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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介绍用PIC16F84单片机制作的电子密码锁。PIC16F84单片机共18个引脚，13个可用I/O接口。芯片内有1K×14的FLASHROM程序存储器，36×8的静态RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的数据存储器，8级深度的硬堆栈。 用PIC单片机设计的电子密码锁微芯公司生产的PIC8位COMS单片机，采用类RISC指令集和哈弗总线结构，以及先进的流水线时序，与传统51单片机相比其在速度和性能方面更具优越性和先进性。PIC单片机的另一个优点是片上硬件资源丰富，集成常见的EPROM、DAC、PWM以及看门狗电路。这使得硬件电路的设计更加简单，节约设计成本，提高整机性能。因此PIC单片机已成为产品开发，尤其是产品设计和研制阶段的首选控制器。本文介绍用PIC16F84单片机制作的电子密码锁。PIC16F84单片机共18个引脚，13个可用I/O接口。芯片内有1K×14的FLASHROM程序存储器，36×8的静态RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的数据存储器，8级深度的硬堆栈。硬件设计 电路原理见图1。Xx8位数据线接4x4键盘矩阵电路，面板布局见表1，A、B、C、D为备用功能键。RA0、RA7输出4组编码二进制数据，经74LS139译码后输出逐行扫描信号，送RB4-RB7列信号输入端。余下半个139译码器动扬声器。RB2接中功率三极管基极，驱动继电器动作。有效密码长度为4位，根据实际情况，可通过修改源程序增加密码位数。产品初始密码为3345，这是一随机数，无特殊意义，目的是为防止被套解。用户可按*号键修改密码，按#号键结束。输入密码并按#号确认之后，脚输出RB2脚输出高电平，继电器闭合，执行一次开锁动作。 若用户输入的密码正确，扬声器发出一声稍长的“滴”提示声，若输入的密码与上次修改的不符，则发出短促的“滴”声。连续3次输入密码错误之后，程序锁死，扬声器报警。直到CPU被复位或从新上电。软件设计 软件流程图见图3。CPU上电或复位之后将最近一次修改并保存到EEPROM的密码读出，最为参照密匙。然后等待用户输入开锁密码。若5分钟以内没有接受到用户的任何输入，CPU自动转入掉电模式，用户输入任意值可唤醒CPU。每次修改密码之后，CPU将新的密码存入内部4个连续的EEPROM单元，掉电后该数据任有效。每执行一次开锁指令，CPU将当前输入密码与该值比较，看是否真确，并给出相应的提示和控制。布 局 所有元件均使用SMD表贴封装，缩小体积，便于产品安装，60X60双面PCB板，顶层是一体化输入键盘，底层是元件层。成型后的产品体积小巧，能很方便的嵌入防盗铁门、保险箱柜。
上传时间： 2013-10-31
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一、实验目的１．掌握定时/计数器、输入/输出接口电路设计方法。 ２．掌握中断控制编程技术的方法和应用。３．掌握8086汇编语言程序设计方法。 二、实验内容与要求 微机灯光控制系统主要用于娱乐场所的彩灯控制。系统的彩灯共有12组，在实验时用12个发光二极管模拟。1. 基本要求：灯光控制共有8种模式，如12个灯依次点亮；12个灯同时闪烁等八种。系统可以通过键盘和显示屏的人机对话，将8种模式进行任意个数、任意次序的连接组合。系统不断重复执行输入的模式组合，直至键盘有任意一个键按下，退出灯光控制系统，返回DOS系统。2. 提高要求：音乐彩灯控制系统，根据音乐的变化控制彩灯的变化，主要有以下几种：第一种为音乐节奏控制彩灯，按音乐的节拍变换彩灯花样。第二种音律的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且被点亮的数目增多。第三种按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分点亮。 三、实验报告要求 １．设计目的和内容 ２．总体设计 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 ４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、设计原理我们以背景霓虹灯的一种显示效果为例，介绍控制霓虹灯显示的基本原理。