含原理图+电路图+程序的波形发生器:在工作中，我们常常会用到波形发生器，它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。单片机波形发生器是以单片机核心，配相应的外围电路和功能软件，能实现各种波形发生的应用系统，它由硬件部分和软件部分组成，硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上，对其合理的调配和使用，从而完成波形发生的任务。 波形发生器的技术指标：（1） 波形类型：方型、正弦波、三角波、锯齿波；（2） 幅值电压：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 频率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 输出极性：双极性操作设计1、 机器通电后，系统进行初始化，LED在面板上显示6个0，表示系统处于初始状态，等待用户输入设置命令，此时，无任何波形信号输出。2、 用户按下“F”、“V”、“W”，可以分别进入频率，幅值波形设置，使系统进入设置状态，相应的数码管显示“一”，此时，按其它键，无效；3、 在进入某一设置状态后，输入0~9等数字键，（数字键仅在设置状态时，有效）为欲输出的波形设置相应参数，LED将参数显示在面板上；4、 如果在设置中，要改变已设定的参数，可按下“CL”键，清除所有已设定参数，系统恢复初始状态，LED显示6个0，等待重新输入命令；5、 当必要的参数设定完毕后，所有参数显示于LED上，用户按下“EN”键，系统会将各波形参数传递到波形产生模块中，以便控制波形发生，实现不同频率，不同电压幅值，不同类型波形的输出；6、 用户按下“EN”键后，波形发生器开始输出满足参数的波形信号，面板上相应类型的运行指示灯闪烁，表示波形正在输出，LED显示波形类型编号，频率值、电压幅值等波形参数；7、 波形发生器在输出信号时，按下任意一个键，就停止波形信号输出，等待重新设置参数，设置过程如上所述，如果不改变参数，可按下“EN”键，继续输出原波形信号；8、 要停止波形发生器的使用，可按下复位按钮，将系统复位，然后关闭电源。硬件组成部分通过综合比较，决定选用获得广泛应用，性能价格高的常用芯片来构成硬件电路。单片机采用MCS-51系列的89C51（一块）,74LS244和74LS373（各一块）,反相驱动器 ULN2803A（一块）,运算放大器 LM324（一块） 波形发生器的硬件电路由单片机、键盘显示器接口电路、波形转换（D/ A）电路和电源线路等四部分构成。1.单片机电路功能：形成扫描码，键值识别，键功能处理，完成参数设置；形成显示段码,向LED显示接口电路输出；产生定时中断；形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路；如电路原理图所示： 89C51的P0口和P2口作为扩展I/O口，与8255、0832、74LS373相连接，可寻址片外的寄存器。单片机寻址外设，采用存储器映像方式，外部接口芯片与内部存储器统一编址，89Ｃ51提供16根地址线P0（分时复用）和P2，P2口提供高8位地址线，P0口提供低8位地址线。P0口同时还要负责与8255，0832的数据传递。P2.7是8255的片选信号，P2.6是0832（1）的片选，P2.5是0832（2）的片选，低电平有效，P0.0、P0.1经过74LS373锁存后，送到8255的A1、A2作，片内A口，B口，C口，控制口等寄存器的字选。89C51的P1口的低4位连接4只发光三极管，作为波形类型指示灯，表示正在输出的波形是什么类型。单片机89C51内部有两个定时器/计数器，在波形发生器中使用T0作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值，定时器的溢出信号作为中断请求。控制定时器中断的特殊功能寄存器设置如下：定时控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式选择寄存器（TMOD）＝（００００００００）中断允许控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、键盘显示器接口电路功能：驱动6位数码管动态显示； 提供响应界面； 扫面键盘； 提供输入按键。由并口芯片8255，锁存器74LS273，74LS244，反向驱动器ULN2803A，6位共阴极数码管（LED）和4×4行列式键盘组成。8255的C口作为键盘的I/O接口，C口的低4位输出到扫描码，高4位作为输入行状态，按键的分布如图所示。8255的A口作为LED段码输出口，与74LS244相连接，B口作为LED的位选信号输出口，与ULN2803A相连接。8255内部的4个寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A电路功能：将波形样值的数字编码转换成模拟值；完成单极性向双极性的波形输出；构成由两片0832和一块LM324运放组成。0832（1）是参考电压提供者，单片机向0832（1）内的锁存器送数字编码，不同的编码会产生不同的输出值，在本发生器中，可输出1V、2V、3V、4V、5V等五个模拟值，这些值作为0832（2）的参考电压，使0832（2）输出波形信号时，其幅度是可调的。