51单片机及其应用:1.1.1 电子计算机的问世及其经典结构1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世，这标志着计算机时代的到来。（CALCULATOR）ENIAC（“埃尼阿克”）◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100 KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。◆与现代的计算机相比，有许多不足，但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响 。 匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。（EDVAC-ELECTRONIC DISCRETE VARIABLE AUTOMATIC COMPUTER）二、微型计算机的应用形态 从应用形态上，微机可以分成三种：
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P89V51RD2 是一款带有64KB 程序Flash 和1024B 数据RAM 的80C51 微控制器。P89V51RD2 有一个关键的特性就是其具有X2 模式。在实际应用中，设计工程师可以让芯片工作于传统80C51 的12 时钟模式（12 个时钟周期合1 个机器周期），或者选择X2模式（6 个时钟周期合1 个机器周期），在相同时钟频率下获得双倍的吞吐量。另一种从这种特性获益的方法是降低一半的时钟频率仍然可以保持相同的性能，这可以显著地降低EMI电磁干扰
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MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用TI公司的MSP430系列微控制器是一个近期推出的单片机品种。它在超低功耗和功能集成上都有一定的特色，尤其适合应用在自动信号采集系统、液晶显示智能化仪器、电池供电便携式装置、超长时间连续工作设备等领域。《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》对这一系列产品的原理、结构及内部各功能模块作了详细的说明，并以方便工程师及程序员使用的方式提供软件和硬件资料。由于MSP430系列的各个不同型号基本上是这些功能模块的不同组合，因此，掌握《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》的内容对于MSP430系列的原理理解和应用开发都有较大的帮助。《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》的内容主要根据TI公司的《MSP430 Family Architecture Guide and Module Library》一书及其他相关技术资料编写。 《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》供高等院校自动化、计算机、电子等专业的教学参考及工程技术人员的实用参考，亦可做为应用技术的培训教材。MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用 目录 第1章 MSP430系列1.1 特性与功能1.2 系统关键特性1.3 MSP430系列的各种型号??第2章 结构概述2.1 CPU2.2 代码存储器?2.3 数据存储器2.4 运行控制?2.5 外围模块2.6 振荡器、倍频器和时钟发生器??第3章 系统复位、中断和工作模式?3.1 系统复位和初始化3.2 中断系统结构3.3 中断处理3.3.1 SFR中的中断控制位3.3.2 外部中断3.4 工作模式3.5 低功耗模式3.5.1 低功耗模式0和模式13.5.2 低功耗模式2和模式33.5.3 低功耗模式43.6 低功耗应用要点??第4章 存储器组织4.1 存储器中的数据4.2 片内ROM组织4.2.1 ROM表的处理4.2.2 计算分支跳转和子程序调用4.3 RAM与外围模块组织4.3.1 RAM4.3.2 外围模块--地址定位4.3.3 外围模块--SFR??第5章 16位CPU?5.1 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CG2?5.2 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 指令集概述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5.4 指令分布??第6章 硬件乘法器?6.1 硬件乘法器的操作6.2 硬件乘法器的寄存器6.3 硬件乘法器的SFR位6.4 硬件乘法器的软件限制6.4.1 硬件乘法器的软件限制--寻址模式6.4.2 硬件乘法器的软件限制--中断程序??