设有一排 n 段水平排列的霓虹灯，某种显示方式为从左到右每0.2 秒逐个点亮。其控制过程如下： 若以“ 1 ”代表霓虹灯点亮，以“ 0 ”代表霓虹灯熄灭，则开始时刻， n 段霓虹灯的控制信号均为“ 0 ”，随后，控制器将一帧 n 个数据送至 n 段霓虹灯的控制端，其中，最左边的一段霓虹灯对应的控制数据为“ 1 ”，其余的数据均为零，即 1000 … 000 。当 n 个数据送完以后，控制器停止送数，保留这种状态（定时） 0.2 秒，此时，第 1 段霓虹灯被点亮，其余霓虹灯熄灭。随后，控制器又在极短的时间内将数据 1100 … 000 送至霓虹灯的控制端，并定时 0.2 秒，这段时间，前两段霓虹灯被点亮。由于送数据的过程很快，我们观测到的效果是第一段霓虹灯被点亮 0.2 秒后，第 2 段霓虹灯接着被点亮，即每隔 0.2 秒显示一帧图样。如此下去，最后控制器将数据 1111 … 111 送至 n 段霓虹灯的控制端，则 n 段霓虹灯被全部点亮。 只要改变送至每段霓虹灯的数据，即可改变霓虹灯的显示方式，显然，我们可以通过合理地组合数据（编程）来得到霓虹灯的不同显示方式。 五、总体方案论证分析系统设计思路如下：1) 采集8位开关输入信号，若输入数据为0时，将其修改为1。确定输入的硬件接口电路。采样输入开关量，并存入NUM的软件程序段。2) 以12个灯依次点亮为例(即灯光控制模式M1)，考虑与其相应的灯光显示代码数据。确定显示代码数据输出的接口电路。输出一个同期显示代码的软件程序段（暂不考虑时隙的延时要求）。3) 应用定时中断服务和NUM数据，实现t＝N×50ms的方法。4) 实现某一种模式灯光显示控制中12个时隙一个周期，共重复四次的控制方法。要求在初始化时采样开关输入数据NUM，并以此控制每一时隙的延时时间；在每一时隙结束时，检查有无键按下，若是退出键按下，则结束灯光控制，返回DOS系统，若是其他键就返回主菜单，重新输入控制模式数据。5) 通过人机对话，输入8种灯光显示控制模式的任意个数、任意次序连接组合的控制模式数据串（以ENTER键结尾）。对输入的数据进行检查，若数据都在1 - 8之间，则存入INBUF；若有错误，则通过屏幕显示输入错误，准备重新输入灯光显示控制模式数据。6) 依次读取INBUF中的控制模式数据进行不同模式的灯光显示控制，在没有任意键按下的情况下，系统从第一个控制模式数据开始，顺序工作到最后一个控制模式数据后，又返回到第一个控制模式数据，不断重复循环进行灯光显示控制。7) 本系统的软件在总体上有两部份，即主程序（MAIN）和实时中断服务程序（INTT）。讨论以功能明确、相互界面分割清晰的软件程序模块化设计方法。即确定有关功能模块，并画出以功能模块表示的主程序（MAIN）流程框图和定时中断服务程序的流程框图。 六、硬件电路设计 以微机实验平台和PC机资源为硬件设计的基础,不需要外加电路。主要利用了以下的资源：1．8255并行口电路8255并行口电路主要负责数据的输入与输出，可以输出数据控制发光二极管的亮灭和读取乒乓开关的数据。实验时可以将8255的A口、B口和一组发光二极管相连，C口和乒乓开关相连。2．8253定时/计数器8253定时/计数器和8259中断控制器一起实现时隙定时。本设计的定时就是采用的t＝N×50ms的方法，50ms由8253定时/计数器的计数器0控制定时，N是在中断服务程序中软件计时。8253的OUT0接到IRQ2，产生中断请求信号。8253定时/计数器定时结束会发出中断信号，进入中断服务程序。3．PC机资源本设计除了利用PC机作为控制器之外，还利用了PC机的键盘和显示器。键盘主要是输入控制模式数据，显示器就是显示提示信息。 七、软件设计 软件主要分为主程序（MAIN）和中断服务程序（INTT），主程序包含系统初始化、读取乒乓开关、读取控制模式数据以及按键处理等模块。中断服务程序主要是定时时间到后根据控制模式数据点亮相应的发光二极管。1．主程序主程序的程序流程图如图1所示。
上传时间： 2014-04-05
