單片機原理與應用技術 單片機到底是什么呢？就是一個電腦，只不過是微型的，麻雀雖小，五臟俱全：它內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現在用的全自動滾筒洗衣機，排煙罩VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區別。 單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。 目前最常用的單片機為MCS-51，是由美國INTEL公司（生產CPU的英特爾）生產的，89C51是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國ATMEL公司開發生產的，其內核兼容MCS-51單片機。 單片機的應用領域 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇： 1.在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。 2.在工業控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用 可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。 4.在計算機網絡和通信領域中的應用 現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 5.單片機在醫用設備領域中的應用 單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途
上傳時間： 2013-11-14
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本書共六章，入門到深入精通的學習單片機。單片機一詞的來歷不明，在我看來是單片微控制器縮寫的解釋可能性最大。在日常生活中我們常聽到微電腦控制這樣的說法，這里的微電腦控制就是單片機控制。現在用單片機進行控制的電子產品已經深入到我們日常生活的各個角落，手機、電視、冰箱、汽車、飛機等等無一不用單片機進行控制，幾乎只要有電的地方就有它的存在。
上傳時間： 2013-11-09
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PIC單片機的C語言編程教材 用C 語言來開發單片機系統軟件最大的好處是編寫代碼效率高、軟件調試直觀、維護升級方便、代碼的重復利用率高、便于跨平臺的代碼移植等等，因此C 語言編程在單片系統設計中已得到越來越廣泛的運用。針對PIC 單片機的軟件開發，同樣可以用C 語言實現。
上傳時間： 2013-11-11
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智能直流高頻開關電源系統微機監控模塊的研制:摘要：智能直流高頻開關電源系統以其高精度、低紋波、高效率等特性而正在逐步取代傳統的可控硅整流裝置。文章介紹了智能直流高頻開關電源系統的特點及功能。給出一種雙微機監控直流系統的構成方法以及微機監控模塊的工作原理。關鍵詞：單片機； 監控； 直流電源； 蓄電池2 高性能、高可靠性和高效率的直流電源系統在電力、電信、石化以及冶金等諸多領域中都有著相當廣泛的應用。隨著高頻開關電源技術、應用電子技術和計算機技術的高速發展，直流高頻開關電源系統依靠它的高精度、低紋波、高效率及功率因數等優越性能，正在逐步取代傳統的可控硅整流裝置。隨著閥控式蓄電池（免維護蓄電池）越來越多地應用于直流電源系統，以及對直流系統的苛刻要求，高頻開關電源的應用也日益廣泛。同時，高頻開關電源系統的高速響應性能、輸出短路電流限制及穩壓和穩流等優點也使閥控式蓄電池的使用壽命大大增加。此外，由于智能直流高頻開關電源系統可以完全處于微機的智能化控制之下而不需要人為干預便可完成對整個系統的測量和控制。因此，采用智能高頻開關電源可以最大限度地提高系統的性能。下面介紹智能直流高頻開關電源系統及其微機監控模塊的工作原理。
上傳時間： 2014-12-28
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介紹了P89C51RA 單片機的性能和特點，設計了智能廣播系統控制器。詳細分析了該型號單片機ISP 功能，實現了智能廣播系統控制器的在系統升級。通過串口通信對PC 主機命令進行接收并解析，實現對廣播設備和廣播分區的控制。系統成功地進行了系統調試，經長期運行表明，該系統結構簡潔，運行穩定可靠，性價比高。關鍵詞：控制器；智能廣播系統；P89C51RA；ISP；串口通信隨著計算機技術和多媒體技術的發展，計算機越來越多地應用到社會各個領域。智能廣播系統是計算機技術和多媒體技術在廣播系統中的綜合應用，是在原有廣播系統的基礎上增加計算機系統和控制器實現廣播系統的智能化升級。智能廣播系統具有以下功能：程序化自動廣播；廣播分區預設；無人職守全自動運行；支持多種廣播模式。智能廣播系統一方面可以大大減輕廣播節目制作和播放人員的工作量，另一方面還為廣播節目的制作提供了豐富的素材和節目來源。智能廣播系統將廣泛地應用于大、中、小各類學校和部分企、事業單位。智能廣播系統主要由計算機軟件系統、計算機硬件系統、控制器和原有廣播體系構成。控制器在整個系統中起著連接計算機系統和原有廣播體系的橋梁作用，實現對計算機發出的各種控制指令的解釋和執行，因此，智能廣播系統控制器的性能在一定程度上決定著整個系統安全、可靠和穩定地運行。本文研究開發了一種基于P89C51RA 的智能廣播系統控制器來實現整個系統的安全可靠運行。
