關鍵詞 PCA9698、寄存器、編程摘要 以 LPC2000 系列的ARM 為例，講述PCA9698 芯片的應用解決方案
上傳時間： 2013-11-11
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關鍵詞 I/O 口擴展芯片、I2C、SMBus摘要CAT9554A 是一款將I2C/SMBus 接口擴展成8 位并行輸入/輸出I/O 口的器件
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本文依據集成電路設計方法學，探討了一種基于標準Intel 8086 微處理器的單芯片計算機平臺的架構。研究了其與SDRAM，8255 并行接口等外圍IP 的集成，并在對AMBA協議和8086 CPU分析的基礎上，采用遵從AMBA傳輸協議的系統總線代替傳統的8086 CPU三總線結構，搭建了基于8086 IP 軟核的單芯片計算機系統，并實現了FPGA 功能演示。關鍵詞：微處理器； SoC；單芯片計算機；AMBA 協議 Design of 8086 CPU Based Computer-on-a-chip System（School of Electrical Engineering and Automation, Heifei University of Technology, Hefei, 230009,China）Abstract: According to the IC design methodology, this paper discusses the design of one kind of Computer-on-a-chip system architecture, which is based on the standard Intel8086 microprocessor,investigates how to integrate the 8086 CPU and peripheral IP such as, SDRAM controller, 8255 PPI etc. Based on the analysis of the standard Intel8086 microprocessor and AMBA Specification,the Computer-on-a-chip system based on 8086 CPU which uses AMBA bus instead of traditional three-bus structure of 8086 CPU is constructed, and the FPGA hardware emulation is fulfilled.Key words: Microprocessor; SoC; Computer-on-a-chip; AMBA Specification
上傳時間： 2013-12-27
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MSP430系列flash型超低功耗16位單片機MSP430系列單片機在超低功耗和功能集成等方面有明顯的特點。該系列單片機自問世以來，頗受用戶關注。在2000年該系列單片機又出現了幾個FLASH型的成員，它們除了仍然具備適合應用在自動信號采集系統、電池供電便攜式裝置、超長時間連續工作的設備等領域的特點外，更具有開發方便、可以現場編程等優點。這些技術特點正是應用工程師特別感興趣的。《MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機》對該系列單片機的FLASH型成員的原理、結構、內部各功能模塊及開發方法與工具作詳細介紹。MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機 目錄 第1章 引 論1.1 MSP430系列單片機1.2 MSP430F11x系列1.3 MSP430F11x1系列1.4 MSP430F13x系列1.5 MSP430F14x系列第2章 結構概述2.1 引 言2.2 CPU2.3 程序存儲器2.4 數據存儲器2.5 運行控制2.6 外圍模塊2.7 振蕩器與時鐘發生器第3章 系統復位、中斷及工作模式3.1 系統復位和初始化3.1.1 引 言3.1.2 系統復位后的設備初始化3.2 中斷系統結構3.3 MSP430 中斷優先級3.3.1 中斷操作--復位/NMI3.3.2 中斷操作--振蕩器失效控制3.4 中斷處理 3.4.1 SFR中的中斷控制位3.4.2 中斷向量地址3.4.3 外部中斷3.5 工作模式3.5.1 低功耗模式0、1（LPM0和LPM1）3.5.2 低功耗模式2、3（LPM2和LPM3）3.5.3 低功耗模式4（LPM4）22 3.6 低功耗應用的要點23第4章 存儲空間4.1 引 言4.2 存儲器中的數據4.3 片內ROM組織4.3.1 ROM 表的處理4.3.2 計算分支跳轉和子程序調用4.4 RAM 和外圍模塊組織4.4.1 RAM4.4.2 外圍模塊--地址定位4.4.3 外圍模塊--SFR4.5 FLASH存儲器4.5.1 FLASH存儲器的組織4.5.2 FALSH存儲器的數據結構4.5.3 FLASH存儲器的控制寄存器4.5.4 FLASH存儲器的安全鍵值與中斷4.5.5 經JTAG接口訪問FLASH存儲器39第5章 16位CPU5.1 CPU寄存器5.1.1 程序計數器PC5.1.2 系統堆棧指針SP5.1.3 狀態寄存器SR5.1.4 常數發生寄存器CG1和CG25.2 