电加热炉是典型工业过程控制对象,其温度控制具有升温单向性,大惯性,纯滞后,时变性等特点,很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。而PID控制因其成熟,容易实现,并具有可消除稳态误差的优点,在大多数情况下可以满足系统性能要求,但其性能取决于参数的整定情况。且快速性和超调量之间存在矛盾,使其不一定满足快速升温、超调小的技术要求。模糊控制在快速性和保持较小的超调量方面有着自身的优势,但其理论并不完善,算法复杂,控制过程会存在稳态误差。 将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统,利用模糊控制规则自适应在线修改PID参数,构成模糊自整定:PID控制系统,借此提高其控制效果。 基于PID控制算法,以ADuC845单片机为主体,构成一个能处理较复杂数据和控制功能的智能控制器,使其既可作为独立的单片机控制系统,又可与微机配合构成两级控制系统。该控制器控制精度高,具有较高的灵活性和可靠性。 2 温度控制系统硬件设计 该系统设计的硬件设计主要由单片机主控、前向通道、后向通道、人机接口和接口扩展等模块组成,如图l所示。由图1可见,以内含C52兼容单片机的ADuC845为控制核心.配有640 KB的非易失RAM数据存储器、外扩键盘输人、320x240点阵的图形液晶显示器进行汉字、图形、曲线和数据显示,超温报警装置等外围电路;预留微型打印机接口,可以现场打印输出结果;预留RS232接口,能和PC机联机,将现场检测的数据传输至PC机来进一步处理、显示、打印和存档。
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单片机的选择和使用 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴: 1.在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。 2.在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用 可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。 4.在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。 5.单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 6.在各种大型电器中的模块化应用 某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。 在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也方便于更换。 7.单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器,GPS导航系统,abs防抱死系统,制动系统等等。 此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
标签: 单片机
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HT66F40使用SIM SPI Mode的用法 HT66F40 内建有串行接口功能,其中包括了SPI 和I2C 这两种总线模式,本文以HT66F40为母体,介绍使用SPI 进行数据传输的方法和注意事项。
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DPM-S PROFIBUS嵌入式从站模块适用于自主开发PROFIBUS-DP从站设备,且不需要掌握PROFIBUS-DP相关理论知识,通过修改几行必要的代码就可以方便的将您的设备接入PROFIBUS网络。DPM-S系列模块提供一个全隔离PROFIBUS通讯接口,支持高达12Mbps通讯速率,隔离电压达DC 3000V,并集成增强的ESD保护,可以保护用户设备在网络中可靠工作。用户可以通过串行UART/SPI接口,或并行总线接口来访问DPM-S系列模块,实现高速实时的数据传输。
标签: PROFIBUS-DP 通讯模块
