文章提出了一種精簡指令集8 位單片機中, 算術邏輯單元的工作原理。在此基礎上, 對比傳統PIC 方案、以及在ALU 內部再次采用流水線作業的332 方案、44 方案, 并用Synopsys 綜合工具實現了它們。綜合及仿真結果表明, 根據該單片機系統要求, 44 方案速度最高, 比332 方案可提高43.9%, 而面積僅比最小的332 方案增加1.6%。在分析性能差異的根本原因之后, 闡明了該方案的優越性。關鍵詞: 單片機, 精簡指令集, 算術邏輯單元, 流水線 Abstract: Work principle for ALU in an 8_bit RISC Singlechip microcomputer is described. The traditional PIC scheme, 332 Pipeline scheme and 44 Pipeline scheme are compared on the base of the principle, which are implemented using Synopsys design tools. Results from synthesis and simulation shows that 44 scheme operates the fast, which is 43.9% faster and only 1.6% larger than 332 scheme. The essential reason why the performance is so different is analyzed.Then the advantage of 44 scheme is clarified.Key words: Singlechip, Microcomputer, RISC, ALU, Pipeline
上傳時間： 2013-10-18
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本文列舉了單片機在熱處理爐中的一個實際應用，并對設計的WDY-1 溫控儀的組成及主要電路的作用進行了詳細的介紹。關鍵詞：單片機；控制；溫度。單片微型計算機是隨著超大規模集成電路技術的發展而誕生的，由于它具有體積小、功能強、性價比高等特點，所以廣泛應用于電子儀表、家用電器、節能裝置、軍事裝置、機器人、工業控制等諸多領域，使產品小型化、智能化，既提高了產品的功能和質量，又降低了成本，簡化了設計。本文主要介紹單片機在溫度控制中的應用。東風汽車公司變速箱廠熱工科無罐爐，主要用于變速箱齒輪、軸類零件的滲碳熱處理工序。原來用XWB 型自動平衡記錄儀控制溫度，二位式控溫方式，使得具有大慣量性的無罐爐溫度波動大，誤差達±10℃左右。并且儀表使用環境教惡劣，油煙、灰塵常使儀表的機械傳動部分卡死，不但維修工作量大，而且產品質量不易保證。隨著國民經濟的發展，汽車工業不斷壯大，產品市場競爭激烈，優勝劣汰。由此，我們經過認真的調研和設計，尋求了一種更好的控溫方法，亦即本文介紹的WDY-1 溫控儀取代XWB 型自動平衡記錄儀。
上傳時間： 2013-10-13
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該文介紹89C51 單片機在直流電機轉速控制系統中的應用、實現方法、硬件結構等。本系統采用霍爾元器件測量電動機的轉速，用89C51 單片機對直流電機的轉速進行控制，用DAC0832 芯片實現輸出模擬電壓值來控制直流電動機的轉速。直流電動機具有良好的起動、制動性能，宜于在大范圍內平滑調速，在許多需要調速或快速正反向的電力拖動領域中得到了廣泛的應用。從控制的角度來看，直流調速還是交流拖動系統的基礎[4]。早期直流電動機的控制均以模擬電路為基礎，采用運算放大器、非線性集成電路以及少量的數字電路組成，控制系統的硬件部分非常復雜，功能單一，而且系統非常不靈活、調試困難，阻礙了直流電動機控制技術的發展和應用范圍的推廣。隨著單片機技術的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術來完成，為直流電動機的控制提供了更大的靈活性，并使系統能達到更高的性能。采用單片機構成控制系統，可以節約人力資源和降低系統成本，從而有效的提高工作效率[1]。
上傳時間： 2013-12-29
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在現代電子設計中EMI是一個主要的問題。為抗干擾，設計者要么除掉干擾源，要么保護受影響的電路，最終的目的都是為了達到電磁兼容的目的。僅僅達到電磁兼容也許還不夠。 雖然電路工作在板級， 但它有可能對系統的其他部件輻射噪音、干擾，從而引起系統級的問題。 此外，系統級或者設備級的EMC不得不滿足某些輻射標準，以便不影響其他設備。
上傳時間： 2013-11-04
