单片机原理与应用技术 单片机到底是什么呢？就是一个电脑，只不过是微型的，麻雀虽小，五脏俱全：它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机，排烟罩VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。 目前最常用的单片机为MCS-51，是由美国INTEL公司（生产CPU的英特尔）生产的，89C51是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的，其内核兼容MCS-51单片机。 单片机的应用领域 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。 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
上传时间： 2013-11-14
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本系统针对设计制作简易多功能计数器能接收函数信号发生器产生的信号，实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能的要求。通过分频和整形，利用C8051F020 [1] 的可编程计数器阵列（PCA）的边沿捕捉模式对信号的上升沿捕捉并计时，从而达到对频率、周期和时间间隔测量的目的，并能使测量的范围和测量精度达到预期的要求，还能实现显示温度、时间和记忆10 个测量过的历史数据、显示峰值等扩展需求。
上传时间： 2013-10-21
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PCF8563是PHILIPS公司设计生产的经典工业级实时时钟芯片(RTC)，I2C总线接口，具有功耗低、精度高等特点，广泛应用于电表、水表、气表、电话等产品。本文将介绍如何调整PCF8563时钟精度的方法。
上传时间： 2013-12-12
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PHILIPS 的P89LPC900 系列FLASH 单片机部分型号提供了8 位精度的AD 转换器，为许多控制系统带来方便，诸如温度控制、运动控制等，在MCU 发出控制指令后，常常需要将执行机构的情况反馈给MCU，从而构成一个闭环系统，达到精细控制的目的。这一检测过程一般由各种传感器完成，在某些对成本有高要求的场合，为了控制成本，也常使用一些简单的分立元件替代数字传感器，通常送到MCU 接口的都是一些经过处理的电压信号，内带ADC 的芯片能够简化设计，并使成本进一步降低。一般来说，8 位的AD 精度已经足以应对，但是在一些对精度要求比较高的场合，可能会需要10 位或者更高精度，细心的用户通过仔细研究P89LPC900 单片机的特点，发现P89LPC900 系列单片机ADC 的特点非常适合进行ADC 过采样，本文正是结合P89LPC900 的特点，介绍该单片机在高精度模数转换场合的应用，以及使用过采样技术需要满足的条件和需注意事项。使这种低成本高精度的AD技术得以应用。
上传时间： 2013-10-11
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用GPIO做步进电机控制:步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。步进电机靠一种叫环形分配器的电子开关器件，通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列，轮流和直流电源接通后，就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，随着脉冲频率的增高，转速就会增大。步进电机的旋转同时与相数、分配数、转子齿轮数有关。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。现阶段，反应式步进电机获得最多的应用。步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。不过步进电机在控制的精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机，步进电机可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。使用恰当的时候，甚至可以和直流伺服电动机性能相媲美。
上传时间： 2013-11-05
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用MCP定时器控制步进电机:步进电机简介1.1.1 步进电机步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。步进电机靠一种叫环形分配器的电子开关器件，通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列，轮流和直流电源接通后，就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，随着脉冲频率的增高，转速就会增大。步进电机的旋转同时与相数、分配数、转子齿轮数有关。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。现阶段，反应式步进电机获得最多的应用。步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。不过步进电机在控制的精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机，步进电机可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。使用恰当的时候，甚至可以和直流伺服电动机性能相媲美。
上传时间： 2014-04-28
