8051单片机系统扩展与接口技术:第一节 8051 单片机系统扩展概述第二节 单片机外部存储器扩展第三节 单片机输入输出(I/O)口扩展及应用第四节 LED显示器接口电路及显示程序第五节 单片机键盘接口技术第六节 单片机与数模(D/A)及模数(A/D)转换1、地址总线(Address Bus,简写为AB)地址总线可传送单片机送出的地址信号,用于访问外部存储器单元或I/O端口。A 地址总线是单向的,地址信号只是由单片机向外发出。B 地址总线的数目决定了可直接访问的存储器单元的数目。例如N位地址,可以产生2N个连续地址编码,因此可访问2N个存储单元,即通常所说的寻址范围为 2N个地址单元。MCS—51单片机有十六位地址线,因此存储器展范围可达216 = 64KB地址单元。C 挂在总线上的器件,只有地址被选中的单元才能与CPU交换数据,其余的都暂时不能操作,否则会引起数据冲突。2、数据总线(Data Bus,简写为DB)数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。A 单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。例如MCS—51单片机是8位字长,所以数据总线的位数也是8位。B 数据总线是双向的,即可以进行两个方向的数据传送。3、控制总线(Control Bus,简写为CB)控制总线实际上就是一组控制信号线,包括单片机发出的,以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。对于一条控制信号线来说,其传送方向是单向的,但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向的。总线结构形式大大减少了单片机系统中连接线的数目,提高了系统的可靠性,增加了系统的灵活性。此外,总线结构也使扩展易于实现,各功能部件只要符合总线规范,就可以很方便地接入系统,实现单片机扩展。
上传时间: 2013-10-18
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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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油井监测是油田生产的重要工作之一。文章介绍了偏远山区油田选择GPRS通信方案的优势,设计了一款适合延长油田的井场远程监控系统,将数据采集、短距离无线通讯技术和GPRS远距离传输技术融合在一起,实现了重要生产数据的采集、处理、远传。
上传时间: 2014-12-28
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针对现有的声发射监测系统中存在的监测范围窄,通信距离短,监测仪固件升级困难的问题,提出了一种基于串口服务器的远程多通道声发射监测系统设计方案。该系统下位机采用C8051F020单片机作为控制器,上位机采用Winform设计。经测试,系统具有监测范围广,运行稳定可靠,人机界面友好的特点。
上传时间: 2013-10-27
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文中给出了一种基于无线传感器网络的监测与报警系统的设计。该系统利用无线通信模块进行数据传输,以实现组网的灵活性;采用CRC校验法保证传输的可靠性;采用查询驱动的智能化模块管理方式来降低能耗。实际应用表明,该系统特别适合于大面积、复杂环境下的数据采集与监测。
上传时间: 2013-10-17
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管网GPRS远程监测系统基于GPRS无线网络,能对管网系统中分布在远程多个监测点进行数据集中采集,整个系统由监控中心和各个监测点的数据采集终端(CWT5111 GPRS RTU)构成,CWT5111 能主动采集监测点压力、水位、流量、水质(余氯、浊度)、等数据,并通过GPRS上传至监控中心软件,方便中心管理人员进行数据统计和分析,通过中心软件也能对监测点的CWT5111进行IO控制,除数据远程采集、实时控制外,系统还可实现远程手机报警,并通过用户手机远程控制现场设备。该系统设计理念先进,系统架构简洁,易于安装和维护,是M2M,M2H的应用典范。
上传时间: 2013-11-01
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基于智慧电网发展以“服务为导向”的目的,多用户智能电表系统不同于广泛存在市场上的单用户电能计量电表。通过将计量电表集中化,自动化,多功能化的方法,多用户智能电表结合以太网交换数据试验,可以自动计量多用户的电量,电费,拥有分数段计费功能;同时上位机系统可以实时监测到多用户电表的内外数据,内可以实现掉电断闸保护,外可以监测偷电;系统还加入了特殊情况无线GPRS短信通知用户功能,使电网实现智能化。
上传时间: 2013-11-10
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为了实现对冷链运输过程的实时监测,提出了一种基于GPS和GPRS的远程监测系统。硬件采用Cortex-M3内核处理器STM32F103,设计了温湿度采集、射频传输、GPS、GPRS、存储卡等模块;软件是在μVision4及EW430编译环境下使用C编写,实现了系统初始化、无线自组网、GPS数据接收、GPRS数据收发、温湿度采集以及控制功能。实际应用表明,该系统安装简便、性能稳定,达到了设计要求。
上传时间: 2013-10-16
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基于对处于偏远地区的光伏发电基站电源运行情况进行远程控制和检测的目的,本系统设计了具有针对性的监测系统,基站电源发电的电压、电流值每5 s钟采集一次,通过GPRS模块无线高速传输到总站计算机进行检测和控制。进行串口通信实时数据采集、存储、查询,并完成对上位机串行口接收数据设置、上位机对下位机工作情况的检测和系统功能的设定。探讨了GPRS模块进行数据传输的过程,MC35i驱动及AT指令的编写和数据传输协议的制定。在大量的实验的基础上,采集到日光强度改变时基站电源运行情况的数据,为提高太阳能电池的利用率提供了实践依据。
上传时间: 2013-11-06
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介绍了一种基于3G无线传感的桥梁集群健康实时监测系统。系统将3G无线模块与ZIGBEE无线传感网络模块统一于AT91SAM9G20 ARM微处理器芯片,嵌入LINUX操作系统,设计了桥梁健康监测系统下位机系统。采用VC6.0软件,设计了桥梁健康监测中心上位机系统。在桥梁集群上80个采集点实际应用表明,该系统运行稳定,数据存储和无线传输稳定可靠,可满足桥梁集群无线健康监测的需求。
上传时间: 2013-11-07
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