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基于中穎SH79F164單片機的電子血壓計應用:電子血壓計因具有無創性、操作簡單、攜帶方面等優點，目前得到廣泛的應用和推廣。無創檢測血壓的方法很多，如柯氏音法，測振法，超聲法、雙袖帶法、恒定袖帶法、逐拍跟蹤法、張力定測法和恒定容積法等。其中測振法就是我們常說的示波法，由于具有較好的抗干擾能力，能比較可靠地判斷血壓、實現血壓的自動檢測而成為無創血壓的主流。目前國內外大多數電子血壓計都采用示波法。示波法的原理同柯氏音法，也需要充氣袖套來阻斷動脈流，但在放氣過程中不是檢測柯氏音，而是檢測氣袖內氣體的振蕩波（測振法由此得名），這些振蕩波是袖帶與動脈耦合的結果，源于心血管周期內血管壁由于收縮舒張引起的壓力脈動。理論計算和實踐均證明此振蕩波的幅度有一定的規律，與動脈收縮壓、平均壓以及舒張壓有一定的函數關系。針對示波法，本文將詳細介紹基于中穎電子SH79F164 單片機的血壓計系統方案與軟硬件實現。 在硬件電路設計方面，筆者參考了大量的資料，最終選定SH79F164 單片機作為主控IC。其理由是SH79F164 內建資源豐富，既能節省大量外圍器件，又方便系統調試。SH79F164 內建資源主要有：可編程儀表放大器(PGA)、帶通濾波器、固定增益放大器、恒流源放大器、10 位A/D 轉換器、時基定時器(RTC)。硬件部分構成：壓力傳感器、SH79F164 單片機、LCD、袖套、充氣泵、放氣閥、按鍵等(見圖3)。
上傳時間： 2013-10-23
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PC機之間串口通信的實現一、實驗目的 １．熟悉微機接口實驗裝置的結構和使用方法。 ２．掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 ３．學會串行通信程序的編制方法。 二、實驗內容與要求 １．基本要求主機接收開關量輸入的數據（二進制或十六進制），從鍵盤上按“傳輸”鍵（可自行定義），就將該數據通過8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數據。具體操作說明如下：（１）出現提示信息“start with R in the board!”，通過調整乒乓開關的狀態，設置8位數據；（２）在小鍵盤上按“R”鍵，系統將此時乒乓開關的狀態讀入計算機I中，并顯示出來，同時顯示經串行通訊后，計算機II接收到的數據；（３）完成后，系統提示“do you want to send another data? Y/N”，根據用戶需要，在鍵盤按下“Y”鍵，則重復步驟（1），進行另一數據的通訊；在鍵盤按除“Y”鍵外的任意鍵，將退出本程序。２．提高要求 能夠進行出錯處理，例如采用奇偶校驗，出錯重傳或者采用接收方回傳和發送方確認來保證發送和接收正確。 三、設計報告要求 １．設計目的和內容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，必須要有“接收移位寄存器”（串→并）和“發送移位寄存器”（并→串）。能夠完成上述“串←→并”轉換功能的電路，通常稱為“通用異步收發器”（UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 8250/8251。8251A異步工作方式：如果8251A編程為異步方式，在需要發送字符時，必須首先設置TXEN和CTS#為有效狀態，TXEN(Transmitter Enable)是允許發送信號，是命令寄存器中的一位；CTS#(Clear To Send)是由外設發來的對CPU請求發送信號的響應信號。然后就開始發送過程。在發送時，每當CPU送往發送緩沖器一個字符，發送器自動為這個字符加上1個起始位，并且按照編程要求加上奇／偶校驗位以及1個、1.5個或者2個停止位。串行數據以起始位開始，接著是最低有效數據位，最高有效位的后面是奇／偶校驗位，然后是停止位。按位發送的數據是以發送時鐘TXC的下降沿同步的，也就是說這些數據總是在發送時鐘TXC的下降沿從8251A發出。數據傳輸的波特率取決于編程時指定的波特率因子，為發送器時鐘頻率的1、1/16或1/64。當波特率指定為16時，數據傳輸的波特率就是發送器時鐘頻率的1/16。CPU通過數據總線將數據送到8251A的數據輸出緩沖寄存器以后，再傳輸到發送緩沖器，經移位寄存器移位，將并行數據變為串行數據，從TxD端送往外部設備。在8251A接收字符時，命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過檢測RxD引腳上的低電平來準備接收字符，在沒有字符傳送時RxD端為高電平。8251A不斷地檢測RxD引腳，從RxD端上檢測到低電平以后，便認為是串行數據的起始位，并且啟動接收控制電路中的一個計數器來進行計數，計數器的頻率等于接收器時鐘頻率。計數器是作為接收器采樣定時，當計數到相當于半個數位的傳輸時間時再次對RxD端進行采樣，如果仍為低電平，則確認該數位是一個有效的起始位。若傳輸一個字符需要16個時鐘，那么就是要在計數8個時鐘后采樣到低電平。之后，8251A每隔一個數位的傳輸時間對RxD端采樣一次，依次確定串行數據位的值。串行數據位順序進入接收移位寄存器，通過校驗并除去停止位，變成并行數據以后通過內部數據總線送入接收緩沖器，此時發出有效狀態的RxRDY信號通知CPU，通知CPU8251A已經收到一個有效的數據。一個字符對應的數據可以是5～8位。如果一個字符對應的數據不到8位，8251A會在移位轉換成并行數據的時候，自動把他們的高位補成0。 五、系統總體設計方案根據系統設計的要求，對系統設計的總體方案進行論證分析如下：1．獲取8位開關量可使用實驗臺上的8255A可編程并行接口芯片，因為只要獲取8位數據量，只需使用基本輸入和8位數據線，所以將8255A工作在方式0，PA0-PA7接實驗臺上的8位開關量。2．