MSP430系列flash型超低功耗16位单片机MSP430系列单片机在超低功耗和功能集成等方面有明显的特点。该系列单片机自问世以来，颇受用户关注。在2000年该系列单片机又出现了几个FLASH型的成员，它们除了仍然具备适合应用在自动信号采集系统、电池供电便携式装置、超长时间连续工作的设备等领域的特点外，更具有开发方便、可以现场编程等优点。这些技术特点正是应用工程师特别感兴趣的。《MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机》对该系列单片机的FLASH型成员的原理、结构、内部各功能模块及开发方法与工具作详细介绍。MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机 目录 第1章 引 论1.1 MSP430系列单片机1.2 MSP430F11x系列1.3 MSP430F11x1系列1.4 MSP430F13x系列1.5 MSP430F14x系列第2章 结构概述2.1 引 言2.2 CPU2.3 程序存储器2.4 数据存储器2.5 运行控制2.6 外围模块2.7 振荡器与时钟发生器第3章 系统复位、中断及工作模式3.1 系统复位和初始化3.1.1 引 言3.1.2 系统复位后的设备初始化3.2 中断系统结构3.3 MSP430 中断优先级3.3.1 中断操作--复位/NMI3.3.2 中断操作--振荡器失效控制3.4 中断处理 3.4.1 SFR中的中断控制位3.4.2 中断向量地址3.4.3 外部中断3.5 工作模式3.5.1 低功耗模式0、1（LPM0和LPM1）3.5.2 低功耗模式2、3（LPM2和LPM3）3.5.3 低功耗模式4（LPM4）22 3.6 低功耗应用的要点23第4章 存储空间4.1 引 言4.2 存储器中的数据4.3 片内ROM组织4.3.1 ROM 表的处理4.3.2 计算分支跳转和子程序调用4.4 RAM 和外围模块组织4.4.1 RAM4.4.2 外围模块--地址定位4.4.3 外围模块--SFR4.5 FLASH存储器4.5.1 FLASH存储器的组织4.5.2 FALSH存储器的数据结构4.5.3 FLASH存储器的控制寄存器4.5.4 FLASH存储器的安全键值与中断4.5.5 经JTAG接口访问FLASH存储器39第5章 16位CPU5.1 CPU寄存器5.1.1 程序计数器PC5.1.2 系统堆栈指针SP5.1.3 状态寄存器SR5.1.4 常数发生寄存器CG1和CG25.2 寻址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 变址模式5.2.3 符号模式5.2.4 绝对模式5.2.5 间接模式5.2.6 间接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的时钟周期与长度5.3 指令组概述5.3.1 双操作数指令5.3.2 单操作数指令5.3.3 条件跳转5.3.4 模拟指令的简短格式5.3.5 其他指令第6章 硬件乘法器6.1 硬件乘法器6.2 硬件乘法器操作6.2.1 无符号数相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.2 有符号数相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.3 无符号数乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.4 有符号数乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.3 硬件乘法器寄存器6.4 硬件乘法器的软件限制6.4.1 寻址模式6.4.2 中断程序6.4.3 MACS第7章 基础时钟模块7.1 基础时钟模块7.2 LFXT1与XT27.2.1 LFXT1振荡器7.2.2 XT2振荡器7.2.3 振荡器失效检测7.2.4 XT振荡器失效时的DCO7.3 DCO振荡器7.3.1 DCO振荡器的特性7.3.2 DCO调整器7.4 时钟与运行模式7.4.1 由PUC启动7.4.2 基础时钟调整7.4.3 用于低功耗的基础时钟特性7.4.4 选择晶振产生MCLK7.4.5 时钟信号的同步7.5 基础时钟模块控制寄存器7.5.1 DCO时钟频率控制7.5.2 振荡器与时钟控制寄存器7.5.3 SFR控制位第8章 输入输出端口8.1 引 言8.2 端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理8.2.3 P1、P2的中断控制功能8.3 端口P3、P4、P5和P68.3.1 端口P3、P4、P5和P6的控制寄存器8.3.2 端口P3、P4、P5和P6的端口逻辑第9章 看门狗定时器WDT9.1 看门狗定时器9.2 WDT寄存器9.3 WDT中断控制功能9.4 WDT操作第10章 16位定时器Timer_A10.1 引 言10.2 Timer_A的操作10.2.1 定时器模式控制10.2.2 时钟源选择和分频10.2.3 定时器启动10.3 定时器模式10.3.1 