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EZ-USB FX系列单片机USB外围设备设计与应用:PART 1 USB的基本概念第1章 USB的基本特性1.1 USB简介21.2 USB的发展历程31.2.1 USB 1.131.2.2 USB 2.041.2.3 USB与IEEE 1394的比较41.3 USB基本架构与总线架构61.4 USB的总线结构81.5 USB数据流的模式与管线的概念91.6 USB硬件规范101.6.1 USB的硬件特性111.6.2 USB接口的电气特性121.6.3USB的电源管理141.7 USB的编码方式141.8 结论161.9 问题与讨论16第2章 USB通信协议2.1 USB通信协议172.2 USB封包中的数据域类型182.2.1 数据域位的格式182.3 封包格式192.4 USB传输的类型232.4.1 控制传输242.4.2 中断传输292.4.3 批量传输292.4.4 等时传输292.5 USB数据交换格式302.6 USB描述符342.7 USB设备请求422.8 USB设备群组442.9 结论462.10 问题与讨论46第3章 设备列举3.1注册表编辑器473.2设备列举的步骤493.3设备列举步骤的实现--使用CATC分析工具513.4结论613.5问题与讨论61第4章 USB芯片与EZUSB4.1USB芯片的简介624.2USB接口芯片644.2.1Philips接口芯片644.2.2National Semiconductor接口芯片664.3内含USB单元的微处理器684.3.1Motorola694.3.2Microchip694.3.3SIEMENS704.3.4Cypress714.4USB芯片总揽介绍734.5USB芯片的选择与评估744.6问题与讨论80第5章 设备与驱动程序5.1阶层式的驱动程序815.2主机的驱动程序835.3驱动程序的选择865.4结论865.5问题与讨论87第6章 HID群组6.1HID简介886.2HID群组的传输速率886.3HID描述符906.3.1报告描述符936.3.2主要 main 项目类型966.3.3整体 global 项目卷标976.3.4区域 local 项目卷标986.3.5简易的报告描述符996.3.6Descriptor Tool 描述符工具 1006.3.7兼容测试程序1016.4HID设备的基本请求1026.5Windows通信程序1036.6问题与讨论106PART 2 硬件技术篇第7章 EZUSB FX简介7.1简介1097.2EZUSB FX硬件框图1097.3封包与PID码1117.4主机是个主控者1137.4.1从主机接收数据1137.4.2传送数据至主机1137.5USB方向1137.6帧1147.7EZUSB FX传输类型1147.7.1批量传输1147.7.2中断传输1147.7.3等时传输1157.7.4控制传输1157.8设备列举1167.9USB核心1167.10EZUSB FX单片机1177.11重新设备列举1177.12EZUSB FX端点1187.12.1EZUSB FX批量端点1187.12.2EZUSB FX控制端点01187.12.3EZUSB FX中断端点1197.12.4EZUSB FX等时端点1197.13快速传送模式1197.14中断1207.15重置与电源管理1207.16EZUSB 2100系列1207.17FX系列--从FIFO1227.18FX系列--GPIF 通用型可程序化的接口 1227.19AN2122/26各种特性的摘要1227.20修订ID1237.21引脚描述123第8章 EZUSB FX CPU8.1简介1308.28051增强模式1308.3EZUSB FX所增强的部分1318.4EZUSB FX寄存器接口1318.5EZUSB FX内部RAM1318.6I/O端口1328.7中断1328.8电源控制1338.9特殊功能寄存器 SFR 1348.10内部总线1358.11重置136第9章 EZUSB FX内存9.1简介1379.28051内存1389.3扩充的EZUSB FX内存1399.4CS#与OE#信号1409.5EZUSB FX ROM版本141第10章 EZUSB FX输入/输出端口10.1简介14310.2I/O端口14310.3EZUSB输入/输出端口寄存器14610.3.1端口配置寄存器14710.3.2I/O端口寄存器14710.4EZUSB FX输入/输出端口寄存器14910.5EZUSB FX端口配置表15110.6I2C控制器15610.78051 I2C控制器15610.8控制位15810.8.1START位15810.8.2STOP位15810.8.3LASTRD位15810.9状态位15910.9.1DONE位15910.9.2ACK位15910.9.3BERR位15910.9.4ID1, ID015910.10送出 WRITE I2C数据16010.11接收 READ I2C数据16010.12I2C激活加载器16010.13SFR寻址 FX 16210.14端口A~E的SFR控制165第11章 EZUSB FX设备列举与重新设备列举11.1简介16711.2预设的USB设备16911.3USB核心对于EP0设备请求的响应17011.4固件下载17111.5设备列举模式17211.6没有存在EEPROM17311.7存在着EEPROM, 第一个字节是0xB0 0xB4, FX系列11.8存在着EEPROM, 第一个字节是0xB2 0xB6, FX系列11.9配置字节0,FX系列17711.10重新设备列举 ReNumerationTM 