0832（2）用于产生各种波形信号，单片机在波形产生程序的控制下，生成波形样值编码，并送到0832（2）中的锁存器，经过D/A转换，得到波形的模拟样值点，假如N个点就构成波形的一个周期，那么0832（2）输出N个样值点后，样值点形成运动轨迹，就是波形信号的一个周期。重复输出N个点后，由此成第二个周期，第三个周期……。这样0832（2）就能连续的输出周期变化的波形信号。运放A1是直流放大器，运放A2是单极性电压放大器，运放A3是双极性驱动放大器，使波形信号能带得起负载。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、电源电路：功能：为波形发生器提供直流能量；构成由变压器、整流硅堆，稳压块7805组成。220V的交流电，经过开关，保险管（1.5A/250V），到变压器降压，由220V降为10V，通过硅堆将交流电变成直流电，对于谐波，用4700μF的电解电容给予滤除。为保证直流电压稳定，使用7805进行稳压。最后，＋5V电源配送到各用电负载。
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有两种方式可以让设备和应用程序之间联系：1. 通过为设备创建的一个符号链；2. 通过输出到一个接口WDM驱动程序建议使用输出到一个接口而不推荐使用创建符号链的方法。这个接口保证PDO的安全，也保证安全地创建一个惟一的、独立于语言的访问设备的方法。一个应用程序使用Win32APIs来调用设备。在某个Win32 APIs和设备对象的分发函数之间存在一个映射关系。获得对设备对象访问的第一步就是打开一个设备对象的句柄。 用符号链打开一个设备的句柄为了打开一个设备，应用程序需要使用CreateFile。如果该设备有一个符号链出口，应用程序可以用下面这个例子的形式打开句柄：hDevice = CreateFile("\\\\.\\OMNIPORT3", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL ,NULL);文件路径名的前缀“\\.\”告诉系统本调用希望打开一个设备。这个设备必须有一个符号链，以便应用程序能够打开它。有关细节查看有关Kdevice和CreateLink的内容。在上述调用中第一个参数中前缀后的部分就是这个符号链的名字。注意：CreatFile中的第一个参数不是Windows 98/2000中驱动程序(.sys文件)的路径。是到设备对象的符号链。如果使用DriverWizard产生驱动程序，它通常使用类KunitizedName来构成设备的符号链。这意味着符号链名有一个附加的数字，通常是0。例如：如果链接名称的主干是L“TestDevice”那么在CreateFile中的串就该是“\\\\.\\TestDevice0”。如果应用程序需要被覆盖的I/O，第六个参数(Flags)必须或上FILE_FLAG_OVERLAPPED。 使用一个输出接口打开句柄用这种方式打开一个句柄会稍微麻烦一些。DriverWorks库提供两个助手类来使获得对该接口的访问容易一些，这两个类是CDeviceInterface, 和 CdeviceInterfaceClass。CdeviceInterfaceClass类封装了一个设备信息集，该信息集包含了特殊类中的所有设备接口信息。应用程序能有用CdeviceInterfaceClass类的一个实例来获得一个或更多的CdeviceInterface类的实例。CdeviceInterface类是一个单一设备接口的抽象。它的成员函数DevicePath()返回一个路径名的指针，该指针可以在CreateFile中使用来打开设备。下面用一个小例子来显示这些类最基本的使用方法：extern GUID TestGuid;HANDLE OpenByInterface( GUID* pClassGuid, DWORD instance, PDWORD pError){ CDeviceInterfaceClass DevClass(pClassGuid, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; CDeviceInterface DevInterface(&DevClass, instance, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; cout << "The device path is " << DevInterface.DevicePath() << endl; HANDLE hDev; hDev = CreateFile( DevInterface.DevicePath(), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL ); if (hDev == INVALID_HANDLE_VALUE) *pError = GetLastError(); return hDev;} 在设备中执行I/O操作一旦应用程序获得一个有效的设备句柄，它就能使用Win32 APIs来产生到设备对象的IRPs。