上傳時間： 2014-01-07
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單片機音樂中音調和節拍的確定方法:調號-音樂上指用以確定樂曲主音高度的符號。很明顯一個八度就有12個半音。A、B、C、D、E、F、G。經過聲學家的研究，全世界都用這些字母來表示固定的音高。比如，A這個音，標準的音高為每秒鐘振動440周。 升C調：1＝#C，也就是降D調：1＝BD；277（頻率）升D調：1＝#D，也就是降E調：1＝BE；311升F調：1＝#F，也就是降G調：1＝BG；369升G調：1＝#G，也就是降A調：1＝BA；415升A調：1＝#A，也就是降B調：1＝BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所謂1＝A，就是說，這首歌曲的“導”要唱得同A一樣高，人們也把這首歌曲叫做A調歌曲，或叫“唱A調”。1＝C，就是說，這首歌曲的“導”要唱得同C一樣高，或者說“這歌曲唱C調”。同樣是“導”，不同的調唱起來的高低是不一樣的。各調的對應的標準頻率為： 單片機演奏音樂時音調和節拍的確定方法 經常看到一些剛學單片機的朋友對單片機演奏音樂比較有興趣，本人也曾是這樣。在此，本人將就這方面的知識做一些簡介，但愿能對單片機演奏音樂比較有興趣而又不知其解的朋友能有所啟迪。 一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應幅度的諧波頻率，也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調”和“節拍”。音調表示一個音符唱多高的頻率，節拍表示一個音符唱多長的時間。 在音樂中所謂“音調”，其實就是我們常說的“音高”。在音樂中常把中央C上方的A音定為標準音高，其頻率f=440Hz。當兩個聲音信號的頻率相差一倍時，也即f2=2f1時，則稱f2比f1高一個倍頻程, 在音樂中1（do）與 ，2（來）與 ……正好相差一個倍頻程，在音樂學中稱它相差一個八度音。在一個八度音內，有12個半音。以1—i八音區為例， 12個半音是：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。這12個音階的分度基本上是以對數關系來劃分的。如果我們只要知道了這十二個音符的音高，也就是其基本音調的頻率，我們就可根據倍頻程的關系得到其他音符基本音調的頻率。 知道了一個音符的頻率后，怎樣讓單片機發出相應頻率的聲音呢？一般說來，常采用的方法就是通過單片機的定時器定時中斷，將單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反，或者說來回清零，置位，從而讓蜂鳴器發出聲音，為了讓單片機發出不同頻率的聲音，我們只需將定時器予置不同的定時值就可實現。那么怎樣確定一個頻率所對應的定時器的定時值呢？以標準音高A為例： A的頻率f = 440 Hz,其對應的周期為：T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上圖可知,單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反的時間應為：t = T/2 = 2272/2 = 1136μs這個時間t也就是單片機上定時器應有的中斷觸發時間。一般情況下，單片機奏樂時，其定時器為工作方式1，它以振蕩器的十二分頻信號為計數脈沖。設振蕩器頻率為f0，則定時器的予置初值由下式來確定： t = 12 *（TALL – THL）/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL為定時器待確定的計數初值。因此定時器的高低計數器的初值為： TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 將t=1136μs代入上面兩式（注意：計算時應將時間和頻率的單位換算一致），即可求出標準音高A在單片機晶振頻率f0=12Mhz，定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值為 ： TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根據上面的求解方法，我們就可求出其他音調相應的計數器的予置初值。 音符的節拍我們可以舉例來說明。