17811.11多重重新设备列举 ReNumerationTM 17911.12预设描述符179第12章 EZUSB FX批量传输12.1简介18812.2批量输入传输18912.3中断传输19112.4EZUSB FX批量IN的例子19112.5批量OUT传输19212.6端点对19412.7IN端点对的状态19412.8OUT端点对的状态19512.9使用批量缓冲区内存19512.10Data Toggle控制19612.11轮询的批量传输的范例19712.12设备列举说明19912.13批量端点中断19912.14中断批量传输的范例20112.15设备列举说明20512.16自动指针器205第13章 EZUSB控制端点013.1简介20913.2控制端点EP021013.3USB请求21213.3.1取得状态 Get_Status 21413.3.2设置特性(Set_Feature)21713.3.3清除特性(Clear_Feature)21813.3.4取得描述符(Get_Descriptor)21913.3.5设置描述符(Set Descriptor)22313.3.6设置配置(Set_Configuration)22513.3.7取得配置(Get_Configuration)22513.3.8设置接口(Set_Interface)22513.3.9取得接口(Get_Interface)22613.3.10设置地址(Set_Address)22713.3.11同步帧22713.3.12固件加载228第14章 EZUSB FX等时传输14.1简介22914.2等时IN传输23014.2.1初始化设置23014.2.2IN数据传输23014.3等时OUT传输23114.3.1初始化设置23114.3.2数据传输23214.4设置等时FIFO的大小23214.5等时传输速度23414.5.1EZUSB 2100系列23414.5.2EZUSB FX系列23514.6快速传输 仅存于2100系列 23614.6.1快速写入23614.6.2快速读取23714.7快速传输的时序 仅存于2100系列 23714.7.1快速写入波形23814.7.2快速读取波形23914.8快速传输速度(仅存于2100系列)23914.9其余的等时寄存器24014.9.1除能等时寄存器24014.9.20字节计数位24114.10以无数据来响应等时IN令牌24214.11使用等时FIFO242第15章 EZUSB FX中断15.1简介24315.2USB核心中断24415.3唤醒中断24415.4USB中断信号源24515.5SUTOK与SUDAV中断24815.6SOF中断24915.7中止 suspend 中断24915.8USB重置中断24915.9批量端点中断25015.10USB自动向量25015.11USB自动向量译码25115.12I2C中断25215.13IN批量NAK中断 仅存于AN2122/26与FX系列 25315.14I2C STOP反相中断 仅存于AN2122/26与FX系列 25415.15从FIFO中断 INT4 255第16章 EZUSB FX重置16.1简介25716.2EZUSB FX打开电源重置 POR 25716.38051重置的释放25916.3.1RAM的下载26016.3.2下载EEPROM26016.3.3外部ROM26016.48051重置所产生的影响26016.5USB总线重置26116.6EZUSB脱离26216.7各种重置状态的总结263第17章 EZUSB FX电源管理17.1简介26517.2中止 suspend 26617.3回复 resume 26717.4远程唤醒 remote wakeup 269第18章 EZUSB FX系统18.1简介27118.2DMA寄存器描述27218.2.1来源. 目的. 传输长度地址寄存器27218.2.2DMA起始与状态寄存器27518.2.3DMA同步突发使能寄存器27518.2.4虚拟寄存器27818.3RD/FRD与WR/FWR DMA闪控的选择27818.4DMA闪控波形与延伸位的交互影响27918.4.1DMA外部写入27918.4.2DMA外部读取280第19章 EZUSB FX寄存器19.1简介28219.2批量数据缓冲区寄存器28319.3等时数据FIFO寄存器28419.4等时字节计数寄存器28519.5CPU寄存器28719.6I/O端口配置寄存器28819.7I/O端口A~C输入/输出寄存器28919.8230 Kbaud UART操作--AN2122/26寄存器29119.9等时控制/状态寄存器29119.10I2C寄存器29219.11中断29419.12端点0控制与状态寄存器29919.13端点1~7的控制与状态寄存器30019.14整体USB寄存器30519.15快速传输30919.16SETUP数据31119.17等时FIFO的容量大小31119.18通用I/F中断使能31219.19通用中断请求31219.20输入/输出端口寄存器D与E31319.20.1端口D输出31319.20.2输入端口D脚位31319.20.3端口D输出使能31319.20.4端口E输出31319.20.5输入端口E脚位31419.20.6端口E输出使能31419.21端口设置31419.22接口配置31419.23端口A与端口C切换配置31619.23.1端口A切换配置#231619.23.2端口C切换配置#231719.24DMA寄存器31919.24.1来源. 