Keil C51使用详解Keil C51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统,与汇编相比,C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。用过汇编语言后再使用C 来开发,体会更加深刻。Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。第二节 Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构C51 工具包的整体结构,如图(1)所示,其中uVision 与Ishell 分别是C51 forWindows 和for Dos 的集成开发环境(IDE),可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件。然后分别由C51 及A51 编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51 创建生成库文件,也可以与库文件一起经L51 连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS 文件由OH51 转换成标准的Hex 文件,以供调试器dScope51 或tScope51 使用进行源代码级调试,也可由仿真器使用直接对目标板进行调试,也可以直接写入程序存贮器如EPROM 中。图(1) C51 工具包整体结构图第三节 Keil C51 工具包的安装81. C51 for Dos在 Windows 下直接运行软件包中DOS\C51DOS.exe 然后选择安装目录即可。完毕后欲使系统正常工作须进行以下操作(设C:\C51 为安装目录):修改 Autoexec.bat,加入path=C:\C51\BinSet C51LIB=C:\C51\LIBSet C51INC=C:\C51\INC然后运行Autoexec.bat2. C51 for Windows 的安装及注意事项:在 Windows 下运行软件包中WIN\Setup.exe,最好选择安装目录与C51 for Dos相同,这样设置最简单(设安装于C:\C51 目录下)。然后将软件包中crack 目录中的文件拷入C:\C51\Bin 目录下。第四节 Keil C51 工具包各部分功能及使用简介1. C51 与A51(1) C51C51 是C 语言编译器,其使用方法为:C51 sourcefile[编译控制指令]或者 C51 @ commandfile其中 sourcefile 为C 源文件(.C)。大量的编译控制指令完成C51 编译器的全部功能。包控C51 输出文件C.LST,.OBJ,.I 和.SRC 文件的控制。源文件(.C)的控制等,详见第五部分的具体介绍。而 Commandfile 为一个连接控制文件其内容包括:.C 源文件及各编译控制指令,它没有固定的名字,开发人员可根据自己的习惯指定,它适于用控制指令较多的场合。(2) A51A51 是汇编语言编译器,使用方法为:9A51 sourcefile[编译控制指令]或 A51 @ commandfile其中sourcefile 为汇编源文件(.asm或.a51),而编译控制指令的使用与其它汇编如ASM语言类似,可参考其他汇编语言材料。Commandfile 同C51 中的Commandfile 类似,它使A51 使用和修改方便。2. L51 和BL51(1) L51L51 是Keil C51 软件包提供的连接/定位器,其功能是将编译生成的OBJ 文件与库文件连接定位生成绝对目标文件(.ABS),其使用方法为:L51 目标文件列表[库文件列表] [to outputfile] [连接控制指令]或 L51 @Commandfile源程序的多个模块分别经 C51 与A51 编译后生成多个OBJ 文件,连接时,这些文件全列于目标文件列表中,作为输入文件,如果还需与库文件(.LiB)相连接,则库文件也必须列在其后。outputfile 为输文件名,缺少时为第一模块名,后缀为.ABS。连接控制指令提供了连接定位时的所有控制功能。Commandfile 为连接控制文件,其具体内容是包括了目标文件列表,库文件列表及输出文件、连接控制命令,以取代第一种繁琐的格式,由于目标模块库文件大多不止1 个,因而第2 种方法较多见,这个文件名字也可由使用者随意指定。(2) Bl51BL51 也是C51 软件包的连接/定位器,其具有L51 的所有功能,此外它还具有以下3 点特别之处:a. 可以连接定位大于64kBytes 的程序。b. 具有代码域及域切换功能(CodeBanking & Bank Switching)c. 可用于RTX51 操作系统RTX51 是一个实时多任务操作系统,它改变了传统的编程模式,甚至不必用main( )函数,单片机系统软件向RTOS 发展是一种趋势,这种趋势对于186 和38610及68K 系列CPU 更为明显和必须,对8051 因CPU 较为简单,程序结构等都不太复杂,RTX51 作用显得不太突出,其专业版软件PK51 软件包甚至不包括RTX51Full,而只有一个RTX51TINY 版本的RTOS。RTX51 TINY 适用于无外部RAM 的单片机系统,因而可用面很窄,在本文中不作介绍。Bank switching 技术因使用很少也不作介绍。3. DScope51,Tscope51 及Monitor51(1) dScope51dScope51 是一个源级调试器和模拟器,它可以调试由C51 编译器、A51 汇编器、PL/M-51 编译器及ASM-51 汇编器产生的程序。它不需目标板(for windows 也可通过mon51 接目标板),只能进行软件模拟,但其功能强大,可模拟CPU 及其外围器件,如内部串口,外部I/O 及定时器等,能对嵌入式软件功能进行有效测试。