停止模式10.3.2 增计数模式10.3.3 连续模式10.3.4 增/减计数模式10.4 捕获/比较模块10.4.1 捕获模式10.4.2 比较模式10.5 输出单元10.5.1 输出模式10.5.2 输出控制模块10.5.3 输出举例10.6 Timer_A的寄存器10.6.1 Timer_A控制寄存器TACTL10.6.2 Timer_A寄存器TAR10.6.3 捕获/比较控制寄存器CCTLx10.6.4 Timer_A中断向量寄存器10.7 Timer_A的UART应用 第11章 16位定时器Timer_B11.1 引 言11.2 Timer_B的操作11.2.1 定时器长度11.2.2 定时器模式控制11.2.3 时钟源选择和分频11.2.4 定时器启动11.3 定时器模式11.3.1 停止模式11.3.2 增计数模式11.3.3 连续模式11.3.4 增/减计数模式11.4 捕获/比较模块11.4.1 捕获模式11.4.2 比较模式11.5 输出单元11.5.1 输出模式11.5.2 输出控制模块11.5.3 输出举例11.6 Timer_B的寄存器11.6.1 Timer_B控制寄存器TBCTL11.6.2 Timer_B寄存器TBR11.6.3 捕获/比较控制寄存器CCTLx11.6.4 Timer_B中断向量寄存器第12章 USART通信模块的UART功能12.1 异步模式12.1.1 异步帧格式12.1.2 异步通信的波特率发生器12.1.3 异步通信格式12.1.4 线路空闲多机模式12.1.5 地址位多机通信格式12.2 中断和中断允许12.2.1 USART接收允许12.2.2 USART发送允许12.2.3 USART接收中断操作12.2.4 USART发送中断操作12.3 控制和状态寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 发送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率选择和调整控制寄存器12.3.5 USART接收数据缓存URXBUF12.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF12.4 UART模式，低功耗模式应用特性12.4.1 由UART帧启动接收操作12.4.2 时钟频率的充分利用与UART的波特率12.4.3 多处理机模式对节约MSP430资源的支持12.5 波特率计算 第13章 USART通信模块的SPI功能13.1 USART同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式13.1.2 SPI模式中的从模式13.2 中断与控制功能 13.2.1 USART接收/发送允许位及接收操作13.2.2 USART接收/发送允许位及发送操作13.2.3 USART接收中断操作13.2.4 USART发送中断操作13.3 控制与状态寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 发送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率选择和调制控制寄存器13.3.5 USART接收数据缓存URXBUF13.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF第14章 比较器Comparator_A14.1 概 述14.2 比较器A原理14.2.1 输入模拟开关14.2.2 输入多路切换14.2.3 比较器14.2.4 输出滤波器14.2.5 参考电平发生器14.2.6 比较器A中断电路14.3 比较器A控制寄存器14.3.1 控制寄存器CACTL114.3.2 控制寄存器CACTL214.3.3 端口禁止寄存器CAPD14.4 比较器A应用14.4.1 模拟信号在数字端口的输入14.4.2 比较器A测量电阻元件14.4.3 两个独立电阻元件的测量系统14.4.4 比较器A检测电流或电压14.4.5 比较器A测量电流或电压14.4.6 测量比较器A的偏压14.4.7 比较器A的偏压补偿14.4.8 增加比较器A的回差第15章 模数转换器ADC1215.1 概 述15.2 ADC12的工作原理及操作15.2.1 ADC内核15.2.2 参考电平15.3 模拟输入与多路切换15.3.1 模拟多路切换15.3.2 输入信号15.3.3 热敏二极管的使用15.4 转换存储15.5 转换模式15.5.1 单通道单次转换模式15.5.2 序列通道单次转换模式15.5.3 单通道重复转换模式15.5.4 序列通道重复转换模式15.5.5 转换模式之间的切换15.5.6 低功耗15.6 转换时钟与转换速度15.7 采 样15.7.1 采样操作15.7.2 采样信号输入选择15.7.3 采样模式15.7.4 MSC位的使用15.7.5 采样时序15.8 ADC12控制寄存器15.8.1 控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL115.8.2 转换存储寄存器ADC12MEMx15.8.3 