第7章 振荡器与系统时钟发生器?7.1 晶体振荡器7.2 处理机时钟发生器7.3 系统时钟工作模式7.4 系统时钟控制寄存器7.4.1 模块寄存器7.4.2 与系统时钟发生器相关的SFR位7.5 DCO典型特性??第8章 数字I/O配置?8.1 通用端口P08.1.1 P0的控制寄存器8.1.2 P0的原理图8.1.3 P0的中断控制功能8.2 通用端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理图8.2.3 P1、P2的中断控制功能8.3 通用端口P3、P48.3.1 P3、P4的控制寄存器8.3.2 P3、P4的原理图8.4 LCD端口8.5 LCD端口--定时器/端口比较器??第9章 通用定时器/端口模块?9.1 定时器/端口模块操作9.1.1 定时器/端口计数器TPCNT1--8位操作9.1.2 定时器/端口计数器TPCNT2--8位操作9.1.3 定时器/端口计数器--16位操作9.2 定时器/端口寄存器9.3 定时器/端口SFR位9.4 定时器/端口在A/D中的应用9.4.1 R/D转换原理9.4.2 分辨率高于8位的转换??第10章 定时器?10.1 Basic Timer110.1.1 Basic Timer1寄存器10.1.2 SFR位10.1.3 Basic Timer1的操作10.1.4 Basic Timer1的操作--LCD时钟信号fLCD?10.2 8位间隔定时器/计数器10.2.1 8位定时器/计数器的操作10.2.2 8位定时器/计数器的寄存器10.2.3 与8位定时器/计数器有关的SFR位10.2.4 8位定时器/计数器在UART中的应用10.3 看门狗定时器11.1.3 比较模式11.1.4 输出单元11.2 TimerA的寄存器11.2.1 TimerA控制寄存器TACTL11.2.2 捕获/比较控制寄存器CCTL11.2.3 TimerA中断向量寄存器11.3 TimerA的应用11.3.1 TimerA增计数模式应用11.3.2 TimerA连续模式应用11.3.3 TimerA增/减计数模式应用11.3.4 TimerA软件捕获应用11.3.5 TimerA处理异步串行通信协议11.4 TimerA的特殊情况11.4.1 CCR0用做周期寄存器11.4.2 定时器寄存器的启/停11.4.3 输出单元Unit0??第12章 USART外围接口--UART模式?12.1 异步操作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 线路空闲多处理机模式12.1.5 地址位格式12.2 中断与控制功能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 控制与状态寄存器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 波特率选择和调制控制寄存器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模式的波特率12.4.3 节约MSP430资源的多处理机模式12.5 波特率的计算??第13章 USART外围接口--SPI模式?13.1 USART的同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式--MM=1、SYNC=113.1.2 SPI模式中的从模式--MM=0、SYNC=113.2 中断与控制功能13.2.1 USART接收允许13.2.2 USART发送允许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 液晶显示驱动?14.1 LCD驱动基本原理14.2 LCD控制器/驱动器14.2.1 LCD控制器/驱动器功能14.2.2 LCD控制与模式寄存器14.2.3 LCD显示内存14.2.4 LCD操作软件例程14.3 LCD端口功能14.4 LCD与端口模式混合应用实例??第15章 A/D转换器?15.1 概述15.2 A/D转换操作15.2.1 A/D转换15.2.2 A/D中断15.2.3 A/D量程15.2.4 A/D电流源15.2.5 A/D输入端与多路切换15.2.6 A/D接地与降噪15.2.7 A/D输入与输出引脚15.3 A/D控制寄存器??第16章 其他模块16.1 晶体振荡器16.2 上电电路16.3 晶振缓冲输出??附录A 外围模块地址分配?附录B 指令集描述?B1 指令汇总B2 指令格式B3 不增加ROM开销的指令模拟B4 指令说明B5 用几条指令模拟的宏指令??附录C EPROM编程?C1 EPROM操作C2 快速编程算法C3 通过串行数据链路应用\"JTAG\"特性的EPROM模块编程C4 通过微控制器软件实现对EPROM模块编程??附录D MSP430系列单片机参数表?附录E MSP430系列单片机产品编码?附录F MSP430系列单片机封装形式?
