MCS-51系列单片机芯片结构:2.1 MCS—51系列单片机的结构原理2.1.1 MCS-51单片机逻辑结构 MCS-51单片机的系统结构框图如图2.1所示。 图2.1 MCS-51单片机的系统结构框图由图2.1可以看出,单片机内部主要包含下列几个部件:u 一个8位CPU;u 一个时钟电路;u 4Kbyte程序存储器;u 128byte数据存储器;u 两个16位定时/计数器;u 64Kbyte扩展总线控制电路;u 四个8-bit并行I/O端口;u 一个可编程串行接口;五个中断源,其中包括两个优先级嵌套中断 1. CPU CPU即中央处理器的简称,是单片机的核心部件,它完成各种运算和控制操作,CPU由运算器和控制器两部分电路组成。(1)运算器电路 运算器电路包括ALU(算术逻辑单元)、ACC(累加器)、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件,运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。 (2)控制器电路 控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作,协调单片机各部分正常工作。
上传时间: 2013-10-27
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标号: FTOD 功能:格式化浮点数转换成双字节定点数入口条件:格式化浮点操作数在[R0]中。出口信息:OV=1时溢出,OV=0时转换成功:定点数的绝对值在[R0]中(双字节),数符在位1FH中,F0=1 时为整数,CY=1时为一字节整数一字节小数,否则为纯小数。影响资源:PSW、A、B、R2、R3、R4、位1FH 堆栈需求: 6字节FTOD: LCALL MVR0 ;将[R0]传送到第一工作区MOV A,R2JZ FTD4 ;阶码为零,纯小数JB ACC.7,FTD4;阶码为负,纯小数
上传时间: 2013-10-15
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标号: FSQR 功能:浮点数开平方(快速逼近算法)入口条件:操作数在[R0]中。出口信息:OV=0时,平方根仍在[R0]中,OV=1时,负数开平方出错。影响资源:PSW、A、B、R2~R7 堆栈需求: 2字节FSQR: MOV A,@R0JNB ACC.7,SQRSETB OV ;负数开平方,出错
上传时间: 2013-11-17
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标号: FDIV 功能:浮点数除法 入口条件:被除数在[R0]中,除数在[R1]中。出口信息:OV=0时,商仍在[R0]中,OV=1时,溢出。影响资源:PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求: 5字节
上传时间: 2014-12-28
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入口条件:被除数在R2、R3、R4、R5中,除数在R6、R7中。出口信息:OV=0时商在R2、R3中,OV=1时溢出。影响资源:PSW、A、B、R1~R7 堆栈需求: 5字节DIVS: LCALL MDS ;计算结果的符号和两个操作数的绝对值PUSH PSW ;保存结果的符号LCALL DIVD ;计算两个绝对值的商JNB OV,DVS1 ;溢出否?POP ACC ;溢出,放去结果的符号,保留溢出标志
上传时间: 2013-11-09
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1. 文件比较器TKSDiff :a) 二进制比较:支持字体设置和文件改动监测,微调智能比较算法b) 支持文件拖拽,内容替换和插入c) 支持复制选中文本和比较文件的文件名d) 支持选中内容的导出e) 显示智能比较完成度f) 处理k-flash命令行g) 禁止大文件间的比较h) 修正部分内存越界问题i) 修正消除二进制标题时有时无问题j) 修正目录比较界面模块资源泄漏问题k) 修正快速比较设置起始地址 bug
上传时间: 2013-10-13
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8051单片机系统扩展与接口技术:第一节 8051 单片机系统扩展概述第二节 单片机外部存储器扩展第三节 单片机输入输出(I/O)口扩展及应用第四节 LED显示器接口电路及显示程序第五节 单片机键盘接口技术第六节 单片机与数模(D/A)及模数(A/D)转换1、地址总线(Address Bus,简写为AB)地址总线可传送单片机送出的地址信号,用于访问外部存储器单元或I/O端口。A 地址总线是单向的,地址信号只是由单片机向外发出。B 地址总线的数目决定了可直接访问的存储器单元的数目。例如N位地址,可以产生2N个连续地址编码,因此可访问2N个存储单元,即通常所说的寻址范围为 2N个地址单元。MCS—51单片机有十六位地址线,因此存储器展范围可达216 = 64KB地址单元。C 挂在总线上的器件,只有地址被选中的单元才能与CPU交换数据,其余的都暂时不能操作,否则会引起数据冲突。2、数据总线(Data Bus,简写为DB)数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。