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微型计算机课程设计论文—通用微机发声程序的汇编设计 本文讲述了在微型计算机中利用可编程时间间隔定时器的通用发声程序设计，重点讲述了程序的发声原理，节拍的产生，按节拍改变的动画程序原理，并以设计一个简单的乐曲评分程序为引子，分析程序设计的细节。关键字：微机 8253 通用发声程序 动画技术 直接写屏 1. 可编程时间间隔定时器8253在通用个人计算机中，有一个可编程时间间隔定时器8253，它能够根据程序提供的计数值和工作方式,产生各种形状和各种频率的计数/定时脉冲,提供给系统各个部件使用。本设计是利用计算机控制发声的原理,编写演奏乐曲的程序。 在8253/54定时器内部有3个独立工作的计数器:计数器0,计数器1和计数器2,每个计数器都分配有一个断口地址,分别为40H,41H和42H.8253/54内部还有一个公用的控制寄存器,端地址为43H.端口地址输入到8253/54的CS,AL,A0端,分别对3个计数器和控制器寻址. 对8353/54编程时,先要设定控制字,以选择计数器,确定工作方式和计数值的格式.每计数器由三个引脚与外部联系,见教材第320页图9-1.CLK为时钟输入端,GATE为门控信号输入端,OUT为计数/定时信号输入端.每个计数器中包含一个16位计数寄存器,这个计数器时以倒计数的方式计数的,也就是说,从计数初值逐次减1,直到减为0为止. 8253/54的三个计数器是分别编程的,在对任一个计数器编程时,必须首先讲控制字节写入控制寄存器.控制字的作用是告诉8253/54选择哪个计数器工作,要求输出什么样的脉冲波形.另外,对8253/54的初始化工作还包括,向选定的计数器输入一个计数初值,因为这个计数值可以是8为的,也可以是16为的,而8253/5的数据总线是8位的,所以要用两条输出指令来写入初值.下面给出8253/54初始化程序段的一个例子,将计数器2设定为方式3,(关于计数器的工作方式参阅教材第325—330页)计数初值为65536. MOV AL,10110110B ;选择计数器2,按方式3工作,计数值是二进制格式 OUT 43H,AL ; j将控制字送入控制寄存器 MOV AL,0 ;计数初值为0 OUT 42H,AL ;将计数初值的低字节送入计数器2 OUT 42H,AL ;将计数初值的高字节送入计数器2 在IBM PC中8253/54的三个时钟端CLK0,CLK1和CLK2的输入频率都是1.1931817MHZ. PC机上的大多数I/O都是由主板上的8255(或8255A)可编程序外围接口芯片(PPI)管理的.关于8255A的结构和工作原理及应用举例参阅教材第340—373页.教材第364页的”PC/XT机中的扬声器接口电路”一节介绍了扬声器的驱动原理,并给出了通用发声程序.本设计正是基于这个原理,通过编程,控制加到扬声器上的信号的频率,奏出乐曲的.2．发声程序的设计下面是能产生频率为f的通用发声程序:MOV AL, 10110110B ;8253控制字:通道2,先写低字节,后写高字节 ;方式3,二进制计数OUT 43H, AL ;写入控制字MOV DX, 0012H ;被除数高位MOV AX, 35DEH ;被除数低位 DIV ID ;求计数初值n,结果在AX中OUT 42H, AL ;送出低8位MOV AL, AHOUT 42H,AL ;送出高8位IN AL, 61H ;读入8255A端口B的内容MOV AH, AL ;保护B口的原状态OR AL, 03H ;使B口后两位置1,其余位保留OUT 61H,AL ;接通扬声器,使它发声
上传时间： 2013-10-17
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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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微机接口技术试题：《微机接口技术》模拟试题 一、 选择题：（每空1分，共20分）1． CPU与外设之间交换数据常采用 、 、 和 四种方式，PC机键盘接口采用 传送方式。 ⒉ 当进行DMA方式下的写操作时，数据是从 传送到 __中。 ⒊ PC总线、ISA总线和EISA总线的地址线分别为： 、 和 根。 ⒋ 8254定时/计数器内部有 个端口、共有 种工作方式。 ⒌8255的A1和A0引脚分别连接在地址总线的A1和A0，当命令端口的口地址为317H时，则A口、B口、C口的口地址分别为 、 、 。 ⒍ PC微机中最大的中断号是 、最小的中断号是 。 ⒎PC微机中键盘是从8255的 口得到按键数据。 ⒏ 串行通信中传输线上即传输_________，又传输_________。 二、选择题：（每题2分，共10分）⒈ 设串行异步通信每帧数据格式有8个数据位、无校验、一个停止位，若波特率为9600B/S，该方式每秒最多能传送（ ）个字符。 ① 1200 ② 150 ③ 960 ④ 120 2．