控制寄存器ADC12MCTLx15.8.4 中断标志寄存器ADC12IFG.x和中断允许寄存器ADC12IEN.x15.8.5 中断向量寄存器ADC12IV15.9 ADC12接地与降噪第16章 FLASH型芯片的开发16.1 开发系统概述16.1.1 开发技术16.1.2 MSP430系列的开发16.1.3 MSP430F系列的开发16.2 FLASH型的FET开发方法16.2.1 MSP430芯片的JTAG接口16.2.2 FLASH型仿真工具16.3 FLASH型的BOOT ROM16.3.1 标准复位过程和进入BSL过程16.3.2 BSL的UART协议16.3.3 数据格式16.3.4 退出BSL16.3.5 保护口令16.3.6 BSL的内部设置和资源附录A 寻址空间附录B 指令说明B.1 指令汇总B.2 指令格式B.3 不增加ROM开销的模拟指令B.4 指令说明（字母顺序）B.5 用几条指令模拟的宏指令附录C MSP430系列单片机参数表附录D MSP430系列单片机封装形式附录E MSP430系列器件命名
上传时间： 2014-04-28
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地弹的形成：芯片内部的地和芯片外的PCB地平面之间不可避免的会有一个小电感。这个小电感正是地弹产生的根源，同时，地弹又是与芯片的负载情况密切相关的。下面结合图介绍一下地弹现象的形成。 简单的构造如上图的一个小“场景”，芯片A为输出芯片，芯片B为接收芯片，输出端和输入端很近。输出芯片内部的CMOS等输入单元简单的等效为一个单刀双掷开关，RH和RL分别为高电平输出阻抗和低电平输出阻抗，均设为20欧。GNDA为芯片A内部的地。GNDPCB为芯片外PCB地平面。由于芯片内部的地要通过芯片内的引线和管脚才能接到GNDPCB，所以就会引入一个小电感LG，假设这个值为1nH。CR为接收端管脚电容，这个值取6pF。这个信号的频率取200MHz。虽然这个LG和CR都是很小的值，不过，通过后面的计算我们可以看到它们对信号的影响。先假设A芯片只有一个输出脚，现在Q输出高电平，接收端的CR上积累电荷。当Q输出变为低电平的时候。CR、RL、LG形成一个放电回路。自谐振周期约为490ps，频率为2GHz，Q值约为0.0065。使用EWB建一个仿真电路。（很老的一个软件，很多人已经不懈于使用了。不过我个人比较依赖它，关键是建模，模型参数建立正确的话仿真结果还是很可靠的，这个小软件帮我发现和解决过很多实际模拟电路中遇到的问题。这个软件比较小，有比较长的历史，也比较成熟，很容易上手。建议电子初入门的同学还是熟悉一下。）因为只关注下降沿，所以简单的构建下面一个电路。起初输出高电平，10纳秒后输出低电平。为方便起见，高电平输出设为3.3V，低电平是0V。（实际200M以上芯片IO电压会比较低，多采用1.5－2.5V。）
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上传时间： 2013-10-17
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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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这里介绍的一款多功能编程器，功能强大，支持大多数常用的EPROM, EEPROM, FLASH, I2C,PIC, MCS-51,AVR, 93Cxx等系列芯片（超过400种）。硬件成本较低，性价比很高。既适合于电子和电脑爱好者使用，也适合家电维修人员维修家电和单片机开发人员使用。图1为多功能编程器的主机，中间是32脚ZIF(零插力)锁紧插座, 用于27系列、28系列、29系列、39/49系列等BIOS芯片。左边是25芯并口插座，通过并口电缆连接计算机并口。左下方是电源插座。32脚ZIF插座下方是12位的DIP开关，对EPROM芯片进行读写等操作前，需将此开关拨至相应位置。具体开关位置可以参照软件提示。锁紧插座右侧依次排列3个DIP8插座和一个DIP18插座，分别用于25系列、24系列、93系列存储器和PIC系列单片机等；绿色电源指示灯（Power）用于指示编程器电源状态；红色指示灯（Vpp）用于指示芯片Vpp电源状态；黄色指示灯（Vcc）用于指示芯片编程状态。 一、 主要功能： ★ 可用此编程器升级、维修电脑主板，显卡等BIOS芯片。可支持3.3V低电压BIOS芯片。 ★ 用来写网卡启动芯片:用于组建无盘站写网卡启动芯片或制作硬盘还原卡等。 ★ 可用于复印机、传真机、打印机主板维护和维修。★ 可用于读写用来写汽车仪表、安全气囊、里程表数据。★ 可用于维修显示器、彩电、VCD、DVD 上面的存储芯片。可修改开机画面。 ★ 用来开发单片机: 通过添加不同适配器，可以支持 MCS-51 系列, AVR 系列和 PIC 系列的MCU。 ★ 用来写大容量存储芯片:大容量的存储芯片,一般在卫星接收机上使用较多,可以用编程器直接来升级或改写。 二、电路简介图2是这台编程器的完整电路图，可以看到编程器电路由完全分离的两部分组成：串行部分和并行EPROM部分电路。限于篇幅，原理部分不再详述。对原理感兴趣的读者可以参考本文配套文件包中的“电路原理参考.PDF”文件。图2三、电路板设计与制作 图3是编程器参考元件布局图，双面PCB尺寸为160X100毫米,厚度1.6毫米。具体的PCB设计可以参考配套文件中的“PCB参考设计.PDF”。这个文件中包括电路板的顶层和低层布线和顶层丝印层。如果业余自制电路板，建议使用双面感光电路板制作，以确保精度。