下面的表显示了这种对应关系。Win32 API DRIVER_FUNCTION_xxxIRP_MJ_xxx KDevice subclass member function CreateFile CREATE Create ReadFile READ Read WriteFile WRITE Write DeviceIoControl DEVICE_CONTROL DeviceControl CloseHandle CLOSECLEANUP CloseCleanUp 需要解释一下设备类成员的Close和CleanUp：CreateFile使内核为设备创建一个新的文件对象。这使得多个句柄可以映射同一个文件对象。当这个文件对象的最后一个用户级句柄被撤销后，I/O管理器调用CleanUp。当没有任何用户级和核心级的对文件对象的访问的时候，I/O管理器调用Close。如果被打开的设备不支持指定的功能，则调用相应的Win32将引起错误（无效功能）。以前为Windows95编写的VxD的应用程序代码中可能会在打开设备的时候使用FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE属性。在Windows NT/2000中，建议不要使用这个属性，因为它将导致没有特权的用户企图打开这个设备，这是不可能成功的。I/O管理器将ReadFile和WriteFile的buff参数转换成IRP域的方法依赖于设备对象的属性。当设备设置DO_DIRECT_IO标志，I/O管理器将buff锁住在存储器中，并且创建了一个存储在IRP中的MDL域。一个设备可以通过调用Kirp::Mdl来存取MDL。当设备设置DO_BUFFERED_IO标志，设备对象分别通过KIrp::BufferedReadDest或 KIrp::BufferedWriteSource为读或写操作获得buff地址。当设备不设置DO_BUFFERED_IO标志也不设置DO_DIRECT_IO，内核设置IRP 的UserBuffer域来对应ReadFile或WriteFile中的buff参数。然而，存储区并没有被锁住而且地址只对调用进程有效。驱动程序可以使用KIrp::UserBuffer来存取IRP域。对于DeviceIoControl调用，buffer参数的转换依赖于特殊的I/O控制代码，它不在设备对象的特性中。宏CTL_CODE（在winioctl.h中定义）用来构造控制代码。这个宏的其中一个参数指明缓冲方法是METHOD_BUFFERED, METHOD_IN_DIRECT, METHOD_OUT_DIRECT, 或METHOD_NEITHER。下面的表显示了这些方法和与之对应的能获得输入缓冲与输出缓冲的KIrp中的成员函数：Method Input Buffer Parameter Output Buffer Parameter METHOD_BUFFERED KIrp::IoctlBuffer KIrp::IoctlBuffer METHOD_IN_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl METHOD_OUT_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl METHOD_NEITHER KIrp::IoctlType3InputBuffer KIrp::UserBuffer 如果控制代码指明METHOD_BUFFERED，系统分配一个单一的缓冲来作为输入与输出。驱动程序必须在向输出缓冲放数据之前拷贝输入数据。驱动程序通过调用KIrp::IoctlBuffer获得缓冲地址。在完成时，I/O管理器从系统缓冲拷贝数据到提供给Ring 3级调用者使用的缓冲中。驱动程序必须在结束前存储拷贝到IRP的Information成员中的数据个数。如果控制代码不指明METHOD_IN_DIRECT或METHOD_OUT_DIRECT，则DeviceIoControl的参数呈现不同的含义。参数InputBuffer被拷贝到一个系统缓冲，这个缓冲驱动程序可以通过调用KIrp::IoctlBuffer。参数OutputBuffer被映射到KMemory对象，驱动程序对这个对象的访问通过调用KIrp::Mdl来实现。对于METHOD_OUT_DIRECT，调用者必须有对缓冲的写访问权限。注意，对METHOD_NEITHER，内核只提供虚拟地址；它不会做映射来配置缓冲。虚拟地址只对调用进程有效。这里是一个用METHOD_BUFFERED的例子：首先，使用宏CTL_CODE来定义一个IOCTL代码：#define IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV \CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)现在使用一个DeviceIoControl调用：BOOLEAN b;CHAR FirmwareRev[60];ULONG FirmwareRevSize;b = DeviceIoControl(hDevice, IOCTL_MYDEV_GET_VERSION_STRING, NULL, // no input 注意，这里放的是包含有执行操作命令的字符串指针 0, FirmwareRev, //这里是output串指针，存放从驱动程序中返回的字符串。