上传时间: 2013-11-01
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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
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arm指令集(1) ARM跳转指令可以从当前指令向前或向后的32MB地址空间跳转。这类跳转指令有以下4种。 (1)B 跳4专指令 B〔条件) (地址) B指令属于ARM指令集,是最简单的分支指令。一旦遇到一个B指令,ARM处理器将立即跳转到给定的地址,从那里继续执行。注意:存储在分支指令中的实际值是相对当前R15的值的一个偏移量,而不是一个绝对地址。它的值由汇编器来计算,是24位有符号数,左移两位后有符号扩展为32位,表示的有效偏移位为26位(+/- 32 MB)。 (2)BL 带返回的跳转指令 BI,〔条件) (地址) BL指令也属于ARM指令集,是另一个分支指令。就在分支之前,在寄存器R14中装载上R15的内容,因此可以重新装载R14到R15中来返回到这个分支之后的那个指令处执行,它是子例程的一个基本但强力的实现。 (3)BLX 带返回和状态切换的跳转指令 BLX <地址> BLX指令有两种格式,第1种格式的BLX指令记作BLX(1)。BLX(1)从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址,并将程序状态切换到Thumb状态,该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。 BLX(1)指令属于无条件执行的指令。 第2种格式的BLX指令记作BLX(2)。BLX(2)指令从ARM指令集跳转到指令中指定的目标地址,目标地址的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目标地址放在指令中的寄存器<dest>中,该地址的bit[0]值为0,目标地址处的指令类型由CPSR中的T位决定。该指令同时将PC寄存器的内容复制到LR寄存器中。 (4)BX 带状态切换的跳转指令 BX(条件) (dest) BX指令跳转到指令中指定的目标地址,目标地址处的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目标地址值为指令的值和0xFl·FFFFFF做“与”操作的结果,目标地址处的指令类型由寄存器决定。
上传时间: 2014-12-27
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介绍了基于51单片机的网络连接控制器的软硬件设计方案,主要采用Atmel公司的8 b单片机AT89C51作为核心处理器,采用RealTek公司的RTL8O19AS芯片接入以太网。同时讨论了精简的TCP/IP协议栈的分层次实现,实现了可靠的UDP数据通信。
上传时间: 2013-11-22
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MSP430系列单片机C语言程序设计与开发MSP430系列是一个具有明显技术特色的单片机品种。关于它的硬件特性及汇编语言程序设计已在《MSP430系列超低功耗16位单片机的原理与应用》及《MSP430系列 FLASH型超低功耗16位单片机》等书中作了全面介绍。《MSP430系列单片机C语言程序设计与开发》介绍IAR公司为MSP430系列单片机配备的C程序设计语言C430。书中叙述了C语言的基本概念、C430的扩展特性及C库函数;对C430的集成开发环境的使用及出错信息作了详尽的说明;并以MSP430F149为例,对各种应用问题及外围模块操作提供了典型的C程序例程,供读者在今后的C430程序设计中参考。 《MSP430系列单片机C语言程序设计与开发》可以作为高等院校计算机、自动化及电子技术类专业的教学参考书,也可作为工程技术人员设计开发时的技术资料。MSP430系列超低功耗16位单片机的原理与应用目录MSP430系列单片机C语言程序设计与开发 目录 第1章 C语言基本知识1.1 标识符与关键字11.1.1 标识符11.1.2 关键字11.2 数据基本类型21.2.1 整型数据21.2.2 实型数据31.2.3 字符型数据41.2.4 各种数据转换关系61.3 C语言的运算符71.3.1 算术运算符71.3.2 关系运算符和逻辑运算符71.3.3 赋值运算符81.3.4 逗号运算符81.3.5 ? 