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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
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世界著名厂家单片机简介1.Motorola 单片机:Motorola是世界上最大的单片机厂商,品种全,选择余地大,新产品多,在8位机方面有68HC05和升级产品68HC08,68HC05有30多个系列200多个品种,产量超过20亿片.8位增强型单片机68HC11也有30多个品种,年产量1亿片以上,升级产品有68HC12.16位单片机68HC16也有十多个品种.32位单片机683XX系列也有几十个品种.近年来以PowerPC,Codfire,M.CORE等作为CPU,用DSP作为辅助模块集成的单片机也纷纷推出,目前仍是单片机的首选品牌.Motorola单片机特点之一是在同样的速度下所用的时钟较Intel类单片机低的多因而使得高频噪声低,抗干扰能力强,更适合用于工控领域以及恶劣环境.Motorola 8位单片机过去策略是掩膜为主,最近推出OTP计划以适应单片机的发展,在32位机上,M.CORE在性能和功耗上都胜过ARM7.2.Microchip 单片机:Microchip 单片机是市场份额增长最快的单片机.他的主要产品是16C系列8位单片机,CPU采用RISC结构,仅33条指令,运行速度快,且以低价位著称,一般单片机价格都在1美元以下.Microchip 单片机没有掩膜产品,全部都是OTP器件(现已推出FLASH型单片机).Microchip强调节约成本的最优化设计,是使用量大,档次低,价格敏感的产品.3.Scenix单片机:Scenix单片机的I/O模块最有创意.I/O模块的集成与组合技术是单片机技术不可缺少的重要方面.除传统的I/O功能模块如并行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模块不断出现,如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32位单片机,它集成了包括各种通信协议在内的I/O模块,而Scenix单片机在I/O模块的处理上引入了虚拟I/O的概念. Scenix单片机采用了RISC结构的CPU,使CPU最高工作频率达50MHz.运算速度接近50MIPS.有了强有力的CPU,各种I/O功能便可以用软件的办法模拟.单片机的封装采用20/28引脚.公司提供各种I/O的库函数,用于实现各种I/O模块的功能.这些软件完成的模块包括多路UART,多种A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驱动等,这些都是通常用硬件实现起来相当复杂的模块.4.NEC单片机:NEC单片机自成体系,以8位机78K系列产量最高,也有16位,32位单片机.16位单片机采用内部倍频技术,以降低外时钟频率.有的单片机采用内置操作系统.NEC的销售策略注重服务大客户,并投入相当大的技术力量帮助大客户开发新产品.5.东芝单片机:东芝单片机从4位倒64位,门类齐全.4位机在家电领域仍有较大市场.8位机主要有870系列,90系列等.该类单片机允许使用慢模式,采用32KHz时钟功耗低至10uA数量级.CPU内部多组寄存器的使用,使得中断响应与处理更加快捷.东芝公司的32位机采用MIPS3000 ARISC的CPU结构,面向VCD,数字相机,图象处理市场.6.富士通单片机:富士通也有8位,16位和32位单片机,但是8位机使用的是16位的CPU内核.也就是说8位机与16位机指令相同,使得开发比较容易.8位机有名是MB8900系列,16位机有MB90系列.富士通注重服务大公司,大客户,帮助大客户开发产品.7.Epson 单片机:Epson公司以擅长制造液晶显示器著称,故Epson单片机主要为该公司生产的LCD配套.其单片机的LCD驱动做的特别好.在低电压,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供电的单片机已经上市,不久LCD显示手表将使用0.5V供电.
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单片机指令周期:时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。节拍与状态：我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。机器周期：MCS-51 有固定的机器周期，规定一个机器周期有6 个状态，分别表示为S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12 分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1us。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。
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本文简单介绍了MCGS 组态软件和SPCE061A 单片机的特点，即北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的工控组态软件MCGS(Monitor and Control Generated System )和台湾凌阳科技推出的16 位微控制器SPCE061A，重点介绍了如何一步步开发SPCE061A 单片机的驱动程序，并简单介绍了下位机程序的设计，最后给出了测试情况。计算机技术的飞速发展为工业自动化开辟了广阔的发展空间，人们可以快捷地开发和组建高效的控制系统。笔者设计的液体点滴监控模型,可以对液体点滴情况实现远程监控和现场监控，终端和上位机均可人工设定所需的液体点滴速度并动态显示。