目的. 传输长度地址寄存器31919.24.2DMA起始与状态寄存器32019.24.3DMA同步突发使能寄存器32019.24.4选择8051 A/D总线作为外部FIFO321PART 3 固件技术篇第20章 EZUSB FX固件架构与函数库20.1固件架构总览32320.2固件架构的建立32520.3固件架构的副函数钩子32520.3.1工作分配器32620.3.2设备请求 device request 32620.3.3USB中断服务例程32920.4固件架构整体变量33220.5描述符表33320.5.1设备描述符33320.5.2配置描述符33420.5.3接口描述符33420.5.4端点描述符33520.5.5字符串描述符33520.5.6群组描述符33520.6EZUSB FX固件的函数库33620.6.1包含文件 *.H 33620.6.2子程序33620.6.3整体变量33820.7固件架构的原始程序代码338第21章 EZUSB FX固件范例程序21.1范例程序的简介34621.2外围I/O测试程序34721.3端点对, EP_PAIR范例35221.4批量测试, BulkTest范例36221.5等时传输, ISOstrm范例36821.6问题与讨论373PART 4 实验篇第22章 EZUSB FX仿真器22?1简介37522?2所需的工具37622?3EZUSB FX框图37722.4EZUSB最终版本的系统框图37822?5第一次下载程序37822.6EZUSB FX开发系统框图37922.7设置开发环境38022.8EZUSB FX开发工具组的内容38122.9EZUSB FX开发工具组软件38222.9.1初步安装程序38222.9.2确认主机 个人计算机 是否支持USB38222.10安装EZUSB控制平台. 驱动程序以及文件38322.11EZUSB FX开发电路板38522.11.1简介38522.11.2开发电路板的浏览38522.11.3所使用的8051资源38622.11.4详细电路38622.11.5LED的显示38722.11.6Jumper38722.11.7连接器39122.11.8内存映象图39222.11.9PLD信号39422.11.10PLD源文件文件39522.11.11雏形板的扩充连接器P1~P639722.11.12Philips PCF8574 I/O扩充IC40022.12DMA USB FX I/O LAB开发工具介绍40122.12.1USBFX简介40122.12.2USBFX及外围整体环境介绍40322?12?3USBFX与PC连接软件介绍40422.12.4USBFX硬件功能介绍404第23章 LED显示器输出实验23.1硬件设计与基本概念40923.2固件设计41023.3.1固件架构文件FW.C41123.3.2描述符文件DESCR.A5141223.3.3外围接口文件PERIPH.C41723.4固件程序代码的编译与链接42123.5Windows程序, VB设计42323.6INF文件的编写设计42423.7结论42623.8问题与讨论427第24章 七段显示器与键盘的输入/输出实验24.1硬件设计与基本概念42824.2固件设计43124.2.1七段显示器43124.2.24×4键盘扫描43324.3固件程序代码的编译与链接43424.4Windows程序, VB设计43624.5问题与讨论437第25章 LCD文字型液晶显示器输出实验25.1硬件设计与基本概念43825.1.1液晶显示器LCD43825.2固件设计45225.3固件程序代码的编译与链接45625.4Windows程序, VB设计45725.5问题与讨论458第26章 LED点阵输出实验26.1硬件设计与基本概念45926.2固件设计46326.3固件程序代码的编译与链接46326.4Windows程序, VB设计46526.5问题与讨论465第27章 步进电机输出实验27.1硬件设计与基本概念46627.1.11相激磁46727.1.22相激磁46727.1.31-2相激磁46827?1?4PMM8713介绍46927.2固件设计47327.3固件程序代码的编译与链接47427.4Windows程序, VB设计47627.5问题与讨论477第28章 I2C接口输入/输出实验28.1硬件设计与基本概念47828.2固件设计48128.3固件程序代码的编译与链接48328.4Windows程序, VB设计48428.5问题与讨论485第29章 