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。
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汇编指令查询器:数据传送指令 MOV 格式: MOV OPRD1,OPRD2 功能: 本指令将一个源操作数送到目的操作数中,即OPRD1<--OPRD2. 说明: 1. OPRD1 为目的操作数,可以是寄存器、存储器、累加器. OPRD2 为源操作数,可以是寄存器、存储器、累加器和立即数. 2. MOV 指令以分为以下四种情况: <1> 寄存器与寄存器之间的数据传送指令 <2> 立即数到通用寄存器数据传送指令 <3> 寄存器与存储器之间的数据传送指令 <4> 立即数到存储器的数据传送 3. 本指令不影响状态标志位
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SAM88RCRI 指令集支持寄存器卷操作,它可完成8 位算术操作和逻辑操作,共有41条指令集。由于采用了存贮器影射方式,所以没有具体的I/O 口操作指令。指令支持位操作,循环、移位等数据操作。为访问个别寄存器,应指定寄存器卷中0--255 的8 位地址或工作寄存器中的4 位地址。工作寄存器中,寄存器对可以访问13 位程序存贮空间和数据存贮空间。SAM88CRI 支持6种地址访问方法,方便了编程操作。
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微处理器指令集设计垂直指令格式指令类型及其使用频度CISC指令集特点 RISC指令集特点指令集设计的发展微处理器指令集设计的基本要求处理器设计的艺术就是定义一个指令集在软件方面,支持对程序员有用的功能在硬件实现方面,的实现要尽可能有效率具有较长的生命周期,最好是这个指令集还应使以后更复杂的实现也有同样的效率
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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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介绍几种常用的仿真器的设计方案,通过比较分析各自原理的优缺点,结合硬件性能,设计了基于ZWFcore的指令集仿真器ZWISS。通过对其CPU、多级存储单元、陷阱、内存管理单元(MMU)、存储保护系统(MPS)以及物理内存属性(PMA)的仿真,较完善地完成对ZWFcore的仿真。为DSP硬件评估、DSP算法实现提供了良好的软件模拟平台。
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