输出指令在I/O接口总线上产生正确的命令顺序是（ ）。① 先发地址码，再发读命令，最后读数据。② 先发读命令、再发地址码，最后读数据。③ 先送地址码，再送数据，最后发写命令。④ 先送地址码，再发写命令、最后送数据。3 使用8254设计定时器，当输入频率为1MHZ并输出频率为100HZ时，该定时器的计数初值为（ ）。 ① 100 ② 1000 ③ 10000 ④ 其它 4 在PC机中5号中断，它的中断向地址是（ ）。 ① 0000H：0005H ② 0000H：0010H ③ 0000H：0014H ④ 0000H：0020H 5． 四片8259级联时可提供的中断请求总数为（ ）。 ① 29个 ② 30个 ③ 31个 ④ 32个 6． 下述总线中，组内都是外设串行总线为（ ）组。① RS-485、IDE、ISA。② RS-485、IEEE1394、USB。③ RS-485、PCI、IEEE1394。④ USB、SCSI、RS-232。 7. DMA在（ ）接管总线的控制权。① 申请阶段 ② 响应阶段 ③ 数据传送阶段 ④ 结束阶段 8. 中断服务程序入口地址是（ ）。 ① 中断向量表的指针 ② 中断向量 ③ 中断向量表 ④ 中断号
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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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基于USB接口的数据采集模块的设计与实现Design and Implementation of USB-Based Data Acquisition Module路 永 伸(天津科技大学电子信息与自动化学院，天津300222)摘要文中给出基于USB接口的数据采集模块的设计与实现。硬件设计采用以Adpc831与PDIUSBDI2为主的器件进行硬件设计，采用Windriver开发USB驱动，并用Visual C十十6.0对主机软件中硬件接口操作部分进行动态链接库封装。关键词USB 数据采集Adpc831 PDNSBDI2 Windriver动态链接库Abstract T hed esigna ndim plementaitono fU SB-BasedD ataA cquisiitonM oduleis g iven.Th ec hips oluitonm ainlyw ithA dpc831a ndP DTUSBD12i sused for hardware design. The USB drive is developed场Wmdriver, and the operation on the hardware interface is packaged into Dynamic Link Libraries场Visual C++6.0. Keywords USB DataA cquisition Adttc831 PDfUSBD12 Windriver0 引言US B总 线 是新一代接口总线，最初推出的目的是为了统一取代PC机的各类外设接口，迄今经历了1.0,1.1与2.0版本3个标准。在国内基于USB总线的相关设计与开发也得到了快速的发展，很多设计者从各自的应用领域，用不同方案设计出了相应的装置[1,2]。数据采集是工业控制中一个普遍而重要的环节，因此开发基于USB接口的数据采集模块具有很强的现实应用意义。虽然 US B总线标准已经发展到2.0版本，但由于工业控制现场干扰信号的情况比较复杂，高速数据传输的可靠性不容易被保证，并且很多场合对数据采集的实时性要求并不高，开发2.0标准产品的成本又较1.1标准产品高，所以笔者认为，在工业控制领域，目前开发基于USB总线1.1标准实现的数据采集模块的实用意义大于相应2.0标准模块。
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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
上传时间： 2013-10-17
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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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