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MCP定时器产生中心对称PWM输出:PWM波是一种脉宽可调的脉冲波，用于交、直流电机的电压控制。PWM一共有两种调整方法，一是定频调宽、另一种是定宽调频。其中定频调宽是种最常见的脉宽调制方式，它使脉冲波的频率保持不变，只调整脉冲宽度。同时定频调宽的PWM波形也分为两种，一种是单边的PWM，另一种是中心对称的双边PWM。中心对称的PWM主要应用在需要对称PWM波形的场合，如半桥、全桥的双极性驱动等。中心对称的PWM的生成原理如图1-2所示：定时计数器工作在连续增减计数方式，在计数初值设置为0且比较值小于周期值的条件下，当增计数过程中计数值和比较值匹配时置位输出，而在周期匹配时会改计数方向为减计数，当减计数过程中计数值和比较值匹配时复位输出，当减计数到零时会改计数方向为增计数，开始下一个循环。因此中心对称的PWM的周期为设定周期的二倍，占空比为：%100))((×−TPRNTPR（N为比较匹配数据，TPR为周期寄存器的值）。比较值的改变会影响PWM的两边的波形，并且两边相对高电平的中心对称，这便是中心对称双边PWM波形的特点。如果比较值为零，那么PWM将一直输出高电平；如比较值大于等于周期值，则PWM会一直输出低电平，占空比为0。
上传时间： 2013-11-13
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抽样z变换频率抽样理论:我们将先阐明：（1）z变换与DFT的关系（抽样z变换），在此基础上引出抽样z变换的概念，并进一步深入讨论频域抽样不失真条件。（2）频域抽样理论（频域抽样不失真条件）（3)频域内插公式一、z变换与DFT关系 （1）引入连续傅里叶变换引出离散傅里叶变换定义式。离散傅里叶变换看作是序列的傅里叶变换在 频 域 再 抽 样 后 的 变 换 对.在Z变换与L变换中,又可了解到序列的傅里叶 变换就是单位圆上的Z 变 换.所以对序列的傅里叶变换进行频域抽样时, 自 然可以看作是对单位圆上的 Z变换进行抽样. (2)推导Z 变 换 的 定 义 式 (正 变 换) 重 写 如 下: 取z=ejw 代 入 定 义 式, 得 到 单 位 圆 上 Z 变 换 为w是 单 位 圆 上 各 点 的 数 字 角 频 率.再 进 行 抽 样-- N 等 分.这 样w=2kπ/N, 即w值为0,2π/N,4π/N,6π/N…, 考虑到x(n)是N点有限长序列, 因而n只需0~N-1即可。将w=2kπ/N代入并改变上下限, 得 则这正是离散傅里叶变换 (DFT)正变换定义式.
上传时间： 2014-12-28
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基于单片机控制的二氧化碳浓度测试计:基于CDM4161二氧化碳气体浓度测试模块以及ATtiny26单片机,提出了一种二氧化碳浓度测试计的设计方案。该方案具有硬件电路简单、成本低、可靠性高、测量准确等优点，具有较高的实用价值。 Abstract: Abstract：A desigh scheme of CO2 concentration meter based on CDM4161carbon dioxide concentration test module and ATtiny26micro-controller is presented in this paper.The design scheme features simple hardware circuit,low-cost,high reli-ability，accurate measurement and it has a high practical value.
上传时间： 2013-11-14
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Σ-ΔA/D技术具有高分辨率、高线性度和低成本的特点。本文基于TI公司的MSP430F1121单片机，介绍了采用内置比较器和外围电路构成类似于Σ-△的高精度A/D实现方案，适合用于对温度、压力和电压等缓慢变化信号的采集应用。 在各种A/D转换器中，最常用是逐次逼近法(SAR)A/D，该类器件具有转换时间固定且快速的特点，但难以显著提高分辨率；积分型A/D 有较强的抗干扰能力，但转换时间较长；过采样Σ-ΔA/D由于其高分辨率，高线性度及低成本的特点，正得到越来越多的应用。根据这些特点，本文以TI公司的MSP430F1121单片机实现了一种类似于Σ-ΔA/D技术的高精度转换器方案。 MSP430F1121是16位RISC结构的FLASH型单片机，该芯片有14个双向I/O口并兼有中断功能，一个16位定时器兼有计数和定时功能。I/O口输出高电平时电压接近Vcc，低电平时接近Vss，因此，一个I/O口可以看作一位DAC，具有PWM功能。 该芯片具有一个内置模拟电压比较器，只须外接一只电阻和电容即可构成一个类似于Σ-Δ技术的高精度单斜率A/D。一般而言，比较器在使用过程中会受到两种因素的影响，一种是比较器输入端的偏置电压的积累；另一种是两个输入端电压接近到一程度时，输出端会产生振荡。 MSP430F1121单片机在比较器两输入端对应的单片机端口与片外输入信号的连接线路保持不变的情况下，可通过软件将比较器两输入端与对应的单片机端口的连接线路交换，并同时将比较器的输出极性变换，这样抵消了比较器的输入端累积的偏置电压。通过在内部将输出连接到低通滤波器后，即使在比较器输入端两比较电压非常接近，经过滤波后也不会出现输出端的振荡现象，从而消除了输出端震荡的问题。利用内置比较器实现高精度A/D图1是一个可直接使用的A/D转换方案，该方案是一个高精度的积分型A/D转换器。其基本原理是用单一的I/O端口，执行1位的数模转换，以比较器的输出作反馈，来维持Vout与Vin相等。图1：利用MSP430F1121实现的实用A/D转换器电路方案。
上传时间： 2013-11-10
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