sizeof(FirmwareRev),& FirmwareRevSize, NULL // not overlapped I/O );如果输出缓冲足够大，设备拷贝串到里面并将拷贝的资结束设置到FirmwareRevSize中。在驱动程序中，代码看起来如下所示：const char* FIRMWARE_REV = "FW 16.33 v5";NTSTATUS MyDevice::DeviceControl( KIrp I ){ ULONG fwLength=0; switch ( I.IoctlCode() ) { case IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV: fwLength = strlen(FIRMWARE_REV)+1; if (I.IoctlOutputBufferSize() >= fwLength) { strcpy((PCHAR)I.IoctlBuffer(),FIRMWARE_REV); I.Information() = fwLength; return I.Complete(STATUS_SUCCESS); } else { } case . . . } }
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《现代微机原理与接口技术》实验指导书 TPC-H实验台C语言版 1.实验台结构1）I / O 地址译码电路如上图1所示地址空间280H～2BFH共分8条译码输出线：Y0～Y7 其地址分别是280H～287H、288H～28FH、290H～297H、298H～29FH、2A0H～2A7H、2A8H～2AFH、2B0H～2B7H、2B8H～2BFH，8根译码输出线在实验台I/O地址处分别由自锁紧插孔引出供实验选用（见图2）。 2) 总线插孔采用“自锁紧”插座在标有“总线”区引出数据总线D7～D0；地址总线A9～A0，读、写信号IOR、IOW；中断请求信号IRQ ；DMA请求信号DRQ1；DMA响应信号DACK1 及AEN信号，供学生搭试各种接口实验电路使用。3) 时钟电路如图-3所示可以输出1MHZ 2MHZ两种信号供A/D转换器定时器/计数器串行接口实验使用。图34) 逻辑电平开关电路如图-4所示实验台右下方设有8个开关K7～K0，开关拨到“1”位置时开关断开，输出高电平。向下打到“0”位置时开关接通，输出低电平。电路中串接了保护电阻使接口电路不直接同＋5V 、GND相连，可有效地防止因误操作误编程损坏集成电路现象。图 4 图 55) L E D 显示电路如图-5所示实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路（输入端L7～L0），当输入信号为“1” 时发光，为“0”时灭6) 七段数码管显示电路如图-6所示实验台上设有两个共阴极七段数码管及驱动电路，段码为同相驱动器，位码为反相驱动器。从段码与位码的驱动器输入端（段码输入端a、b、c、d、e、f、g、dp，位码输入端s1、 s2）输入不同的代码即可显示不同数字或符号。
上传时间： 2013-11-22
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串行编程器源程序(Keil C语言)//FID=01:AT89C2051系列编程器//实现编程的读，写，擦等细节//AT89C2051的特殊处:给XTAL一个脉冲，地址计数加1;P1的引脚排列与AT89C51相反，需要用函数转换#include <e51pro.h> #define C2051_P3_7 P1_0#define C2051_P1 P0//注意引脚排列相反#define C2051_P3_0 P1_1#define C2051_P3_1 P1_2#define C2051_XTAL P1_4#define C2051_P3_2 P1_5#define C2051_P3_3 P1_6#define C2051_P3_4 P1_7#define C2051_P3_5 P3_5 void InitPro01()//编程前的准备工作{ SetVpp0V(); P0=0xff; P1=0xff; C2051_P3_5=1; C2051_XTAL=0; Delay_ms(20); nAddress=0x0000; SetVpp5V();} void ProOver01()//编程结束后的工作，设置合适的引脚电平{ SetVpp5V(); P0=0xff; P1=0xff; C2051_P3_5=1; C2051_XTAL=1;} BYTE GetData()//从P0口获得数据{ B_0=P0_7; B_1=P0_6; B_2=P0_5; B_3=P0_4; B_4=P0_3; B_5=P0_2; B_6=P0_1; B_7=P0_0; return B;} void SetData(BYTE DataByte)//转换并设置P0口的数据{ B=DataByte; P0_0=B_7; P0_1=B_6; P0_2=B_5; P0_3=B_4; P0_4=B_3; P0_5=B_2; P0_6=B_1; P0_7=B_0;} void ReadSign01()//读特征字{ InitPro01(); Delay_ms(1);//----------------------------------------------------------------------------- //根据器件的DataSheet，设置相应的编程控制信号 C2051_P3_3=0; C2051_P3_4=0; C2051_P3_5=0; C2051_P3_7=0; Delay_ms(20); ComBuf[2]=GetData(); C2051_XTAL=1; C2051_XTAL=0; Delay_us(20); ComBuf[3]=GetData(); ComBuf[4]=0xff;//----------------------------------------------------------------------------- ProOver01();} void Erase01()//擦除器件{ InitPro01();//----------------------------------------------------------------------------- //根据器件的DataSheet，设置相应的编程控制信号 C2051_P3_3=1; C2051_P3_4=0; C2051_P3_5=0; C2051_P3_7=0; Delay_ms(1); SetVpp12V(); Delay_ms(1); C2051_P3_2=0; Delay_ms(10); C2051_P3_2=1; Delay_ms(1);//----------------------------------------------------------------------------- ProOver01();} BOOL Write01(BYTE Data)//写器件{//----------------------------------------------------------------------------- //根据器件的DataSheet，设置相应的编程控制信号 //写一个单元 C2051_P3_3=0; C2051_P3_4=1; C2051_P3_5=1; C2051_P3_7=1; SetData(Data); SetVpp12V(); Delay_us(20); C2051_P3_2=0; Delay_us(20); C2051_P3_2=1; Delay_us(20); SetVpp5V(); Delay_us(20); C2051_P3_4=0; Delay_ms(2); nTimeOut=0; P0=0xff; nTimeOut=0; while(!GetData()==Data)//效验:循环读，直到读出与写入的数相同 { nTimeOut++; if(nTimeOut>1000)//超时了 { return 0; } } C2051_XTAL=1; C2051_XTAL=0;//一个脉冲指向下一个单元//----------------------------------------------------------------------------- return 1;} BYTE Read01()//读器件{ BYTE Data;//----------------------------------------------------------------------------- //根据器件的DataSheet，设置相应的编程控制信号 //读一个单元 C2051_P3_3=0; C2051_P3_4=0; C2051_P3_5=1; C2051_P3_7=1; Data=GetData(); C2051_XTAL=1; C2051_XTAL=0;//一个脉冲指向下一个单元//----------------------------------------------------------------------------- return Data;} void Lock01()//写锁定位{ InitPro01();//先设置成编程状态//----------------------------------------------------------------------------- //根据器件的DataSheet，设置相应的编程控制信号 if(ComBuf[2]>=1)//ComBuf[2]为锁定位 { C2051_P3_3=1; C2051_P3_4=1; C2051_P3_5=1; C2051_P3_7=1; Delay_us(20); SetVpp12V(); Delay_us(20); C2051_P3_2=0; Delay_us(20); C2051_P3_2=1; Delay_us(20); SetVpp5V(); } if(ComBuf[2]>=2) { C2051_P3_3=1; C2051_P3_4=1; C2051_P3_5=0; C2051_P3_7=0; Delay_us(20); SetVpp12V(); Delay_us(20); C2051_P3_2=0; Delay_us(20); C2051_P3_2=1; Delay_us(20); SetVpp5V(); }//----------------------------------------------------------------------------- ProOver01();} void