A 单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。例如MCS—51单片机是8位字长,所以数据总线的位数也是8位。B 数据总线是双向的,即可以进行两个方向的数据传送。3、控制总线(Control Bus,简写为CB)控制总线实际上就是一组控制信号线,包括单片机发出的,以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。对于一条控制信号线来说,其传送方向是单向的,但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向的。总线结构形式大大减少了单片机系统中连接线的数目,提高了系统的可靠性,增加了系统的灵活性。此外,总线结构也使扩展易于实现,各功能部件只要符合总线规范,就可以很方便地接入系统,实现单片机扩展。
上传时间: 2013-10-18
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含原理图+电路图+程序的波形发生器:在工作中,我们常常会用到波形发生器,它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。单片机波形发生器是以单片机核心,配相应的外围电路和功能软件,能实现各种波形发生的应用系统,它由硬件部分和软件部分组成,硬件是系统的基础,软件则是在硬件的基础上,对其合理的调配和使用,从而完成波形发生的任务。 波形发生器的技术指标:(1) 波形类型:方型、正弦波、三角波、锯齿波;(2) 幅值电压:1V、2V、3V、4V、5V;(3) 频率值:10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ;(4) 输出极性:双极性操作设计1、 机器通电后,系统进行初始化,LED在面板上显示6个0,表示系统处于初始状态,等待用户输入设置命令,此时,无任何波形信号输出。2、 用户按下“F”、“V”、“W”,可以分别进入频率,幅值波形设置,使系统进入设置状态,相应的数码管显示“一”,此时,按其它键,无效;3、 在进入某一设置状态后,输入0~9等数字键,(数字键仅在设置状态时,有效)为欲输出的波形设置相应参数,LED将参数显示在面板上;4、 如果在设置中,要改变已设定的参数,可按下“CL”键,清除所有已设定参数,系统恢复初始状态,LED显示6个0,等待重新输入命令;5、 当必要的参数设定完毕后,所有参数显示于LED上,用户按下“EN”键,系统会将各波形参数传递到波形产生模块中,以便控制波形发生,实现不同频率,不同电压幅值,不同类型波形的输出;6、 用户按下“EN”键后,波形发生器开始输出满足参数的波形信号,面板上相应类型的运行指示灯闪烁,表示波形正在输出,LED显示波形类型编号,频率值、电压幅值等波形参数;7、 波形发生器在输出信号时,按下任意一个键,就停止波形信号输出,等待重新设置参数,设置过程如上所述,如果不改变参数,可按下“EN”键,继续输出原波形信号;8、 要停止波形发生器的使用,可按下复位按钮,将系统复位,然后关闭电源。硬件组成部分通过综合比较,决定选用获得广泛应用,性能价格高的常用芯片来构成硬件电路。单片机采用MCS-51系列的89C51(一块),74LS244和74LS373(各一块),反相驱动器 ULN2803A(一块),运算放大器 LM324(一块) 波形发生器的硬件电路由单片机、键盘显示器接口电路、波形转换(D/ A)电路和电源线路等四部分构成。1.单片机电路功能:形成扫描码,键值识别,键功能处理,完成参数设置;形成显示段码,向LED显示接口电路输出;产生定时中断;形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路;如电路原理图所示: 89C51的P0口和P2口作为扩展I/O口,与8255、0832、74LS373相连接,可寻址片外的寄存器。单片机寻址外设,采用存储器映像方式,外部接口芯片与内部存储器统一编址,89C51提供16根地址线P0(分时复用)和P2,P2口提供高8位地址线,P0口提供低8位地址线。P0口同时还要负责与8255,0832的数据传递。P2.7是8255的片选信号,P2.6是0832(1)的片选,P2.5是0832(2)的片选,低电平有效,P0.0、P0.1经过74LS373锁存后,送到8255的A1、A2作,片内A口,B口,C口,控制口等寄存器的字选。89C51的P1口的低4位连接4只发光三极管,作为波形类型指示灯,表示正在输出的波形是什么类型。单片机89C51内部有两个定时器/计数器,在波形发生器中使用T0作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值,定时器的溢出信号作为中断请求。控制定时器中断的特殊功能寄存器设置如下:定时控制寄存器TCON=(00010000)工作方式选择寄存器(TMOD)=(00000000)中断允许控制寄存器(IE)=(10000010)2、键盘显示器接口电路功能:驱动6位数码管动态显示; 提供响应界面; 扫面键盘; 提供输入按键。由并口芯片8255,锁存器74LS273,74LS244,反向驱动器ULN2803A,6位共阴极数码管(LED)和4×4行列式键盘组成。8255的C口作为键盘的I/O接口,C口的低4位输出到扫描码,高4位作为输入行状态,按键的分布如图所示。