A/D转换器与D/A转换器的输入/输出实验29.1硬件设计与基本概念48629.1.1A/D转换器48629.1.2D/A转换器49029.2固件设计49329.2.1A/D转换器的固件设计49329.2.2D/A转换器的固件设计49629.3固件程序代码的编译与链接49729.4Windows程序, VB设计49829.5问题与讨论499第30章 LCG绘图型液晶显示器输出实验30.1硬件设计与基本概念50030.1.1绘图型LCD50030.1.2绘图型LCD控制指令集50330.1.3绘图型LCD读取与写入时序图50530.2固件设计50630.2.1LCG驱动程序50630.2.2USB固件码51330.3固件程序代码的编译与链接51630.4Windows程序, VB设计51730.5问题与讨论518附录A Cypress控制平台的操作A.1EZUSB控制平台总览519A.2主画面520A.3热插拔新的USB设备521A.4各种工具栏的使用524A.5故障排除526A.6控制平台的进阶操作527A.7测试Unary Op工具栏上的按钮功能528A.8测试制造商请求的工具栏 2100 系列的开发电路板 529A.9测试等时传输工具栏532A.10测试批量传输工具栏533A.11测试重置管线工具栏535A.12测试设置接口工具栏537A.13测试制造商请求工具栏 FX系列开发电路板A.14执行Get Device Descriptor 操作来验证开发板的功能是否正确539A.15从EZUSB控制平台中, 加载dev_io的范例并且加以执行540A.16从Keil侦错应用程序中, 加载dev_io范例程序代码, 然后再加以执行542A.17将dev_io 目标文件移开, 且使用Keil IDE 集成开发环境 来重建545A.18在侦错器下执行dev_io目标文件, 并且使用具有侦错能力的IDE547A.19在EZUSB控制平台下, 执行ep_pair目标文件A.20如何修改fw范例, 并在开发电路板上产生等时传输550附录BEZUSB 2100系列及EZUSB FX系列引脚表B.1EZUSB 2100系列引脚表555B?2EZUSB FX系列引脚图表561附录C EZUSB FX寄存器总览附录D EEPROM烧录方式
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为了解决一些远程单片机设备不方便升级内部程序的困难,本文提出了利用单片机系统中现有的数据获取方式来升级单片机内部程序的方法。本文利用凌阳16 位单片机可以自读写片内程序空间的特性,通过在片内驻留BootLoader 程序的方式实现了凌阳16 位单片机片内程序的在需要时的远程升级。单片机获取数据的方式可以有很多,本文选取通过串口获取数据进行程序升级为例,并选取常见的凌阳单片机SPCE061A 为例介绍了此方法的设计思路以及实现过程。单片机的应用非常广泛,在某些情况下,单片机内部程序的升级在所难免,但是往往需要对单片机产品进行收回才能实现,这样在一些远程设备的程序升级问题上就显得非常不方便。但是有些远程设备本身留有远程通讯的方式:例如某些远程数据传输模块,为了把数据上报总会留有通讯的接口,比如422、485 甚至GPRS 或者局域网接口;又或者某些车载定位设备,为了和监控中心通讯会留有GSM、CDMA 或者GPRS 等通讯方式。在这种情况下就可以利用其现有的通讯方式对其内部单片机程序进行升级而不需要收回产品。本文的主要内容就是来研究这种远程升级单片机程序的方法。由于近年来凌阳科技的单片机,尤其是 16 位单片机,得到了越来越多的推广,其应用领域越来越广泛。本文选取一种常见的凌阳科技的16 位单片机SPCE061A 为例,来介绍单片机程序远程升级的方法。SPCE061A 里内嵌了32K 字的闪存(FLASH),即可以作为程序存储空间又可以存储数据,并且有自读写任意闪存地址的能力,本文利用这一功能,提出了通过在单片机中驻留BootLoader 程序的方法,来实现单片机程序的远程升级。远程升级的实现,需要单片机自身的响应同时还需要远程服务器提供升级所需的代码。下文将通过这两个方面来分别介绍。
上传时间: 2013-10-31
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PC机之间串口通信的实现一、实验目的 1.熟悉微机接口实验装置的结构和使用方法。 2.掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 3.学会串行通信程序的编制方法。 二、实验内容与要求 1.基本要求主机接收开关量输入的数据(二进制或十六进制),从键盘上按“传输”键(可自行定义),就将该数据通过8251A传输出去。终端接收后在显示器上显示数据。具体操作说明如下:(1)出现提示信息“start with R in the board!”,通过调整乒乓开关的状态,设置8位数据;(2)在小键盘上按“R”键,系统将此时乒乓开关的状态读入计算机I中,并显示出来,同时显示经串行通讯后,计算机II接收到的数据;(3)完成后,系统提示“do you want to send another data? Y/N”,根据用户需要,在键盘按下“Y”键,则重复步骤(1),进行另一数据的通讯;在键盘按除“Y”键外的任意键,将退出本程序。