尋址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 變址模式5.2.3 符號模式5.2.4 絕對模式5.2.5 間接模式5.2.6 間接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的時鐘周期與長度5.3 指令組概述5.3.1 雙操作數指令5.3.2 單操作數指令5.3.3 條件跳轉5.3.4 模擬指令的簡短格式5.3.5 其他指令第6章 硬件乘法器6.1 硬件乘法器6.2 硬件乘法器操作6.2.1 無符號數相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.2 有符號數相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.3 無符號數乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.4 有符號數乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.3 硬件乘法器寄存器6.4 硬件乘法器的軟件限制6.4.1 尋址模式6.4.2 中斷程序6.4.3 MACS第7章 基礎時鐘模塊7.1 基礎時鐘模塊7.2 LFXT1與XT27.2.1 LFXT1振蕩器7.2.2 XT2振蕩器7.2.3 振蕩器失效檢測7.2.4 XT振蕩器失效時的DCO7.3 DCO振蕩器7.3.1 DCO振蕩器的特性7.3.2 DCO調整器7.4 時鐘與運行模式7.4.1 由PUC啟動7.4.2 基礎時鐘調整7.4.3 用于低功耗的基礎時鐘特性7.4.4 選擇晶振產生MCLK7.4.5 時鐘信號的同步7.5 基礎時鐘模塊控制寄存器7.5.1 DCO時鐘頻率控制7.5.2 振蕩器與時鐘控制寄存器7.5.3 SFR控制位第8章 輸入輸出端口8.1 引 言8.2 端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理8.2.3 P1、P2的中斷控制功能8.3 端口P3、P4、P5和P68.3.1 端口P3、P4、P5和P6的控制寄存器8.3.2 端口P3、P4、P5和P6的端口邏輯第9章 看門狗定時器WDT9.1 看門狗定時器9.2 WDT寄存器9.3 WDT中斷控制功能9.4 WDT操作第10章 16位定時器Timer_A10.1 引 言10.2 Timer_A的操作10.2.1 定時器模式控制10.2.2 時鐘源選擇和分頻10.2.3 定時器啟動10.3 定時器模式10.3.1 停止模式10.3.2 增計數模式10.3.3 連續模式10.3.4 增/減計數模式10.4 捕獲/比較模塊10.4.1 捕獲模式10.4.2 比較模式10.5 輸出單元10.5.1 輸出模式10.5.2 輸出控制模塊10.5.3 輸出舉例10.6 Timer_A的寄存器10.6.1 Timer_A控制寄存器TACTL10.6.2 Timer_A寄存器TAR10.6.3 捕獲/比較控制寄存器CCTLx10.6.4 Timer_A中斷向量寄存器10.7 Timer_A的UART應用 第11章 16位定時器Timer_B11.1 引 言11.2 Timer_B的操作11.2.1 定時器長度11.2.2 定時器模式控制11.2.3 時鐘源選擇和分頻11.2.4 定時器啟動11.3 定時器模式11.3.1 停止模式11.3.2 增計數模式11.3.3 連續模式11.3.4 增/減計數模式11.4 捕獲/比較模塊11.4.1 捕獲模式11.4.2 比較模式11.5 輸出單元11.5.1 輸出模式11.5.2 輸出控制模塊11.5.3 輸出舉例11.6 Timer_B的寄存器11.6.1 Timer_B控制寄存器TBCTL11.6.2 Timer_B寄存器TBR11.6.3 捕獲/比較控制寄存器CCTLx11.6.4 Timer_B中斷向量寄存器第12章 USART通信模塊的UART功能12.1 異步模式12.1.1 異步幀格式12.1.2 異步通信的波特率發生器12.1.3 異步通信格式12.1.4 線路空閑多機模式12.1.5 地址位多機通信格式12.2 中斷和中斷允許12.2.1 USART接收允許12.2.2 USART發送允許12.2.3 USART接收中斷操作12.2.4 USART發送中斷操作12.3 控制和狀態寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 發送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率選擇和調整控制寄存器12.3.5 USART接收數據緩存URXBUF12.3.6 USART發送數據緩存UTXBUF12.4 UART模式，低功耗模式應用特性12.4.1 由UART幀啟動接收操作12.4.2 時鐘頻率的充分利用與UART的波特率12.4.3 多處理機模式對節約MSP430資源的支持12.5 波特率計算 第13章 USART通信模塊的SPI功能13.1 USART同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式13.1.2 SPI模式中的從模式13.2 中斷與控制功能 13.2.1 USART接收/發送允許位及接收操作13.2.2 USART接收/發送允許位及發送操作13.2.3 USART接收中斷操作13.2.4 USART發送中斷操作13.3 控制與狀態寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 