8255的A口作为LED段码输出口,与74LS244相连接,B口作为LED的位选信号输出口,与ULN2803A相连接。8255内部的4个寄存器地址分配如下:控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A电路功能:将波形样值的数字编码转换成模拟值;完成单极性向双极性的波形输出;构成由两片0832和一块LM324运放组成。0832(1)是参考电压提供者,单片机向0832(1)内的锁存器送数字编码,不同的编码会产生不同的输出值,在本发生器中,可输出1V、2V、3V、4V、5V等五个模拟值,这些值作为0832(2)的参考电压,使0832(2)输出波形信号时,其幅度是可调的。0832(2)用于产生各种波形信号,单片机在波形产生程序的控制下,生成波形样值编码,并送到0832(2)中的锁存器,经过D/A转换,得到波形的模拟样值点,假如N个点就构成波形的一个周期,那么0832(2)输出N个样值点后,样值点形成运动轨迹,就是波形信号的一个周期。重复输出N个点后,由此成第二个周期,第三个周期……。这样0832(2)就能连续的输出周期变化的波形信号。运放A1是直流放大器,运放A2是单极性电压放大器,运放A3是双极性驱动放大器,使波形信号能带得起负载。地址分配:0832(1):DFFFH ,0832(2):BFFFH4、电源电路:功能:为波形发生器提供直流能量;构成由变压器、整流硅堆,稳压块7805组成。220V的交流电,经过开关,保险管(1.5A/250V),到变压器降压,由220V降为10V,通过硅堆将交流电变成直流电,对于谐波,用4700μF的电解电容给予滤除。为保证直流电压稳定,使用7805进行稳压。最后,+5V电源配送到各用电负载。
上传时间: 2013-11-08
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设计一个单片机控制的简易定时报警器。要求根据设定的初始值(1-59秒)进行倒计时,当计时到0时数码管闪烁“00”(以1Hz闪烁),按键功能如下:(1)设定键:在倒计时模式时,按下此键后停止倒计时,进入设置状态;如果已经处于设置状态则此键无效。(2)增一键:在设置状态时,每按一次递增键,初始值的数字增1。(3)递一键:在设置状态时,每按一次递减键,初始值的数字减1。(4)确认键:在设置状态时,按下此键后,单片机按照新的初始值进行倒计时及显示倒计时的数字。如果已经处于计时状态则此键无效。3.1.2 模块1:系统设计(1)任务分析与整体设计思路根据题目的要求,需要实现如下几个方面的功能。计时功能:要实现计时功能则需要使用定时器来计时,通过设置定时器的初始值来控制溢出中断的时间间隔,再利用一个变量记录定时器溢出的次数,达到定时1秒中的功能。然后,当计时每到1秒钟后,倒计时的计数器减1。当倒计时计数器到0时,触发另一个标志变量,进入闪烁状态。显示功能:显示倒计时的数字要采用动态扫描的方式将数字拆成“十位”和“个位”动态扫描显示。如果处于闪烁状态,则可以不需要动态扫描显示,只需要控制共阴极数码管的位控线,实现数码管的灭和亮。键盘扫描和运行模式的切换:主程序在初始化一些变量和寄存器之后,需要不断循环地读取键盘的状态和动态扫描数码管显示相应的数字。根据键盘的按键值实现设置状态、计时状态的切换。 (2)单片机型号及所需外围器件型号,单片机硬件电路原理图选用MCS-51系列AT89S51单片机作为微控制器,选择两个四联的共阴极数码管组成8位显示模块,由于AT89S51单片机驱动能力有限,采用两片74HC244实现总线的驱动,一个74HC244完成位控线的控制和驱动,另一个74HC244完成数码管的7段码输出,在输出口上各串联一个100欧姆的电阻对7段数码管限流。由于键盘数量不多,选择独立式按键与P1口连接作为四个按键输入。没有键按下时P1.0-P1.3为高电平,当有键按下时,P1.0-P1.3相应管脚为低电平。电路原理图如图3-1所示。
上传时间: 2013-11-13
上传用户:曹云鹏
单片机音乐中音调和节拍的确定方法:调号-音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。很明显一个八度就有12个半音。A、B、C、D、E、F、G。经过声学家的研究,全世界都用这些字母来表示固定的音高。比如,A这个音,标准的音高为每秒钟振动440周。 升C调:1=#C,也就是降D调:1=BD;277(频率)升D调:1=#D,也就是降E调:1=BE;311升F调:1=#F,也就是降G调:1=BG;369升G调:1=#G,也就是降A调:1=BA;415升A调:1=#A,也就是降B调:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所谓1=A,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同A一样高,人们也把这首歌曲叫做A调歌曲,或叫“唱A调”。1=C,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同C一样高,或者说“这歌曲唱C调”。同样是“导”,不同的调唱起来的高低是不一样的。各调的对应的标准频率为: 单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法 经常看到一些刚学单片机的朋友对单片机演奏音乐比较有兴趣,本人也曾是这样。