在一張樂譜中，我們經常會看到這樣的表達式，如1=C 、1=G …… 等等，這里1=C,1=G表示樂譜的曲調，和我們前面所談的音調有很大的關聯， 、 就是用來表示節拍的。以 為例加以說明，它表示樂譜中以四分音符為節拍，每一小結有三拍。比如： 其中1 、2 為一拍，3、4、5為一拍，6為一拍共三拍。1 、2的時長為四分音符的一半，即為八分音符長，3、4的時長為八分音符的一半，即為十六分音符長，5的時長為四分音符的一半，即為八分音符長，6的時長為四分音符長。那么一拍到底該唱多長呢？一般說來，如果樂曲沒有特殊說明，一拍的時長大約為400—500ms 。我們以一拍的時長為400ms為例，則當以四分音符為節拍時，四分音符的時長就為400ms，八分音符的時長就為200ms，十六分音符的時長就為100ms。可見，在單片機上控制一個音符唱多長可采用循環延時的方法來實現。首先，我們確定一個基本時長的延時程序，比如說以十六分音符的時長為基本延時時間，那么，對于一個音符，如果它為十六分音符，則只需調用一次延時程序，如果它為八分音符，則只需調用二次延時程序，如果它為四分音符，則只需調用四次延時程序，依次類推。通過上面關于一個音符音調和節拍的確定方法，我們就可以在單片機上實現演奏音樂了。具體的實現方法為：將樂譜中的每個音符的音調及節拍變換成相應的音調參數和節拍參數，將他們做成數據表格，存放在存儲器中，通過程序取出一個音符的相關參數，播放該音符，該音符唱完后，接著取出下一個音符的相關參數……，如此直到播放完畢最后一個音符，根據需要也可循環不停地播放整個樂曲。另外，對于樂曲中的休止符，一般將其音調參數設為FFH，FFH，其節拍參數與其他音符的節拍參數確定方法一致，樂曲結束用節拍參數為00H來表示。下面給出部分音符（三個八度音）的頻率以及以單片機晶振頻率f0=12Mhz，定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值 ： C調音符 頻率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調音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7頻率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調音符 頻率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
上傳時間： 2013-10-20
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TEA1504開關電源低功耗控制芯片的應用:介紹了Philips 公司開發的Green Chip TM 綠色芯片TEA1504 的內部結構及工作原理，該控制芯片集成了開關電源的PWM 控制、高低頻模式轉換、柵極驅動和保護等功能，同時上有瞬態響應快，啟動電流過沖小，待機功耗低等特點。關鍵詞：開關電源 TEA1504 脈寬調制低功耗1 前言開關電源以其供電效率高，穩壓范圍大，體積小被越來越多的電子電器設備所采用，在大屏幕電視機、監視器、計算機等電器的待機或備用（stand-by）狀態會繼續耗電，為此，Philips 公司采用BiCOMS 工藝開發出了被之為Green Chip TM(綠色芯片)的高壓開關電源控制芯片。該類集成芯片（IC）的穩壓范圍為90～276V(AC)，能將開關電源待機功耗降至2W 以下，其本身的待機損耗小于100mW，并具有快速和高效的片內啟動電流源；在負載功率較低時，它還能自動轉換到低頻工作模式，從而降低了開關電源的損耗。高水平的集成技術使IC 的外圍元件大大減少，以實現開關電源的小型化、高效率和高可靠性。本文介紹的TEA1504 是Green Chip TM 系列IC 中的重要成員之一。
上傳時間： 2013-12-27
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用C 語言來開發單片機系統軟件最大的好處是編寫代碼效率高、軟件調試直觀、維護升級方便、代碼的重復利用率高、便于跨平臺的代碼移植等等，因此C 語言編程在單片機系統設計中已得到越來越廣泛的運用。針對PIC 單片機的軟件開發，同樣可以用C 語言實現。但在單片機上用C 語言寫程序和在PC 機上寫程序絕對不能簡單等同。現在的PC 機資源十分豐富，運算能力強大，因此程序員在寫PC 機的應用程序時幾乎不用關心編譯后的可執行代碼在運行過程中需要占用多少系統資源，也基本不用擔心運行效率有多高。寫單片機的C 程序最關鍵的一點是單片機內的資源非常有限，控制的實時性要求又很高，因此，如果沒有對單片機體系結構和硬件資源作詳盡的了解，以筆者的愚見認為是無法寫出高質量實用的C 語言程序。這就是為什么前面所有章節中的的示范代碼全部用基礎的匯編指令實現的原因，希望籍此能使讀者對PIC 單片機的指令體系和硬件資源有深入了解，在這基礎之上再來討論C 語言編程，就有水到渠成的感覺。