与 :运算符81.3.6 强制转换运算符91.3.7 各种运算符优先级列表91.4 程序设计的三种基本结构101.4.1 语句的概念101.4.2 顺序结构111.4.3 选择结构121.4.4 循环结构141.5 函数181.5.1 函数定义181.5.2 局部变量与全局变量191.5.3 形式参数与实际参数201.5.4 函数调用方式201.5.5 函数嵌套调用211.5.6 变量的存储类别221.5.7 内部函数和外部函数231.6 数组231.6.1 一维数组241.6.2 多维数组241.6.3 字符数组261.7 指针271.7.1 指针与地址的概念271.7.2 指针变量的定义281.7.3 指针变量的引用281.7.4 数组的指针281.7.5 函数的指针301.7.6 指针数组311.8 结构和联合321.8.1 结构定义321.8.2 结构类型变量的定义331.8.3 结构类型变量的初始化341.8.4 结构类型变量的引用341.8.5 联合341.9 枚举361.9.1 枚举的定义361.9.2 枚举元素的值371.9. 3 枚举变量的使用371.10 类型定义381.10.1 类型定义的形式381.10.2 类型定义的使用381.11 位运算391.11.1 位运算符391.11.2 位域401.12 预处理功能411.12.1 简单宏定义和带参数宏定义411.12.2 文件包含431.12.3 条件编译命令44第2章 C430--MSP430系列的C语言2.1 MSP430系列的C语言452.1.1 C430概述452.1.2 C430程序设计工作流程462.1.3 开始462.1.4 C430程序生成472.2 C430的数据表达482.2.1 数据类型482.2.2 编码效率502.3 C430的配置512.3.1 引言512.3. 2 存储器分配522.3.3 堆栈体积522.3.4 输入输出522.3.5 寄存器的访问542.3.6 堆体积542.3.7 初始化54第3章 C430的开发调试环境3.1 引言563.1.1 Workbench特性563.1.2 Workbench的内嵌编辑器特性563.1.3 C编译器特性573.1. 4 汇编器特性573.1.5 连接器特性583.1.6 库管理器特性583.1.7 C?SPY调试器特性593.2 Workbench概述593.2.1 项目管理模式593.2.2 选项设置603.2.3 建立项目603.2.4 测试代码613.2.5 样本应用程序613.3 Workbench的操作623.3.1 开始633.3.2 编译项目683.3.3 连接项目693.3.4 调试项目713.3.5 使用Make命令733.4 Workbench的功能汇总753.4.1 Workbench的窗口753.4.2 Workbench的菜单功能813.5 Workbench的内嵌编辑器993.5.1 内嵌编辑器操作993.5.2 编辑键说明993.6 C?SPY概述1013.6.1 C?SPY的C语言级和汇编语言级调试1013.6.2 程序的执行1023.7 C?SPY的操作1033.7.1 程序生成1033.7.2 编译与连接1033.7.3 C?SPY运行1033.7.4 C语言级调试1043.7.5 汇编级调试1113.8 C?SPY的功能汇总1133.8.1 C?SPY的窗口1133.8.2 C?SPY的菜单命令功能1203.9 C?SPY的表达式与宏1323.9.1 汇编语言表达式1323.9.2 C语言表达式1333.9.3 C?SPY宏1353.9.4 C?SPY的设置宏1373.9.5 C?SPY的系统宏137 第4章 C430程序设计实例4.1 程序设计与调试环境1434.1.1 程序设计调试集成环境1434.1.2 设备连接1444.1.3 ProF149实验系统1444.2 数值计算1454.2.1 C语言表达式1454.2.2 利用MPY实现运算1464.3 循环结构1474.4 选择结构1484.5 SFR访问1494.6 RAM访问1504.7 FLASH访问1514.8 WDT操作1534.8. 1 WDT使程序自动复位1534.8.2 程序对WATCHDOG计数溢出的控制1544.8.3 WDT的定时器功能1554.9 Timer操作1554.9.1 用Timer产生时钟信号1554.9.2 用Timer检测脉冲宽度1564.10 UART操作1574.10.1 点对点通信1574.10.2 点对多点通信1604.11 SPI操作1634.12 比较器操作1654.13 ADC12操作1674.13.1 单通道单次转换1674.13.2 序列通道多次转换1684.14 时钟模块操作1704.15 中断服务程序1714.16 省电工作模式1754.17 调用汇编语言子程序1764.17.1 程序举例1764.17.2 生成C程序调用的汇编子程序177第5章 C430的扩展特性5.1 C430的语言扩展概述1785.1.1 扩展关键字1785.1.2 #pragma编译命令1785.1.3 预定义符号1795.1.4 本征函数1795.1.5 其他扩展特性1795.2 C430的关键字扩展1795.2.1 interrupt1805.2.2 monitor1805.2.3 no_init1815.2.4 sfrb1815.2.5 sfrw1825.3 C430的 #pragma编译命令1825.3.1 bitfields=default1825.3.2 bitfields=reversed1825.3.3 codeseg1835.3.4 function=default1835.3.5 