發送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率選擇和調制控制寄存器13.3.5 USART接收數據緩存URXBUF13.3.6 USART發送數據緩存UTXBUF第14章 比較器Comparator_A14.1 概 述14.2 比較器A原理14.2.1 輸入模擬開關14.2.2 輸入多路切換14.2.3 比較器14.2.4 輸出濾波器14.2.5 參考電平發生器14.2.6 比較器A中斷電路14.3 比較器A控制寄存器14.3.1 控制寄存器CACTL114.3.2 控制寄存器CACTL214.3.3 端口禁止寄存器CAPD14.4 比較器A應用14.4.1 模擬信號在數字端口的輸入14.4.2 比較器A測量電阻元件14.4.3 兩個獨立電阻元件的測量系統14.4.4 比較器A檢測電流或電壓14.4.5 比較器A測量電流或電壓14.4.6 測量比較器A的偏壓14.4.7 比較器A的偏壓補償14.4.8 增加比較器A的回差第15章 模數轉換器ADC1215.1 概 述15.2 ADC12的工作原理及操作15.2.1 ADC內核15.2.2 參考電平15.3 模擬輸入與多路切換15.3.1 模擬多路切換15.3.2 輸入信號15.3.3 熱敏二極管的使用15.4 轉換存儲15.5 轉換模式15.5.1 單通道單次轉換模式15.5.2 序列通道單次轉換模式15.5.3 單通道重復轉換模式15.5.4 序列通道重復轉換模式15.5.5 轉換模式之間的切換15.5.6 低功耗15.6 轉換時鐘與轉換速度15.7 采 樣15.7.1 采樣操作15.7.2 采樣信號輸入選擇15.7.3 采樣模式15.7.4 MSC位的使用15.7.5 采樣時序15.8 ADC12控制寄存器15.8.1 控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL115.8.2 轉換存儲寄存器ADC12MEMx15.8.3 控制寄存器ADC12MCTLx15.8.4 中斷標志寄存器ADC12IFG.x和中斷允許寄存器ADC12IEN.x15.8.5 中斷向量寄存器ADC12IV15.9 ADC12接地與降噪第16章 FLASH型芯片的開發16.1 開發系統概述16.1.1 開發技術16.1.2 MSP430系列的開發16.1.3 MSP430F系列的開發16.2 FLASH型的FET開發方法16.2.1 MSP430芯片的JTAG接口16.2.2 FLASH型仿真工具16.3 FLASH型的BOOT ROM16.3.1 標準復位過程和進入BSL過程16.3.2 BSL的UART協議16.3.3 數據格式16.3.4 退出BSL16.3.5 保護口令16.3.6 BSL的內部設置和資源附錄A 尋址空間附錄B 指令說明B.1 指令匯總B.2 指令格式B.3 不增加ROM開銷的模擬指令B.4 指令說明（字母順序）B.5 用幾條指令模擬的宏指令附錄C MSP430系列單片機參數表附錄D MSP430系列單片機封裝形式附錄E MSP430系列器件命名
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輸入/輸出（I/O）接口是CPU與外設間信息交換的橋梁，是一個過渡性的電路，在單片機中和CPU集成在一塊芯片上。介紹輸入輸出口的內容中，著重講述SPCE061A單片機的較特殊的并行I/O結構，以及SPCE061A I/O口的特殊能力。單片機內部CPU與外設間所傳遞信息的性質、傳送方式、傳送速度和電平各不相同，所以CPU與外設之間不是簡單的直接相連，必須借助于I/O接口這個過渡電路才能協調起來。 并行I/O接口：CPU數據轉換為電平的最基本途徑；外設電平轉換為CPU識別的數據的最基本途徑；SPCE061A 并行I/O特性獨立的I/O口邏輯電平（VDDIO） 可接VDDIO范圍：3.3~5.5V。多種輸入方式 懸浮、上拉、下拉輸入方式，適應不同的外圍器件對接口要求。按位設置每一位I/O口 可按位設置每一位的輸入輸出方式、狀態。
上傳時間： 2013-11-19
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本文介紹了由單片機控制的基于以太網的數據采集電路。該電路采用了美國Microchip公司的8位單片機PIC16F877和臺灣Realtek公司的10M以太網控制芯片RTL8019AS，實現了數據采集以及以太網數據傳輸的功能。整個電路主要包括網絡接口電路，單片機電路，A/D轉換電路，D/A轉換電路，RAM存儲電路，EEPROM存儲電路，DIO電路等。文中簡單闡述了以太網數據采集電路的設計原理,并給出了其實現的方法。隨著互聯網絡軟硬件的迅猛發展，網絡用戶快速增長。在計算機網絡互聯的同時，各種儀器儀表、家電設備以及工業生產中的數據采集與控制設備慢慢的走向網絡化，便于共享網絡中豐富的信息資源。另一方面，由于以太網技術越來越成熟，并且擁有高速、大容量、降低成本、簡化結構等特性，使得其在各種領域內迅速發展。在電子設備日趨網絡化的背景下，通過單片機控制以太網芯片進行數據傳輸，是當前令人感興趣的一個研究方向。通過單片機控制芯片編程就可以完全拋開網絡操作系統而實現局域網內任意終端之間或單片機與終端之間的通信，即在脫離PC環境下實現以太網芯片與其它微處理器之間的接口，從而建立基于非PC平臺的局域網絡。本系統設計了PIC單片機驅動臺灣Realtek公司生產的NE2000兼容以太網控制芯片RTL8019AS，從而構建了一個微型網絡數據采集系統，性能優良，成本低廉。
上傳時間： 2013-10-16