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上传时间： 2013-10-14
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P C B 可测性设计布线规则之建议― ― 从源头改善可测率PCB 设计除需考虑功能性与安全性等要求外，亦需考虑可生产与可测试。这里提供可测性设计建议供设计布线工程师参考。1. 每一个铜箔电路支点，至少需要一个可测试点。如无对应的测试点，将可导致与之相关的开短路不可检出，并且与之相连的零件会因无测试点而不可测。2. 双面治具会增加制作成本，且上针板的测试针定位准确度差。所以Layout 时应通过Via Hole 尽可能将测试点放置于同一面。这样就只要做单面治具即可。3. 测试选点优先级：A.测垫(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件脚(Component Lead) D.贯穿孔(Via Hole)(未Mask)。而对于零件脚，应以AI 零件脚及其它较细较短脚为优先，较粗或较长的引脚接触性误判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm)，厚度少于此值之PCB 容易板弯变形，影响测点精准度，制作治具需特殊处理。5. 避免将测点置于SMT 之PAD 上，因SMT 零件会偏移，故不可靠，且易伤及零件。6. 避免使用过长零件脚(>170mil(4.3mm))或过大的孔(直径>1.5mm)为测点。7. 对于电池(Battery)最好预留Jumper，在ICT 测试时能有效隔离电池的影响。8. 定位孔要求：(a) 定位孔(Tooling Hole)直径最好为125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 须有2 个定位孔和一个防呆孔(也可说成定位孔,用以预防将PCB反放而导致机器压破板)，且孔内不能沾锡。(c) 选择以对角线，距离最远之2 孔为定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不应设计成中心对称,即PCB 旋转180 度角后仍能放入PCB,这样,作业员易于反放而致机器压破板)9. 测试点要求：(e) 两测点或测点与预钻孔之中心距不得小于50mil(1.27mm)，否则有一测点无法植针。以大于100mil(2.54mm)为佳，其次是75mil(1.905mm)。(f) 测点应离其附近零件(位于同一面者)至少100mil，如为高于3mm 零件，则应至少间距120mil，方便治具制作。(g) 测点应平均分布于PCB 表面，避免局部密度过高，影响治具测试时测试针压力平衡。(h) 测点直径最好能不小于35mil(0.9mm)，如在上针板，则最好不小于40mil(1.00mm)，圆形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之测点需额外加工，以导正目标。(i) 测点的Pad 及Via 不应有防焊漆(Solder Mask)。(j) 测点应离板边或折边至少100mil。(k) 锡点被实践证实是最好的测试探针接触点。因为锡的氧化物较轻且容易刺穿。以锡点作测试点，因接触不良导致误判的机会极少且可延长探针使用寿命。锡点尤其以PCB 光板制作时的喷锡点最佳。PCB 裸铜测点，高温后已氧化，且其硬度高，所以探针接触电阻变化而致测试误判率很高。如果裸铜测点在SMT 时加上锡膏再经回流焊固化为锡点，虽可大幅改善，但因助焊剂或吃锡不完全的缘故，仍会出现较多的接触误判。
上传时间： 2014-01-14
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通用的多电源总线，如VME、VXI 和PCI 总线，都可提供功率有限的3.3V、5V 和±12V（或±24V）电源，如果在这些系统中添加设备（如插卡等），则需要额外的3.3V或5V电源，这个电源通常由负载较轻的-12V电源提供。图1 电路，将-12V 电压升压到15.3V（相对于-12V 电压），进而得到3.3V 的电源电压，输出电流可达300mA。Q2 将3.3V 电压转换成适当的电压（-10.75V）反馈给IC1 的FB 引脚，PWM 升压控制器可提供1W 的输出功率，转换效率为83%。整个电路大约占6.25Cm2的线路板尺寸，适用于依靠台式PC机电源供电，需要提供1W输出功率的应用，这种应用中，由于-12V总线电压限制在1.2W以内，因此需要保证高于83%的转换效率。