function=interrupt1845.3.6 function=monitor1845.3.7 language=default1845.3.8 language=extended1845.3.9 memory=constseg1855.3.10 memory=dataseg1855.3.11 memory=default1855.3.12 memory=no_init1865.3.13 warnings=default1865.3.14 warnings=off1865.3.15 warnings=on1865.4 C430的预定义符号1865.4.1 DATE1875.4.2 FILE1875.4.3 IAR_SYSTEMS_ICC1875.4.4 LINE1875.4.5 STDC1875.4.6 TID1875.4.7 TIME1885.4.8 VER1885.5 C430的本征函数1885.5.1 _args$1885.5.2 _argt$1895.5.3 _BIC_SR1895.5.4 _BIS_SR1905.5.5 _DINT1905.5.6 _EINT1905.5.7 _NOP1905.5.8 _OPC1905.6 C430的汇编语言接口1915.6.1 创建汇编子程序框架1915.6.2 调用规则1915.6.3 C程序调用汇编子程序1935.7 C430的段定义1935.7.1 存储器分布与段定义1945.7.2 CCSTR段1945.7.3 CDATA0段1945.7.4 CODE段1955.7.5 CONST1955.7.6 CSTACK1955.7.7 CSTR1955.7.8 ECSTR1955.7.9 IDATA01965.7.10 INTVEC1965.7.11 NO_INIT1965.7.12 UDATA0196第6章 C430的库函数6.1 引言1976.1.1 库模块文件1976.1.2 头文件1976.1.3 库定义汇总1976.2C 库函数参考2046.2.1 C库函数的说明格式2046.2.2 C库函数说明204第7章 C430编译器的诊断消息7.1 编译诊断消息的类型2307.2 编译出错消息2317.3 编译警告消息243附录 AMSP430系列FLASH型芯片资料248附录 BProF149实验系统251附录 CMSP430x14x.H文件253附录 DIAR MSP430 C语言产品介绍275
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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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本文介绍一个嵌入了TCP/IP 协议栈的89C52 单片机,通过图像采集模块,采用组播方式,实现了图像采集与网络传输的功能。文中给出了硬件接口电路与软件设计的原理与实现方法。关键词: TCP/IP; RTL8019AS; 图像采集; 组播; 网络摄像头随着网络技术的发展和网络应用的普及,如何充分利用网络资源来实现低成本、高可靠的远程视频监控,已成为一个技术热点。本文介绍一个用单片机与图像采集模块接口,嵌入TCP/IP 协议栈,制作“网络摄像头”的方法。本网络摄像头在一个组播式视频图像监控系统中,只作为组播源向以太网发送视频图像数据;其它监控计算机则作为组播成员接收数据。整个视频图像发送和监控系统在局域网中使用时,监控接收端的PC 机只要加入了组播组,不必知道网络摄像头的IP 地址和MAC 地址,也不需要两者的IP 地址是在同一网段,均可接收到网络摄像头发出的图像数据,使用起来相当方便。
上传时间: 2013-12-18
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地弹的形成:芯片内部的地和芯片外的PCB地平面之间不可避免的会有一个小电感。这个小电感正是地弹产生的根源,同时,地弹又是与芯片的负载情况密切相关的。下面结合图介绍一下地弹现象的形成。 简单的构造如上图的一个小“场景”,芯片A为输出芯片,芯片B为接收芯片,输出端和输入端很近。输出芯片内部的CMOS等输入单元简单的等效为一个单刀双掷开关,RH和RL分别为高电平输出阻抗和低电平输出阻抗,均设为20欧。GNDA为芯片A内部的地。GNDPCB为芯片外PCB地平面。由于芯片内部的地要通过芯片内的引线和管脚才能接到GNDPCB,所以就会引入一个小电感LG,假设这个值为1nH。CR为接收端管脚电容,这个值取6pF。这个信号的频率取200MHz。虽然这个LG和CR都是很小的值,不过,通过后面的计算我们可以看到它们对信号的影响。先假设A芯片只有一个输出脚,现在Q输出高电平,接收端的CR上积累电荷。当Q输出变为低电平的时候。CR、RL、LG形成一个放电回路。自谐振周期约为490ps,频率为2GHz,Q值约为0.0065。使用EWB建一个仿真电路。(很老的一个软件,很多人已经不懈于使用了。不过我个人比较依赖它,关键是建模,模型参数建立正确的话仿真结果还是很可靠的,这个小软件帮我发现和解决过很多实际模拟电路中遇到的问题。这个软件比较小,有比较长的历史,也比较成熟,很容易上手。建议电子初入门的同学还是熟悉一下。)因为只关注下降沿,所以简单的构建下面一个电路。起初输出高电平,10纳秒后输出低电平。为方便起见,高电平输出设为3.3V,低电平是0V。(实际200M以上芯片IO电压会比较低,多采用1.5-2.5V。)