2.提高要求 能够进行出错处理,例如采用奇偶校验,出错重传或者采用接收方回传和发送方确认来保证发送和接收正确。 三、设计报告要求 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、8251A通用串行输入/输出接口芯片由于CPU与接口之间按并行方式传输,接口与外设之间按串行方式传输,因此,在串行接口中,必须要有“接收移位寄存器”(串→并)和“发送移位寄存器”(并→串)。能够完成上述“串←→并”转换功能的电路,通常称为“通用异步收发器”(UART:Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),典型的芯片有:Intel 8250/8251。8251A异步工作方式:如果8251A编程为异步方式,在需要发送字符时,必须首先设置TXEN和CTS#为有效状态,TXEN(Transmitter Enable)是允许发送信号,是命令寄存器中的一位;CTS#(Clear To Send)是由外设发来的对CPU请求发送信号的响应信号。然后就开始发送过程。在发送时,每当CPU送往发送缓冲器一个字符,发送器自动为这个字符加上1个起始位,并且按照编程要求加上奇/偶校验位以及1个、1.5个或者2个停止位。串行数据以起始位开始,接着是最低有效数据位,最高有效位的后面是奇/偶校验位,然后是停止位。按位发送的数据是以发送时钟TXC的下降沿同步的,也就是说这些数据总是在发送时钟TXC的下降沿从8251A发出。数据传输的波特率取决于编程时指定的波特率因子,为发送器时钟频率的1、1/16或1/64。当波特率指定为16时,数据传输的波特率就是发送器时钟频率的1/16。CPU通过数据总线将数据送到8251A的数据输出缓冲寄存器以后,再传输到发送缓冲器,经移位寄存器移位,将并行数据变为串行数据,从TxD端送往外部设备。在8251A接收字符时,命令寄存器的接收允许位RxE(Receiver Enable)必须为1。8251A通过检测RxD引脚上的低电平来准备接收字符,在没有字符传送时RxD端为高电平。8251A不断地检测RxD引脚,从RxD端上检测到低电平以后,便认为是串行数据的起始位,并且启动接收控制电路中的一个计数器来进行计数,计数器的频率等于接收器时钟频率。计数器是作为接收器采样定时,当计数到相当于半个数位的传输时间时再次对RxD端进行采样,如果仍为低电平,则确认该数位是一个有效的起始位。若传输一个字符需要16个时钟,那么就是要在计数8个时钟后采样到低电平。之后,8251A每隔一个数位的传输时间对RxD端采样一次,依次确定串行数据位的值。串行数据位顺序进入接收移位寄存器,通过校验并除去停止位,变成并行数据以后通过内部数据总线送入接收缓冲器,此时发出有效状态的RxRDY信号通知CPU,通知CPU8251A已经收到一个有效的数据。一个字符对应的数据可以是5~8位。如果一个字符对应的数据不到8位,8251A会在移位转换成并行数据的时候,自动把他们的高位补成0。 五、系统总体设计方案根据系统设计的要求,对系统设计的总体方案进行论证分析如下:1.获取8位开关量可使用实验台上的8255A可编程并行接口芯片,因为只要获取8位数据量,只需使用基本输入和8位数据线,所以将8255A工作在方式0,PA0-PA7接实验台上的8位开关量。2.当使用串口进行数据传送时,虽然同步通信速度远远高于异步通信,可达500kbit/s,但由于其需要有一个时钟来实现发送端和接收端之间的同步,硬件电路复杂,通常计算机之间的通信只采用异步通信。3.由于8251A本身没有时钟,需要外部提供,所以本设计中使用实验台上的8253芯片的计数器2来实现。4:显示和键盘输入均使用DOS功能调用来实现。设计思路框图,如下图所示: 六、硬件设计硬件电路主要分为8位开关量数据获取电路,串行通信数据发送电路,串行通信数据接收电路三个部分。1.8位开关量数据获取电路该电路主要是利用8255并行接口读取8位乒乓开关的数据。此次设计在获取8位开关数据量时采用8255令其工作在方式0,A口输入8位数据,CS#接实验台上CS1口,对应端口为280H-283H,PA0-PA7接8个开关。2.串行通信电路串行通信电路本设计中8253主要为8251充当频率发生器,接线如下图所示。
上传时间: 2013-12-19