PreparePro01()//设置pw中的函数指针，让主程序可以调用上面的函数{ pw.fpInitPro=InitPro01; pw.fpReadSign=ReadSign01; pw.fpErase=Erase01; pw.fpWrite=Write01; pw.fpRead=Read01; pw.fpLock=Lock01; pw.fpProOver=ProOver01;}
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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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现实世界中有很多问题，它的机理较简单，用静态,线性或逻辑的方法即可建立模型，使用初等的数学方法，即可求解，我们称之为初等数学模型。本章主要介绍有关自然数，比例关系，状态转移，及量刚分析等建模例子，这些问题的巧妙的分析处理方法，可使读者达到举一反三，开拓思路，提高分析, 解决实际问题的能力。 在人们的生产实践中，经常会遇到如何利用现有资源来安排生产，以取得最大经济效益的问题。此类问题构成了运筹学的一个重要分支—数学规划，而线性规划(Linear Programming 简记LP)则是数学规划的一个重要分支。自从1947年G. B. Dantzig 提出求解线性规划的单纯形方法以来，线性规划在理论上趋向成熟，在实用中日益广泛与深入。特别是在计算机能处理成千上万个约束条件和决策变量的线性规划问题之后，线性规划的适用领域更为广泛了，已成为现代管理中经常采用的基本方法之一。 如果目标函数或约束条件中包含非线性函数，就称这种规划问题为非线性规划问题。一般说来，解非线性规划要比解线性规划问题困难得多。而且，也不象线性规划有单纯形法这一通用方法，非线性规划目前还没有适于各种问题的一般算法，各个方法都有自己特定的适用范围。 下面通过实例归纳出非线性规划数学模型的一般形式，介绍有关非线性规划的基本概念。
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为了满足超声波探伤检测的实时性需求，通过研究超声波探伤的工作原理，提出了基于FPGA芯片的实时信号处理系统实现方案及硬件结构设计，并根据FPGA逻辑结构模型实现了软件系统的模块化设计。根据实验测试及统计数据得出，基于FPGA芯片的信号处理系统提高了探伤检测的准确性与稳定性，满足了探伤过程中B超显示的实时性要求。
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对CC1100无线模块的高效使用和安全稳定性问题进行了深入研究，提出了构建基于ARM的CC1100无线服务器的解决方案。建立了服务器架构模型，采用了将CC1100模块作为嵌入式Linux内核级模块的高级策略，开发了CC1100模块的底层内核驱动程序模块，完整实现了服务器的业务逻辑功能，并提供了B/S模式和C/S模式两种友好的上层用户接口。实际应用结果表明，该方案有效地解决了CC1100模块通信过程中的实时性和稳定性等问题，性能优越，用户操作方便。
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉；气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉；压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性，容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性) ，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ，选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性 低成本 ，宽测量范围，小尺寸、重量轻和高强度，宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 ，位置传感器 ， 液面传感器 能耗传感器 ，速度传感器 ，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器 ，振动传感器，湿敏传感器 ，磁敏传感器，气敏传感器，真空度传感器，生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
上传时间： 2013-10-11
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