在这方面，MCGS 工控组态软件提供了强有力的支持，它是一套Windows 环境下快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可快速构造和生成数据采集、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出等界面,实现各种工程曲线的绘制、报表输出、远程通信等功能 [1]。MCGS 作为一种方便有效的通用工控软件,它提供了国内外各种常用的工控设备的驱动程序。但在实际应用中,因为所用设备的特殊性,允许用户根据需要来定制设备驱动程序。MCGS 用Active DLL 构件实现设备驱动程序,通过规范的OLE 接口挂接到MCGS 中,使其构成一个整体。鉴于Visual Basic 语言的通用性和简单性,使用VB 来开发单片机驱动,MCGS 的实现方法和原理与标准的Active DLL 完全一致,但MCGS 规定了一套接口规范,只有遵守这些接口规范的Active DLL 才能用作MCGS 的设备驱动构件。利用具有语音和 DSP 功能的SPCE061A 单片机作为液体点滴监控模型的核心控制器，SPCE061A 是台湾凌阳科技推出的16 位微控制器，提供了丰富的软、硬件资源，开发灵活方便。除此之外SPCE061A 的最高时钟频率可达到49MHz,具有运算速度高的优势，这为语音的录制和播放提供了条件[4]。
上传时间： 2013-12-19
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Keil C51使用详解:8051 系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构被广泛应用于从军事到自动控制再到PC 机上的键盘上的各种应用系统上仅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市场上的销量很多制造商都可提供8051 系列单片机像Intel Philips Siemens 等这些制造商给51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能像I2C 总线接口模拟量到数字量的转换看门狗PWM 输出等不少芯片的工作频率达到40M 工作电压下降到1.5V 基于一个内核的这些功能使得8051 单片机很适合作为厂家产品的基本构架它能够运行各种程序而且开发者只需要学习这一个平台8051 系列的基本结构如下1 一个8 位算术逻辑单元2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址3 两个16 位定时计数器4 全双工串行通信5 6 个中断源两个中断优先级6 128 字节内置RAM7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583
上传时间： 2014-04-05
上传用户：xaijhqx
微型机算计发展概述人类从原始社会学会使用工具以来到现代社会经历了三次大的产业革命：农业革命、工业革命、信息革命。而信息革命是以计算机技术和通信技术的发展和普及为代表的。人类已进入了高速发展的现代时期。其中计算机科学和技术发展之快，是任何其他技术都无法相提并论的自从1946年美国宾夕法尼亚大学研制成功的世界上第一台电子计算机到现在已50多年的历史。计算机的发展经历了四代：第一代：电子管电路计算机，电子管数：18800个；继电器数量：5000个；耗电量：150KW；重量：30t；占地面积：150平方米；运算速度：5000次加法运算/s。第二代：晶体管电路计算机（60年代初）第三代：小规模集成电路计算机。第四代：大规模（LSI）和超大规模（VSLI）集成电路计算机。第四代计算机基本情况：运算速度为每秒几千亿次到几万亿次；从数值计算和数据处理到目前进行知识处理的人工智能阶段；计算机不仅可以处理文字、字符、图形图象信息，而且可以处理音频、视频等多媒体信息；计算机正朝着智能化和多媒体化方向发展。微型计算机的定义：以微处理器为核心，再配上半导体存储器、输入/输出接口电路、系统总线及其它支持逻辑电路组成的计算机称微型计算机。在1971年美国Intel公司首先研制成功世界上第一块微处理器芯片4004以来，差不多每隔2~3年就推出一代新的微处理器产品；如今已推出了第五代微处理器。因为微处理器是微型计算机的核心部件，它的性能在很大程度上决定了微型计算机的性能，所以微型计算机的发展是以微处理器的发展而更新换代的。微处理器和微型计算机的发展：1.第一代微处理器和微型计算机：（1971~1973年）——4位CPU和低档8位处理器，典型的产品有：Intel 4004、改进型的4040,是4位处理器，以它为核心构成的微机是MCS-4。Intel 8008是8位通用微处理器,以它为核心所构的微机是MCS-8。参数：芯片采用PMOS工艺;集成度为2000管/片;时钟频率1MHz;平均指令执行时间为20μs。2.第二代微处理器和微型计算机（1973~1978年）——成熟的8位CPU,典型的产品有：Intel 8080（1973年由Intel公司推出）MC6800 （1974年由美国Motorola推出。Z-80 （1975年由Zilog公司推出。Intel 8085 （1976年由Intel公司推出，是Intel 8080的改进型。MOS 6502，由MOS公司推出，它是IBM PC机问世之前世界上最流行的微型计算机Apple2（苹果机）的CPU。第二代微处理器的参数：芯片工艺采用NMOS工艺，集成度达到5000~9000管/片；时钟频率2~4MHz;平均指令执行时间为1~2μs；具有多种寻址方式，指令系统完善，基本指令100多条。特点：具有中断、DMA等控制功能；也考虑了兼容性、接口标准化和通用性、配套的外围电路功能和种类齐全。在软件方面：主要是汇编，还有一些简单的高级语言和操作系统。
上传时间： 2013-11-24
上传用户：蒋清华嗯
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
上传用户：小火车啦啦啦