本書圍繞中檔系列PIC 單片機來展開討論，Microchip 公司自己沒有針對中低檔系列PIC單片機的C 語言編譯器，但很多專業的第三方公司有眾多支持PIC 單片機的C 語言編譯器提供，常見的有Hitech、CCS、IAR、Bytecraft 等公司。其中筆者最常用的是Hitech 公司的PICC編譯器，它穩定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用PIC 單片機進行系統設計和開發的工程師群體中得到廣泛認可。其正式完全版軟件需要購置，但在其網站上有限時的試用版供用戶評估。另外，Hitech 公司針對廣大PIC 的業余愛好者和初學者還提供了完全免費的學習版PICC-Lite 編譯器套件，它的使用方式和完全版相同，只是支持的PIC 單片機型號限制在PIC16F84、PIC16F877 和PIC16F628 等幾款。這幾款Flash 型的單片機因其所具備的豐富的片上資源而最適用于單片機學習入門，因此筆者建議感興趣的讀者可從PICC-Lite 入手掌握PIC 單片機的C 語言編程。
上傳時間： 2013-11-17
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模塊化LED大屏幕顯示器的設計:LED大屏幕顯示器由于其醒目! 內容靈活多變等特點" 已經越來越多地應用于廣告! 信息發布! 交通指示等公共場所" 取得了良好效果LED顯示屏主要分為數碼顯示和點陣顯示兩大類" 本文只討論點陣顯示$ 目前的627 顯示屏基本上都是先由用戶提出要求" 生產廠家根據需要訂做$ 每次都要重復設計電路和機械結構" 造成資源浪費" 而且若用戶的需求改變" 改動將十分困難$實際上不論顯示屏的大小" 其原理都是相同的"因此完全可以設計出一種標準化% 模塊化的LED 顯示屏" 針對不同的需要" 只需要簡單組合相應的模塊即可$ 本文介紹的就是一種模塊化的LED 顯示屏" 可以根據需要靈活改變大小" 并可以脫離計算機獨立運行" 還可以實現如閃爍! 滾動顯示等特效$ 對整體式顯示屏刷新率不足發生閃爍的常見問題" 在這個設計中由于被分割成小模塊" 不再成為問題$
上傳時間： 2013-10-09
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作為嵌入式系統主控單元——單片機，其軟件往往是一個微觀的實時操作系統，且大部分是為某種應用而專門設計的。系統程序有實時過程控制或實時信息處理的能力，要求能夠及時響應隨機發生的外部事件并對該事件做出快速處理。而分時操作系統卻是把CPU的時間劃分成長短基本相同的時間區間，即“時間片”，通過操作系統的管理，把這些時間片依次輪流地分配給各個用戶使用。如果某個作業在時間片結束之前，整個任務還沒有完成，那么該作業就被暫停下來，放棄CPU，等待下一輪循環再繼續做。此時CPU又分配給另一個作業去使用。由于計算機的處理速度很快，只要時間片的間隔取得適當，那么一個用戶作業從用完分配給它的一個時間片到獲得下一個CPU時間片，中間有所“停頓”；但用戶察覺不出來，好像整個系統全由它“獨占”似的。分時操作系統主要具有以下3個特點：① 多路性。用戶通過各自的終端，可以同時使用一個系統。② 及時性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時間內得到響應和處理。③ 獨占性。在分時系統中，雖然允許多個用戶同時使用一個CPU，但用戶之間操作獨立，互不干涉。分時操作系統主要是針對小型機以上的計算機提出的。一般而言，微處理器（MPU）驅動的通用計算機，系統設計人員對每一臺的最終具體應用都是不得而知的，因此，在價格允許的情況下，硬件設計務求CPU時鐘盡可能的快；計算及管理能力盡可能的強；程序和數據存儲器的容量盡可能的大；各種計算機外設的配接盡可能的詳盡等等，特別是采用分時操作系統的機器，因為是一機多用戶的管理系統，它的要求就更高了。相對而言，微控制器（MCU）俗稱單片機，是一個單片集成系統，它將這些或那些計算機所需的外設，諸如程序和數據存儲器、端口以及有關的子系統集成到一片芯片上。從硬件上，單片機系統與采用分時操作系統的計算機系統是無法比擬的。但是，在單片機系統的設計中，設計人員對其最終具體應用是一清二楚的，它的使用環境相對是單一固定的。所控制的過程的可預見性為分時系統思想的實現提供了可能性。具體一點就是：雖然單片機的CPU速度較低，但其任務是可預見的，這樣作業調度將變得簡單而無須占用很多的CPU時間，同時“時間片”的設計是具體而有針對性的，因此可變得很有效。一、單片機分時系統的設計單片機系統往往是一個嵌入式的控制系統，因此目前絕大部分的單片機系統還是一實時系統。能夠真正體現分時系統的設計思想的往往是那些多路重復檢測控制系統。即便是在這些多路重復檢測控制系統中，它的實時性也是非常重要的。也就是說，在單片機系統中應用了分時系統設計思想，但其及時性應首先進行考慮。
上傳時間： 2013-12-23
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