當使用串口進行數據傳送時，雖然同步通信速度遠遠高于異步通信，可達500kbit/s，但由于其需要有一個時鐘來實現發送端和接收端之間的同步，硬件電路復雜，通常計算機之間的通信只采用異步通信。3．由于8251A本身沒有時鐘，需要外部提供，所以本設計中使用實驗臺上的8253芯片的計數器2來實現。4：顯示和鍵盤輸入均使用DOS功能調用來實現。設計思路框圖，如下圖所示： 六、硬件設計硬件電路主要分為8位開關量數據獲取電路，串行通信數據發送電路，串行通信數據接收電路三個部分。1．8位開關量數據獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開關的數據。此次設計在獲取8位開關數據量時采用8255令其工作在方式0，A口輸入8位數據，CS#接實驗臺上CS1口，對應端口為280H-283H，PA0-PA7接8個開關。2．串行通信電路串行通信電路本設計中8253主要為8251充當頻率發生器，接線如下圖所示。
上傳時間： 2013-12-19
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基于單片機的紅外門進控制系統設計與制作:我們所做的創新實驗項目“基于單片機的紅外門控系統”已基本完成，現將其工作原理簡要說明。該系統主要分為兩大部分：一是紅外傳感器部分。二是單片機計數顯示控制部分?；倦娐穲D如下:其中紅外傳感器部分我們采用紅外對管實現，紅外對管平行放置，平常處于接收狀態，經比較器輸出低電平，當有人經過時，紅外線被擋住，接收管接收不到紅外線，經比較器輸出高電平。這樣，當有人經過時便會產生一個電平的跳變。單片機控制部分主要是通過外部兩個中斷判斷是否有人經過，如果有人經過，由于電平跳變的產生，進入中斷服務程序，這里我們采用了兩對紅外傳感器接到兩個外部中斷口，中斷0作為入口，實現加1操作，中斷1作為出口，實現減1操作。另外，我們通過P0口控制室內燈的亮暗，當寄存器計數值為0時，熄燈，不為0時，燈亮。顯示部分，采用兩位數碼管動態顯示，如有必要，可以很方便的擴展為四位計數。精益求精！在實驗過程中，我們走了非常多的彎路,做出來的東西根本不是自己想要的,我們本想做成室內只有一個門的進出計數，原理已清楚，即在門的兩邊放置兩對紅外對管，進出時，擋住兩對對管的順序不同，因此，可判斷是進入還是出去，從而實現加減計數，編程時，可分別在兩個中斷服務程序的入口置標志位，根據標志位判斷進出，詳細內容在程序部分。理論如此，但在實際過程中，還是發現實現不了上述功能，我們初步判定認為是程序掌握得不夠好,相信隨著自己對單片機了解的深入,應該會做出更好的 (因為我們是臨時學的單片機),程序的具體內容如下： $MOD52 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP 0100H ORG 0013H LJMP 0150H ORG 0050HMAIN: CLR A MOV 30H , A ;初始化緩存區 MOV 31H , A MOV 32H , A MOV 33H , A MOV R6 , A MOV R7 , A SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 SETB PX1NEXT1: ACALL HEXTOBCDD ;調用數制轉換子程序 ACALL DISPLAY ;調用顯示子程序 LJMP NEXT1 ORG 0100H ;中斷0服務程序 LCALL DELY mov 70h,#2 djnz 70h,next JBC F0,NEXT SETB F0 CLR P0.0 LCALL DELY0 SETB P0.0 MOV A , R7 ADD A , #1 MOV R7, A MOV A , R6 ADDC A , #0 MOV R6 , A CJNE R6 , #07H , NEXT CLR A MOV R6 , A MOV R7 , ANEXT: RETI ORG 0150H ;中斷1服務程序 LCALL DELY mov 70h,#2 djnz 70h,next2 JBC F0,NEXT2 SETB F0 CLR P0.0 LCALL DELY0 SETB P0.0 CLR C MOV A , R7 SUBB A , #1 MOV R7, A MOV A , R6 SUBB A , #0 MOV R6 , A CJNE R6 , #07H , NEXT2 CLR A MOV R6 , A MOV R7 , ANEXT2: RETI ORG 0200HHEXTOBCDD:MOV A , R6 ;由十六進制轉化為十進制 PUSH ACC MOV A , R7 PUSH ACC MOV A , R2 PUSH ACC CLR A MOV R3 , A MOV R4 , A MOV R5 , A MOV R2 , #10HHB3: MOV A , R7 ;將十六進制中最高位移入進位位中 RLC A MOV R7 , A MOV A , R6 RLC A MOV R6 , A MOV A , R5 ;每位數加上本身相當于將這個數乘以2 ADDC A , R5 DA A MOV R5 , A MOV A , R4 ADDC A , R4 DA A ;十進制調整 MOV R4 , A MOV A , R3 ADDC A , R3 DJNZ R2 , HB3 POP ACC MOV R2 , A POP ACC MOV R7 , A POP ACC MOV R6 , A