由于限流电阻（RSENSE）将峰值电流限制在120mA，N 沟道MOSFET（Q1）可选用廉价的逻辑电平驱动型场效应管，R1、R2 设置输出电压（3.3V 或5V）。IC1 平衡端（Pin5）的反馈电压高于PGND引脚（Pin7）1.25V，因此：VFB = -12V + 1.25V = - 10.75V选择电阻R1后，可确定：I2 = 1.25V / R1 = 1.25V / 12.1kΩ = 103μA可由下式确定R2：R2 = （VOUT - VBE）/ I2 =（3.3V - 0.7V）/ 103μA = 25.2 kΩ图1 中，IC1 的开关频率允许通过外部电阻设置，频率范围为100kHz 至500kHz，有利于RF、数据采集模块等产品的设计。当选择较高的开关频率时，能够保证较高的转换效率，并可选用较小的电感和电容。为避免电流倒流，可在电路中增加一个与R1串联的二极管。
上传时间： 2013-10-17
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pic单片机实用教程(提高篇)以介绍PIC16F87X型号单片机为主，并适当兼顾PIC全系列，共分9章，内容包括：存储器；I/O端口的复位功能；定时器/计数器TMR1；定时器TMR2；输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP；模/数转换器ADC；通用同步/异步收发器USART；主控同步串行端口MSSP：SPI模式和I2C模式。突出特点：通俗易懂、可读性强、系统全面、学练结合、学用并重、实例丰富、习题齐全。＜br＞本书作为Microchip公司大学计划选择用书，可广泛适用于初步具备电子技术基础和计算机知识基础的学生、教师、单片机爱好者、电子制作爱好者、电器维修人员、电子产品开发设计者、工程技术人员阅读。本教程全书共分2篇，即基础篇和提高篇，分2册出版，以适应不同课时和不同专业的需要，也为教师和读者增加了一种可选方案。 第1章 EEPROM数据存储器和FIASH程序存储器1.1 背景知识1.1.1 通用型半导体存储器的种类和特点1.1.2 PIC单片机内部的程序存储器1.1.3 PIC单片机内部的EEPROM数据存储器1.1.4 PIC16F87X内部EEPROM和FIASH操作方法1.2 与EEPROM相关的寄存器1.3 片内EEPROM数据存储器结构和操作原理1.3.1 从EEPROM中读取数据1.3.2 向EEPROM中烧写数据1.4 与FLASH相关的寄存器1.5 片内FLASH程序存储器结构和操作原理1.5.1 读取FLASH程序存储器1.5.2 烧写FLASH程序存储器1.6 写操作的安全保障措施1.6.1 写入校验方法1.6.2 预防意外写操作的保障措施1.7 EEPROM和FLASH应用举例1.7.1 EEPROM的应用1.7.2 FIASH的应用思考题与练习题第2章 输入/输出端口的复合功能2.1 RA端口2.1.1 与RA端口相关的寄存器2.1.2 电路结构和工作原理2.1.3 编程方法2.2 RB端口2.2.1 与RB端口相关的寄存器2.2.2 电路结构和工作原理2.2.3 编程方法2.3 RC端口2.3.1 与RC端口相关的寄存器2.3.2 电路结构和工作原理2.3.3 编程方法2.4 RD端口2.4.1 与RD端口相关的寄存器2.4.2 电路结构和工作原理2.4.3 编程方法2.5 RE端口2.5.1 与RE端口相关的寄存器2.5.2 电路结构和工作原理2.5.3 编程方法2.6 PSP并行从动端口2.6.1 与PSP端口相关的寄存器2.6.2 电路结构和工作原理2.7 应用举例思考题与练习题第3章 定时器/计数器TMR13.1 定时器/计数器TMR1模块的特性3.2 定时器/计数器TMR1模块相关的寄存器3.3 定时器/计数器TMR1模块的电路结构3.4 定时器/计数器TMR1模块的工作原理3.4.1 禁止TMR1工作3.4.2 定时器工作方式3.4.3 计数器工作方式3.4.4 TMR1寄存器的赋值与复位3.5 定时器/计数器TMR1模块的应用举例思考题与练习题第4章 定时器TMR24.1 定时器TMR2模块的特性4.2 定时器TMR2模块相关的寄存器4.3 定时器TMR2模块的电路结构4.4 定时器TMR2模块的工作原理4.4.1 禁止TMR2工作4.4.2 定时器工作方式4.4.3 寄存器TMR2和PR2以及分频器的复位4.4.4 TMR2模块的初始化编程4.5 定时器TMR2模块的应用举例思考题与练习题第5章 输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP5.1 输入捕捉工作模式5.1.1 输入捕捉摸式相关的寄存器5.1.2 输入捕捉模式的电路结构5.1.3 输入捕捉摸式的工作原理5.1.4 输入捕捉摸式的应用举例5.2 输出比较工作模式5.2.1 输出比较模式相关的寄存器5.2.2 输出比较模式的电路结构5.2.3 输出比较模式的工作原理5.2.4 输出比较模式的应用举例5.3 脉宽调制输出工作模式5.3.1 脉宽调制模式相关的寄存器5.3.2 脉宽调制模式的电路结构5.3.3 脉宽调制模式的工作原理5.3.4 脉定调制模式的应用举例5.4 