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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实现公历与农历的转换一般采用查表法，按日查表是速度最快的方法但51 单片机寻址能力有限不可能采用按日查表的方法除按日查外，我们可以通过按月查表和按年查表的方法再通过适当的计算来确定公历日所对应的农历日期，本文采用的是按年查表法最大限度地减少表格所占的程序空间。
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CAN与RS232转换节点的设计与实现 介绍将CAN总线接口与RS232总线接口相互转换的设计方法和2种总线电平转换关系，实现CAN总线与各模块的接口设计，制定了相应的软硬件设计方案，并给出软件设计流程图以及部分硬件设计原理图。为CAN总线与RS232总线互联提供了一种方法，对CAN总线与RS232总线接口设备的互联和广泛应用的实现具有重要意义。关键词：CAN总线；RS-232总线；串行通信Design and Realization of CAN and RS232 Transformation NodeZHOU Wei, CHENG Xiao-hong(Information Institute, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070)【Abstract】This paper introduces one design method of the CAN bus interface and the RS232 bus interface interconversion, emphasizes two kindof bus level transformation relations, realizes the CAN bus and various modules connection design, formulates the design proposal of correspondingsoftware and hardware, and gives the flow chart of software design as well as the partial schematic diagram of hardware design. It providesonemethod for the CAN bus and the RS232 bus interconnection, has the vital significance to widespread application realization of the CAN busand theRS232 bus interface equipment interconnection.【Key words】CAN bus; RS-232 bus; serial communication
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单片机原理及系统设计8×C552是Philips公司的8位高性能增强型单片机，是在MCS-51单片机基础上增加了A／D、D／A、捕捉输入／定时输出、I2C总线接口和监视定时器（Watchdog Timer）等功能，是目前世界上最新型的8位单片机之一。8×C552和MCS-51有相同的指令系统，并在其他功能上与MCS-51完全兼容。本书仍以MCS-51为主线组织教学内容，在MCS-51的组成原理、指令系统、汇编语言程序设计、系统扩张、中断系统和接口等方面保留了第1版的特点，同时也对8×C552的新增功能做了详细叙述和分析，并伴以应用实例。全书共分11章，每章末尾都附有一定数量习题与思考题。本书内容自成体系、结构紧凑、前后呼应、语言通俗，因而具有一定的先进性、系统性和实用性。第1章 微型计算机基础 1．1 微型计算机数制及其转换 1．1．1 微型计算机的数制 1．1．2 微型计算机数制间数的转换 1．2 微型计算机的二进制数运算 1．2．1 算术运算 1．2．2 逻辑运算 1．3 微型计算机码制和编码 1．3．1 微型计算机中数的表示方法 1．3．2 微型计算机的原码、反码和补码 1．3．3 微型计算机的二进制编码 1．4 微型计算机组成原理 1．4．1 微型计算机的基本结构 1．4．2 微型计算机的基本原理 1．4．3 微型计算机系统的组成 1．5 单片微型计算机概述 1．5．1 单片机的分类和发展 1．5．2 单片机的内部结构
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C51单片机是我们生活中最常用的系列,MCS-51系列单片机有4个并行口(P0,P1,P2,P3口),但对一个稍微复杂的应用系统来说,真正可供用户使用的并行口,只有P1口可用,况且常常因扩展I2C和SPI的器件需占用某些P1口,迫使用户不得不扩展并行口以满足实际的需要。习惯上,常用的并行口接口芯片有8255、8155,这两种芯片功能比较齐全,可以使用在相对比较复杂的系统中,但如是对一般的系统而言,这些功能往往闲置不用。那么就可以选用一些本来闲置不用的口线作为选通信号来进行并行口的扩展,这样就能充分利用单片机有限的I/O资源,在本设计中是将P1口扩展成一个或几个8位并行口,在每一个八位口上接入8个发光二极管做为输出,二极管是做开关量来使用的,在这里设计了跑马灯和流水灯程序,做到对开关量的开断控制;配合开关量的控制笔者设计了一个共阳LED数码管,用来显示当前发光二极管发亮的序号,做到更加直观的双重控制效果,然后再将P0口通过D/A转换器和一放大器输出一个模拟信号,其结果可以通过示波器看出。这样整个系统即有了数字信号输出和模拟信号输出,也有数码管显示功能,实用性能大提高了。2、 基于89C51的系统硬件设计2.1 并行口的扩展的电路设计 众所周知,C51系列的单片机都有四个I/O口(P0、P1、P2、P3),那么AT89C51也不例外,但我们通常仅仅使用P1口作为并行口,而令其余口(P2、P3)处于闲置状态,所以这次设计,我们就是使用闲置不用的P3口做为选能信号线来将P1口进行并行口扩展。 (1) 种方式的并行口扩展优点 连线简单; 不占用存储器空间; (2) 编程也方便灵活。但也有很大的缺点 并行口扩展能力有限,(如使用74LS573(74LS373)且不进行驱动处理,则最多可扩展4个同样类型的并行输出端口,当然还需要与之对应的四个选通信号。) 如扩展较多,选通信号占用并行口位数太多,例如欲扩展8个并行输出端口,则需要8个选能信号,此时,仅选能信号就占用了一个8位并行口,这对在I/O端口线有限的单片机系统中,如此浪费资源的现象是不能容忍的。在本次的设计中,采用芯片74HC573(带三态输出的八进制透明D型锁存器)对P1口进行了一个8位并行口的扩展,选通信号选用P3口的P3.3引脚。原理图如图1所示:
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基于ADSP-BF561的数字摄像系统设计Design of Digital Video Camera System Based on Digital Signal ProcessorADSP-BF561（浙江大学 信息与通信工程研究所，浙江 杭州 310027） 马海杰, 刘云海摘要：介绍了基于ADI双核的数字信号处理芯片ADSP-BF561 的数字摄像系统实现方案。系统包括硬件和软件两部分，硬件主要有ADSP-BF561及其外围电路、音视频模数/数模转换、CF卡/微硬盘接口等部分。软件主要有操作系统及音视频编解码算法等部分。关键词：ADSP-BF561 ;数字摄像机;微硬盘;MPEG-4;A/D;D/A中图分类号:TN948.41文献标识码:AAbstract: An implementation of digital video camera system based on ADI dual core digital signal processor ADSP-BF561 is introduced. The system can be divided into two parts——hardware and software design. The hardware design includes ADSP-BF561 and perpheral apparatus, A/D,D/A, CF card or Microdrive and so on. The software includes operating system , audio and video coding algorithm.Key words: ADSP-BF561; digital video camera; microdrive; MPEG-4;A/D;D/A
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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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单片机原理与应用《课程简介》：单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件。通常利用单片机技术在各种系统、仪器设备或装置中，形成嵌入式智能系统或子系统。因此，单片机技术是电类专业特别是电子信息类学生必须具备的基本功。本课程以51系列单片机为模型，主要向学生介绍单片机的基本结构、工作原理、指令系统与程序设计、系统扩展与工程应用。作为微机原理与接口技术的后续课程，本课程强调实践环节，侧重系统构成与应用设计。力求通过实践环节，软、硬结合，培养初步的单片机开发能力，并使其前导课程讲授的基本概念得到综合与深化。由于课时的限制，综合性的应用设计安排在后续课程《微机应用系统设计》中进行。 课 程 内 容：第一章 单片微型计算机概述单片机的发展与应用 MCS-51系列单片机简介第二章 MCS-51系列单片机结构MCS-51单片机基本结构 CPU 时序简介 存储器空间结构 片内RAM与SFR时钟电路与复位电路 并行I/O口与总线扩展第三章 MCS-51单片机指令系统指令系统简介数据传送指令 数据处理指令 位处理指令 程序控制指令汇编语言程序设计方法 程序调试的常用方法第四章 SCB-I 单片单板机SCB-I 单片单板机结构简介 监控系统简介SCB-I 单片单板机的基本操作 第五章 单片机常用接口电路的软、硬件设计LED显示接口电路与应用编程键盘接口电路与应用编程计数器/定时器工作原理及其应用编程MCS-51中断系统及其应用编程8255扩展并行接口及其应用编程串行通信接口及其应用编程A/D与D/A转换接口及其应用编程*第六章 单片机应用系统设计举例第七章 单片机开发工具简介* 加“*”为选讲内容教学要求：1、 了解单片机的一般性概念及单片机技术的发展。2、 掌握51系列单片机的基本结构与工作原理。3、 掌握51系列单片机的指令系统与程序设计的基本方法。4、 以单片单板机为样板，掌握51系列单片机的系统扩展设计。5、 通过实验，掌握单片机常用接口电路的软硬件设计及其应用。6、 以上为本课程的基本要求。作为提高要求，对有能力、有兴趣的学生，若能较快地完成基本实验，可在规定课时内安排有一定难度的综合性实验，以提高其应用设计的能力。 课时安排和考核方式：1、 讲课40学时，实验20学时，课内外学时比 1:2 ；（实验从第七周开始，7个基本实验，选做1个综合实验）2、 考核方式平时考查 20实验考核 40（含实验过程、实验验收与实验报告）期末笔试 40参考书：《MCS-51单片机应用设计》 张毅刚 等编 哈尔滨工业大学出版社《MCS-51系列单片机原理及应用》 孙涵芳 徐爱卿 编著 北京航空航天大学出版社《单片微机与测控技术》 赵秀菊 等编 东南大学出版社《单片微型机原理、应用与实验》 张友德 等编 复旦大学出版社 《单片机实验》 肖璋 雷兆宜 编 暨南大学讲义
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在D/A转换电路中,针对双极性电压基准输出要求,使用运算放大器MCP606和MCP1525产生±2.5 V高精度电压基准,在打标软件中将图形打标和字符打标分开,能精确体现字号大小及字体变化的效果。给出了硬件电路设计方案及控制系统软件的实现方法。
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了解各种D触发器
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