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计算机部件要具有通用性,适应不同系统与不同用户的需求,设计必须模块化。计算机部件产品(模块)供应出现多元化。模块之间的联接关系要标准化,使模块具有通用性。模块设计必须基于一种大多数厂商认可的模块联接关系,即一种总线标准。总线的标准总线是一类信号线的集合是模块间传输信息的公共通道,通过它,计算机各部件间可进行各种数据和命令的传送。为使不同供应商的产品间能够互换,给用户更多的选择,总线的技术规范要标准化。总线的标准制定要经周密考虑,要有严格的规定。总线标准(技术规范)包括以下几部分:机械结构规范:模块尺寸、总线插头、总线接插件以及按装尺寸均有统一规定。功能规范:总线每条信号线(引脚的名称)、功能以及工作过程要有统一规定。电气规范:总线每条信号线的有效电平、动态转换时间、负载能力等。总线的发展情况S-100总线:产生于1975年,第一个标准化总线,为微计算机技术发展起到了推动作用。IBM-PC个人计算机采用总线结构(Industry Standard Architecture, ISA)并成为工业化的标准。先后出现8位ISA总线、16位ISA总线以及后来兼容厂商推出的EISA(Extended ISA)32位ISA总线。为了适应微处理器性能的提高及I/O模块更高吞吐率的要求,出现了VL-Bus(VESA Local Bus)和PCI(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。适合小型化要求的PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)总线,用于笔记本计算机的功能扩展。总线的指标计算机主机性能迅速提高,各功能模块性能也要相应提高,这对总线性能提出更高的要求。总线主要技术指标有几方面:总线宽度:一次操作可以传输的数据位数,如S100为8位,ISA为16位,EISA为32位,PCI-2可达64位。总线宽度不会超过微处理器外部数据总线的宽度。总数工作频率:总线信号中有一个CLK时钟,CLK越高每秒钟传输的数据量越大。ISA、EISA为8MHz,PCI为33.3MHz, PCI-2可达达66.6MHz。单个数据传输周期:不同的传输方式,每个数据传输所用CLK周期数不同。ISA要2个,PCI用1个CLK周期。这决定总线最高数据传输率。5. 总线的分类与层次系统总线:是微处理器芯片对外引线信号的延伸或映射,是微处理器与片外存储器及I/0接口传输信息的通路。系统总线信号按功能可分为三类:地址总线(Where):指出数据的来源与去向。地址总线的位数决定了存储空间的大小。系统总线:数据总线(What)提供模块间传输数据的路径,数据总线的位数决定微处理器结构的复杂度及总体性能。控制总线(When):提供系统操作所必需的控制信号,对操作过程进行控制与定时。扩充总线:亦称设备总线,用于系统I/O扩充。与系统总线工作频率不同,经接口电路对系统总统信号缓冲、变换、隔离,进行不同层次的操作(ISA、EISA、MCA)局部总线:扩充总线不能满足高性能设备(图形、视频、网络)接口的要求,在系统总线与扩充总线之间插入一层总线。由于它经桥接器与系统总线直接相连,因此称之为局部总线(PCI)。
上传时间: 2013-11-09
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8086总线操作:8086微处理器与片外存储器或I/O接口进行数据传输时,经BIU执行8086规定的总线操作。总线周期的组成:8086的基本总线周期为4个时钟周期,每个时钟周期间隔称为一个T状态。8086的中断系统:8086微处理器可处理256种中断。8086对外部硬件中断请求INTR的响应: 当INTR有一高电平,即有可屏蔽中断请求。若此时IF=1且当前指令执行完,进入中断响应周期,处理过程如下:INTA#在两个总线周期中分别发出有效信号,第二周期中8086读到中断类型码保护现场:标志寄存器入栈,清除IF和TF标志位,保护断点(下一条指令地址入栈)。8086总线请求:在一个系统中,若存在多个可控制总线的主模块时,总线使用权的转移存在着一个请求与响应的过程。
上传时间: 2013-10-21
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串行通信的特点串行通信是主机与外设交换信息的一种方式。串行通信中字节数据经一条传输线按位串行发送与串行接收。串行通信节省通信线路,可远距离传送,成本低,广泛应用在通信及计算机网络系统中。串行通信中,数据传输速率低,控制较复杂。光纤技术的出现与发展,为串行通信开辟了美好前景。串行通信的术语全双工、半双工、单工全双工: 通信双方均有发送器和接收器,经两条独立的传输线相连, 双方可同时接收与发送。 全双工、半双工、单工半双工:通信双方均有发送器和接收器,经一条传输线相连, 在某一时刻双方只能一个方向传输信息,线路切换后可改变传输方向。 全双工、半双工、单工单工:通信一方为发送器,另一方为接收器,一条传输线相连, 进行单向传输。同步与异步通信方式同步方式:通信双方用统一时钟控制通信过程, 信息传输组成数据包(数据帧)。每 帧头尾是控制代码,中间是数据块, 可有数百字节。不同的同步传输协 议有不同的数据帧格式。
上传时间: 2013-11-19
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