两个CCP模块之间相互关系思考题与练习题第6章 模/数转换器ADC6.1 背景知识6.1.1 ADC种类与特点6.1.2 ADC器件的工作原理6.2 PIC16F87X片内ADC模块6.2.1 ADC模块相关的寄存器6.2.2 ADC模块结构和操作原理6.2.3 ADC模块操作时间要求6.2.4 特殊情况下的A/D转换6.2.5 ADC模块的转换精度和分辨率6.2.6 ADC模块的内部动作流程和传递函数6.2.7 ADC模块的操作编程6.3 PIC16F87X片内ADC模块的应用举例思考题与练习题第7章 通用同步/异步收发器USART7.1 串行通信的基本概念7.1.1 串行通信的两种基本方式7.1.2 串行通信中数据传送方向7.1.3 串行通信中的控制方式7.1.4 串行通信中的码型、编码方式和帧结构7.1.5 串行通信中的检错和纠错方式7.1.6 串行通信组网方式7.1.7 串行通信接口电路和参数7.1.8 串行通信的传输速率7.2 PIC16F87X片内通用同步/异步收发器USART模块7.2.1 与USART模块相关的寄存器7.2.2 USART波特率发生器BRG7.2.3 USART模块的异步工作方式7.2.4 USART模块的同步主控工作方式7.2.5 USART模块的同步从动工作方式7.3 通用同步/异步收发器USART的应用举例思考题与练习题第8章 主控同步串行端口MSSP——SPI模式8.1 SPI接口的背景知识8.1.1 SPI接口信号描述8.1.2 基于SPI的系统构成方式8.1.3 SPI接口工作原理8.1.4 兼容的MicroWire接口8.2 PIC16F87X的SPI接口8.2.1 SPI接口相关的寄存器8.2.2 SPI接口的结构和操作原理8.2.3 SPI接口的主控方式8.2.4 SPI接口的从动方式8.3 SPI接口的应用举例思考题与练习题第9章 主控同步串行端口MSSP——I（平方）C模式9.1 I（平方）C总线的背景知识9.1.1 名词术语9.1.2 I（平方）C总线的技术特点9.1.3 I（平方）C总线的基本工作原理9.1.4 I（平方）C总线信号时序分析9.1.5 信号传送格式9.1.6 寻址约定9.1.7 技术参数9.1.8 I（平方）C器件与I（平方）C总线的接线方式9.1.9 相兼容的SMBus总线9.2 与I（平方）C总线相关的寄存器9.3 典型信号时序的产生方法9.3.1 波特率发生器9.3.2 启动信号9.3.3 重启动信号9.3.4 应答信号9.3.5 停止信号9.4 被控器通信方式9.4.1 硬件结构9.4.2 被主控器寻址9.4.3 被控器接收——被控接收器9.4.4 被控器发送——被控发送器9.4.5 广播式寻址9.5 主控器通信方式9.5.1 硬件结构9.5.2 主控器发送——主控发送器9.5.3 主控器接收——主控接收器9.6 多主通信方式下的总线冲突和总线仲裁9.6.1 发送和应答过程中的总线冲突9.6.2 启动过程中的总线冲突9.6.3 重启动过程中的总线冲突9.6.4 停止过程中的总线冲突9.7 I（平方）C总线的应用举例思考题与练习题附录A 包含文件P16F877.INC附录B 新版宏汇编器MPASM伪指令总表参考文献
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微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的；M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的； 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表， 第五代微处理机的发展更加迅猛，1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世，98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0，1码语言，是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0，1码描述的某种机器的指令系统，汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC，PASCAL，C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序，它们必须通过编译或解释，连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++，Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础（一） 十进制ND有十个数码：0～9，逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数，各位系数为0～9，10i为权。 一般表达式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… （二） 二进制NB两个数码：0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数，各位系数为0、1， 2i为权。 一般表达式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… （三）十六进制NH十六个数码0～9、A～F，逢十六进一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数，各位系数为0～9，A～F，16i为权。 一般表达式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 （二）二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。举例：（三）十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。举例： 2. 小数转换法“乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排到最低位。举例： 三、带符号数的表示方法 机器数：机器中数的表示形式。真值： 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“－”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 机器数： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码（Two’s Complement）正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n－abs（x）8位机器数表示的真值四、 二进制编码例：求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码，用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”（GB2312-80标准），简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则：“逢2进1” 减法规则：“借1当2” 乘法规则：“逢0出0，全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即“加六修正”和“减六修正”例：10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 ＋ 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 ＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例： 10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 － 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 － 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构；2、以内存为中心的双总线结构；3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能；2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义；2、管理；3、堆栈形式
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TKS仿真器B系列快速入门
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉；气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉；压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性，容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性) ，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ，选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性 低成本 ，宽测量范围，小尺寸、重量轻和高强度，宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 ，位置传感器 ， 液面传感器 能耗传感器 ，速度传感器 ，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器 ，振动传感器，湿敏传感器 ，磁敏传感器，气敏传感器，真空度传感器，生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
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