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上传时间: 2013-10-17
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单片机音乐中音调和节拍的确定方法:调号-音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。很明显一个八度就有12个半音。A、B、C、D、E、F、G。经过声学家的研究,全世界都用这些字母来表示固定的音高。比如,A这个音,标准的音高为每秒钟振动440周。 升C调:1=#C,也就是降D调:1=BD;277(频率)升D调:1=#D,也就是降E调:1=BE;311升F调:1=#F,也就是降G调:1=BG;369升G调:1=#G,也就是降A调:1=BA;415升A调:1=#A,也就是降B调:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所谓1=A,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同A一样高,人们也把这首歌曲叫做A调歌曲,或叫“唱A调”。1=C,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同C一样高,或者说“这歌曲唱C调”。同样是“导”,不同的调唱起来的高低是不一样的。各调的对应的标准频率为: 单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法 经常看到一些刚学单片机的朋友对单片机演奏音乐比较有兴趣,本人也曾是这样。在此,本人将就这方面的知识做一些简介,但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。 一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。 在音乐中所谓“音调”,其实就是我们常说的“音高”。在音乐中常把中央C上方的A音定为标准音高,其频率f=440Hz。当两个声音信号的频率相差一倍时,也即f2=2f1时,则称f2比f1高一个倍频程, 在音乐中1(do)与 ,2(来)与 ……正好相差一个倍频程,在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内,有12个半音。以1—i八音区为例, 12个半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高,也就是其基本音调的频率,我们就可根据倍频程的关系得到其他音符基本音调的频率。 知道了一个音符的频率后,怎样让单片机发出相应频率的声音呢?一般说来,常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断,将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反,或者说来回清零,置位,从而让蜂鸣器发出声音,为了让单片机发出不同频率的声音,我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢?以标准音高A为例: A的频率f = 440 Hz,其对应的周期为:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上图可知,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下,单片机奏乐时,其定时器为工作方式1,它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0,则定时器的予置初值由下式来确定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 将t=1136μs代入上面两式(注意:计算时应将时间和频率的单位换算一致),即可求出标准音高A在单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值为 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根据上面的求解方法,我们就可求出其他音调相应的计数器的予置初值。 音符的节拍我们可以举例来说明。在一张乐谱中,我们经常会看到这样的表达式,如1=C 、1=G …… 等等,这里1=C,1=G表示乐谱的曲调,和我们前面所谈的音调有很大的关联, 、 就是用来表示节拍的。以 为例加以说明,它表示乐谱中以四分音符为节拍,每一小结有三拍。比如: 其中1 、2 为一拍,3、4、5为一拍,6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,3、4的时长为八分音符的一半,即为十六分音符长,5的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,6的时长为四分音符长。那么一拍到底该唱多长呢?一般说来,如果乐曲没有特殊说明,一拍的时长大约为400—500ms 。