RET ORG 0250HDISPLAY: MOV R0 , #30H MOV A , R5 ANL A , #0FH MOV @R0 , A MOV A , R5 SWAP A ANL A , #0FH INC R0 MOV @R0 , A MOV A , R4 ANL A , #0FH INC R0 MOV @R0 , A MOV A , R4 SWAP A ANL A , #0FH INC R0 MOV @R0 , A MOV R0 , #30H MOV R2 , #11111110BAGAIN: MOV A , R2 MOV P2 , A MOV A , @R0 MOV DPTR , #TAB MOVC A , @A+DPTR MOV P1 , A ACALL DELAY INC R0 MOV A , R2 RL A MOV R2 , A JB ACC.4 , AGAIN RETTAB: DB 03FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H , 7FH , 6FH ;七段碼表DELY: MOV R1,#80D1: MOV R2,#100 DJNZ R2,$ DJNZ R1,D1 RET DELAY: MOV TMOD , #01H ;延時子程序 MOV TL0 , #0FEH MOV TH0 , #0FEH SETB TR0WAIT: JNB TF0 , WAIT CLR TF0 CLR TR0 RETDELY0: MOV R1, #200D3: MOV R2,#250 DJNZ R2,$ DJNZ R1,D3 RET END 該系統實際應用廣泛?？捎迷谏a線上產品數量統計、公交車智能計數問候（需添加語音芯片）、超市內人數統計等公共場合。另外，添加串口通信部分便可實現與PC數據交換的功能。 由于，實驗簡化了，剩下不少零件和資金，所以我們又做了兩項其他的實驗。
上傳時間： 2013-12-22
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匯編語言在數據處理中應用(自學)1、數值轉換中應用 數據輸入/輸出時的轉換2、串操作中應用 串移動、串搜索、串比較、 串插入、串刪除3、代碼轉換中應用 ASCII碼 BCD碼 二進數 BCD碼 4、算術運算 在這一部分，我們將匯編語言在數據處理中的應用集中起來給大家，其中有些程序在11章中已經介紹過。
上傳時間： 2013-10-23
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為了提高測量的可靠性，對測量系統進行抗干擾設計是必不可少的。將硬件抗干擾技術和軟件抗干擾技術結合起來應用于基于微機的精密電感測微系統中。提出了通過從電路合理的布局布線和元器件的篩選以及軟件的數字濾波和零點處理等措施來達到抗干擾的目的。最后通過實驗表明了采用這些措施之后，測量儀器的可靠性和穩定性得到了很大的提高。關健詞:硬件抗干擾軟件杭干擾電感測微儀
上傳時間： 2013-10-08
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在單片機應用開發中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著 工程師。為幫助工程師解決單片機設計上的難題，《電子工程專輯》網站特邀Holtek香 港分公司工程部處長鄧宏杰先生擔任《單片機應用編程技巧》專題討論的嘉賓，與廣大 設計工程師交流單片機設計開發經驗?，F根據論壇中的討論歸納出單片機開發中應掌握 的幾個基本技巧。一、 如何提高C語言編程代碼的效率鄧宏杰指出，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。他強調:“ 如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的 時候，使用編譯效率最高的語句。” 他指出，各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。他說：“對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很 多，反而導致執行效率低于匯編語言?！?二、 如何減少程序中的bug？ 對于如何減少程序的bug，鄧宏杰給出了一些建議，他指出系統運行中應考慮的超范圍管理參數有： 1．物理參數。這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參 數和處理結束的結果參數。合理設定這些邊界，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或 非正?；貞M行出錯處理。 2．資源參數。這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、 存儲單元長度、堆疊深度。在程式設計中，對資源參數不允許超范圍使用。 3．應用參數。這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦 寫次數與資料存儲時間等應用參數界限。 4．過程參數。指系統運行中的有序變化的參數。
上傳時間： 2013-10-21
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