在此,本人将就这方面的知识做一些简介,但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。 一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。 在音乐中所谓“音调”,其实就是我们常说的“音高”。在音乐中常把中央C上方的A音定为标准音高,其频率f=440Hz。当两个声音信号的频率相差一倍时,也即f2=2f1时,则称f2比f1高一个倍频程, 在音乐中1(do)与 ,2(来)与 ……正好相差一个倍频程,在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内,有12个半音。以1—i八音区为例, 12个半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高,也就是其基本音调的频率,我们就可根据倍频程的关系得到其他音符基本音调的频率。 知道了一个音符的频率后,怎样让单片机发出相应频率的声音呢?一般说来,常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断,将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反,或者说来回清零,置位,从而让蜂鸣器发出声音,为了让单片机发出不同频率的声音,我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢?以标准音高A为例: A的频率f = 440 Hz,其对应的周期为:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上图可知,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下,单片机奏乐时,其定时器为工作方式1,它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0,则定时器的予置初值由下式来确定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 将t=1136μs代入上面两式(注意:计算时应将时间和频率的单位换算一致),即可求出标准音高A在单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值为 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根据上面的求解方法,我们就可求出其他音调相应的计数器的予置初值。 音符的节拍我们可以举例来说明。在一张乐谱中,我们经常会看到这样的表达式,如1=C 、1=G …… 等等,这里1=C,1=G表示乐谱的曲调,和我们前面所谈的音调有很大的关联, 、 就是用来表示节拍的。以 为例加以说明,它表示乐谱中以四分音符为节拍,每一小结有三拍。比如: 其中1 、2 为一拍,3、4、5为一拍,6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,3、4的时长为八分音符的一半,即为十六分音符长,5的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,6的时长为四分音符长。那么一拍到底该唱多长呢?一般说来,如果乐曲没有特殊说明,一拍的时长大约为400—500ms 。我们以一拍的时长为400ms为例,则当以四分音符为节拍时,四分音符的时长就为400ms,八分音符的时长就为200ms,十六分音符的时长就为100ms。可见,在单片机上控制一个音符唱多长可采用循环延时的方法来实现。首先,我们确定一个基本时长的延时程序,比如说以十六分音符的时长为基本延时时间,那么,对于一个音符,如果它为十六分音符,则只需调用一次延时程序,如果它为八分音符,则只需调用二次延时程序,如果它为四分音符,则只需调用四次延时程序,依次类推。通过上面关于一个音符音调和节拍的确定方法,我们就可以在单片机上实现演奏音乐了。具体的实现方法为:将乐谱中的每个音符的音调及节拍变换成相应的音调参数和节拍参数,将他们做成数据表格,存放在存储器中,通过程序取出一个音符的相关参数,播放该音符,该音符唱完后,接着取出下一个音符的相关参数……,如此直到播放完毕最后一个音符,根据需要也可循环不停地播放整个乐曲。另外,对于乐曲中的休止符,一般将其音调参数设为FFH,FFH,其节拍参数与其他音符的节拍参数确定方法一致,乐曲结束用节拍参数为00H来表示。下面给出部分音符(三个八度音)的频率以及以单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值 : C调音符 频率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC调音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7频率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C调音符 频率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
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