我们以一拍的时长为400ms为例,则当以四分音符为节拍时,四分音符的时长就为400ms,八分音符的时长就为200ms,十六分音符的时长就为100ms。可见,在单片机上控制一个音符唱多长可采用循环延时的方法来实现。首先,我们确定一个基本时长的延时程序,比如说以十六分音符的时长为基本延时时间,那么,对于一个音符,如果它为十六分音符,则只需调用一次延时程序,如果它为八分音符,则只需调用二次延时程序,如果它为四分音符,则只需调用四次延时程序,依次类推。通过上面关于一个音符音调和节拍的确定方法,我们就可以在单片机上实现演奏音乐了。具体的实现方法为:将乐谱中的每个音符的音调及节拍变换成相应的音调参数和节拍参数,将他们做成数据表格,存放在存储器中,通过程序取出一个音符的相关参数,播放该音符,该音符唱完后,接着取出下一个音符的相关参数……,如此直到播放完毕最后一个音符,根据需要也可循环不停地播放整个乐曲。另外,对于乐曲中的休止符,一般将其音调参数设为FFH,FFH,其节拍参数与其他音符的节拍参数确定方法一致,乐曲结束用节拍参数为00H来表示。下面给出部分音符(三个八度音)的频率以及以单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值 : C调音符 频率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC调音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7频率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C调音符 频率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
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P C B 可测性设计布线规则之建议― ― 从源头改善可测率PCB 设计除需考虑功能性与安全性等要求外,亦需考虑可生产与可测试。这里提供可测性设计建议供设计布线工程师参考。1. 每一个铜箔电路支点,至少需要一个可测试点。如无对应的测试点,将可导致与之相关的开短路不可检出,并且与之相连的零件会因无测试点而不可测。2. 双面治具会增加制作成本,且上针板的测试针定位准确度差。所以Layout 时应通过Via Hole 尽可能将测试点放置于同一面。这样就只要做单面治具即可。3. 测试选点优先级:A.测垫(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件脚(Component Lead) D.贯穿孔(Via Hole)(未Mask)。而对于零件脚,应以AI 零件脚及其它较细较短脚为优先,较粗或较长的引脚接触性误判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm),厚度少于此值之PCB 容易板弯变形,影响测点精准度,制作治具需特殊处理。5. 避免将测点置于SMT 之PAD 上,因SMT 零件会偏移,故不可靠,且易伤及零件。6. 避免使用过长零件脚(>170mil(4.3mm))或过大的孔(直径>1.5mm)为测点。7. 对于电池(Battery)最好预留Jumper,在ICT 测试时能有效隔离电池的影响。8. 定位孔要求:(a) 定位孔(Tooling Hole)直径最好为125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 须有2 个定位孔和一个防呆孔(也可说成定位孔,用以预防将PCB反放而导致机器压破板),且孔内不能沾锡。(c) 选择以对角线,距离最远之2 孔为定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不应设计成中心对称,即PCB 旋转180 度角后仍能放入PCB,这样,作业员易于反放而致机器压破板)9. 测试点要求:(e) 两测点或测点与预钻孔之中心距不得小于50mil(1.27mm),否则有一测点无法植针。以大于100mil(2.54mm)为佳,其次是75mil(1.905mm)。(f) 测点应离其附近零件(位于同一面者)至少100mil,如为高于3mm 零件,则应至少间距120mil,方便治具制作。(g) 测点应平均分布于PCB 表面,避免局部密度过高,影响治具测试时测试针压力平衡。(h) 测点直径最好能不小于35mil(0.9mm),如在上针板,则最好不小于40mil(1.00mm),圆形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之测点需额外加工,以导正目标。(i) 测点的Pad 及Via 不应有防焊漆(Solder Mask)。(j) 测点应离板边或折边至少100mil。(k) 锡点被实践证实是最好的测试探针接触点。因为锡的氧化物较轻且容易刺穿。以锡点作测试点,因接触不良导致误判的机会极少且可延长探针使用寿命。锡点尤其以PCB 光板制作时的喷锡点最佳。PCB 裸铜测点,高温后已氧化,且其硬度高,所以探针接触电阻变化而致测试误判率很高。如果裸铜测点在SMT 时加上锡膏再经回流焊固化为锡点,虽可大幅改善,但因助焊剂或吃锡不完全的缘故,仍会出现较多的接触误判。
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