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含原理圖+電路圖+程序的波形發生器:在工作中，我們常常會用到波形發生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現在的波形發生器都采用單片機來構成。單片機波形發生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現各種波形發生的應用系統，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調配和使用，從而完成波形發生的任務。 波形發生器的技術指標：（1） 波形類型：方型、正弦波、三角波、鋸齒波；（2） 幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 頻率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 輸出極性：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統處于初始狀態，等待用戶輸入設置命令，此時，無任何波形信號輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進入頻率，幅值波形設置，使系統進入設置狀態，相應的數碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態后，輸入0~9等數字鍵，（數字鍵僅在設置狀態時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數，LED將參數顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數，系統恢復初始狀態，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數設定完畢后，所有參數顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統會將各波形參數傳遞到波形產生模塊中，以便控制波形發生，實現不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發生器開始輸出滿足參數的波形信號，面板上相應類型的運行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號，頻率值、電壓幅值等波形參數；7、 波形發生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數，設置過程如上所述，如果不改變參數，可按下“EN”鍵，繼續輸出原波形信號；8、 要停止波形發生器的使用，可按下復位按鈕，將系統復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產生定時中斷；形成波形的數字編碼,并輸出到D/A接口電路；如電路原理圖所示： 89C51的P0口和P2口作為擴展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機尋址外設，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內部存儲器統一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時還要負責與8255，0832的數據傳遞。P2.7是8255的片選信號，P2.6是0832（1）的片選，P2.5是0832（2）的片選，低電平有效，P0.0、P0.1經過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內A口，B口，C口，控制口等寄存器的字選。89C51的P1口的低4位連接4只發光三極管，作為波形類型指示燈，表示正在輸出的波形是什么類型。單片機89C51內部有兩個定時器/計數器，在波形發生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，定時器的溢出信號作為中斷請求。控制定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下：定時控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式選擇寄存器（TMOD）＝（００００００００）中斷允許控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、鍵盤顯示器接口電路功能：驅動6位數碼管動態顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器ULN2803A，6位共陰極數碼管（LED）和4×4行列式鍵盤組成。8255的C口作為鍵盤的I/O接口，C口的低4位輸出到掃描碼，高4位作為輸入行狀態，按鍵的分布如圖所示。8255的A口作為LED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為LED的位選信號輸出口，與ULN2803A相連接。8255內部的4個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電路功能：將波形樣值的數字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片0832和一塊LM324運放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機向0832（1）內的鎖存器送數字編碼，不同的編碼會產生不同的輸出值，在本發生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號時，其幅度是可調的。0832（2）用于產生各種波形信號，單片機在波形產生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經過D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，那么0832（2）輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，就是波形信號的一個周期。重復輸出N個點后，由此成第二個周期，第三個周期……。這樣0832（2）就能連續的輸出周期變化的波形信號。運放A1是直流放大器，運放A2是單極性電壓放大器，運放A3是雙極性驅動放大器，使波形信號能帶得起負載。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、電源電路：功能：為波形發生器提供直流能量；構成由變壓器、整流硅堆，穩壓塊7805組成。220V的交流電，經過開關，保險管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過硅堆將交流電變成直流電，對于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩定，使用7805進行穩壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
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介紹用PIC16F84單片機制作的電子密碼鎖。PIC16F84單片機共18個引腳，13個可用I/O接口。芯片內有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數據存儲器，8級深度的硬堆棧。 用PIC單片機設計的電子密碼鎖微芯公司生產的PIC8位COMS單片機，采用類RISC指令集和哈弗總線結構，以及先進的流水線時序，與傳統51單片機相比其在速度和性能方面更具優越性和先進性。PIC單片機的另一個優點是片上硬件資源豐富，集成常見的EPROM、DAC、PWM以及看門狗電路。這使得硬件電路的設計更加簡單，節約設計成本，提高整機性能。因此PIC單片機已成為產品開發，尤其是產品設計和研制階段的首選控制器。本文介紹用PIC16F84單片機制作的電子密碼鎖。PIC16F84單片機共18個引腳，13個可用I/O接口。芯片內有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數據存儲器，8級深度的硬堆棧。硬件設計 電路原理見圖1。Xx8位數據線接4x4鍵盤矩陣電路，面板布局見表1，A、B、C、D為備用功能鍵。RA0、RA7輸出4組編碼二進制數據，經74LS139譯碼后輸出逐行掃描信號，送RB4-RB7列信號輸入端。余下半個139譯碼器動揚聲器。RB2接中功率三極管基極，驅動繼電器動作。有效密碼長度為4位，根據實際情況，可通過修改源程序增加密碼位數。產品初始密碼為3345，這是一隨機數，無特殊意義，目的是為防止被套解。用戶可按*號鍵修改密碼，按#號鍵結束。輸入密碼并按#號確認之后，腳輸出RB2腳輸出高電平，繼電器閉合，執行一次開鎖動作。 若用戶輸入的密碼正確，揚聲器發出一聲稍長的“滴”提示聲，若輸入的密碼與上次修改的不符，則發出短促的“滴”聲。連續3次輸入密碼錯誤之后，程序鎖死，揚聲器報警。直到CPU被復位或從新上電。軟件設計 軟件流程圖見圖3。CPU上電或復位之后將最近一次修改并保存到EEPROM的密碼讀出，最為參照密匙。然后等待用戶輸入開鎖密碼。若5分鐘以內沒有接受到用戶的任何輸入，CPU自動轉入掉電模式，用戶輸入任意值可喚醒CPU。每次修改密碼之后，CPU將新的密碼存入內部4個連續的EEPROM單元，掉電后該數據任有效。每執行一次開鎖指令，CPU將當前輸入密碼與該值比較，看是否真確，并給出相應的提示和控制。布 局 所有元件均使用SMD表貼封裝，縮小體積，便于產品安裝，60X60雙面PCB板，頂層是一體化輸入鍵盤，底層是元件層。成型后的產品體積小巧，能很方便的嵌入防盜鐵門、保險箱柜。
上傳時間： 2013-10-31
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82C54是專為Intel系列微處理機而設計的一種可編程時間間隔定時器/計數器，它是一種通用芯片，在系統軟件中可以把多級定時元素當成輸入/輸出端口中的一個陣列看待。1. 與所有Intel系列兼容2. 操作速度高，與8MHz的8086、80186一起可實現“零等待狀態”的操作。3. 可處理從直流到10M頻率的輸入。4. 適應性強5. 三個獨立的16位計數器6. 低功耗的CHMOS7. 與TTL完全兼容8. 6 種可編程的計數模式9. 以二進制或BCD計數10. 狀態讀返回命令
上傳時間： 2013-11-16
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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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