[學(xué)習(xí)要求] 掌握MCS-51單片機(jī)的基本應(yīng)用。[重點(diǎn)與難點(diǎn)]重點(diǎn)：動(dòng)態(tài)掃描LED顯示電路編程范例；定時(shí)/計(jì)數(shù)器軟件編程范例；A/D接口電路；矩陣式鍵盤接口技術(shù)及編程。難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)掃描LED顯示電路編程范例；定時(shí)/計(jì)數(shù)器軟件編程范例。[理論內(nèi)容]一、并行I/O口編程范例單片機(jī)I/O的應(yīng)用最典型的是通過I/O口與7段LED數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路，下面從常用的LED顯示原理開始，詳盡講解利用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的電路及編程原理，目的在于通過這一編程范例，讓初學(xué)者了解I/O口的編程原理，意在起舉一反三，拋磚引玉的作用。LED的發(fā)光原理，稍有電子技術(shù)基礎(chǔ)的人士都很清楚，這里不想作過多的介紹，7段LED數(shù)碼管，則在一定形狀的絕緣材料上，利用單只LED組合排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來顯示出0-9的數(shù)字。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖1是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。
標(biāo)簽： MCS 51 單片機(jī) 編程應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-10-19
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用C 語言來開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)軟件最大的好處是編寫代碼效率高、軟件調(diào)試直觀、維護(hù)升級(jí)方便、代碼的重復(fù)利用率高、便于跨平臺(tái)的代碼移植等等，因此C 語言編程在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中已得到越來越廣泛的運(yùn)用。針對(duì)PIC 單片機(jī)的軟件開發(fā)，同樣可以用C 語言實(shí)現(xiàn)。但在單片機(jī)上用C 語言寫程序和在PC 機(jī)上寫程序絕對(duì)不能簡(jiǎn)單等同。現(xiàn)在的PC 機(jī)資源十分豐富，運(yùn)算能力強(qiáng)大，因此程序員在寫PC 機(jī)的應(yīng)用程序時(shí)幾乎不用關(guān)心編譯后的可執(zhí)行代碼在運(yùn)行過程中需要占用多少系統(tǒng)資源，也基本不用擔(dān)心運(yùn)行效率有多高。寫單片機(jī)的C 程序最關(guān)鍵的一點(diǎn)是單片機(jī)內(nèi)的資源非常有限，控制的實(shí)時(shí)性要求又很高，因此，如果沒有對(duì)單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和硬件資源作詳盡的了解，以筆者的愚見認(rèn)為是無法寫出高質(zhì)量實(shí)用的C 語言程序。這就是為什么前面所有章節(jié)中的的示范代碼全部用基礎(chǔ)的匯編指令實(shí)現(xiàn)的原因，希望籍此能使讀者對(duì)PIC 單片機(jī)的指令體系和硬件資源有深入了解，在這基礎(chǔ)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(jī)來展開討論，Microchip 公司自己沒有針對(duì)中低檔系列PIC單片機(jī)的C 語言編譯器，但很多專業(yè)的第三方公司有眾多支持PIC 單片機(jī)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(wěn)定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用PIC 單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的工程師群體中得到廣泛認(rèn)可。其正式完全版軟件需要購(gòu)置，但在其網(wǎng)站上有限時(shí)的試用版供用戶評(píng)估。另外，Hitech 公司針對(duì)廣大PIC 的業(yè)余愛好者和初學(xué)者還提供了完全免費(fèi)的學(xué)習(xí)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(jī)型號(hào)限制在PIC16F84、PIC16F877 和PIC16F628 等幾款。這幾款Flash 型的單片機(jī)因其所具備的豐富的片上資源而最適用于單片機(jī)學(xué)習(xí)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(jī)的C 語言編程。
上傳時(shí)間： 2013-11-17
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(11)實(shí)驗(yàn)十一：MMU 在理論上概括或解釋MMU，這不是我能勝任的。我僅基于為了理解本實(shí)驗(yàn)中操作MMU的代碼而對(duì)MMU做些說明，現(xiàn)在先簡(jiǎn)單地描述虛擬地址(VA)、變換后的虛擬地址(MVA)、物理地址(PA) 之間的關(guān)系： 啟動(dòng)MMU后，S3C2410的CPU核看到的、用到的只是虛擬地址VA，至于VA如何最終落實(shí)到物理地址PA上，CPU是不理會(huì)的。而caches和MMU也是看不見VA的，它們利用VA變換得來的MVA 去進(jìn)行后續(xù)操作——轉(zhuǎn)換成PA去讀/寫實(shí)際內(nèi)存芯片，
標(biāo)簽： S3C2410 MMU 內(nèi)存 管理單元
上傳時(shí)間： 2013-10-18
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提出了一種改進(jìn)的LSM-ALSM子空間模式識(shí)別方法，將LSM的旋轉(zhuǎn)策略引入ALSM，使子空間之間互不關(guān)聯(lián)的情況得到改善，提高了ALSM對(duì)相似樣本的區(qū)分能力。討論中以性能函數(shù)代替經(jīng)驗(yàn)函數(shù)來確定拒識(shí)規(guī)則的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了識(shí)別率、誤識(shí)率與拒識(shí)率之間的最佳平衡；通過對(duì)有限字符集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LSM-ALSM算法有效地改善了分類器的識(shí)別率和可靠性。關(guān) 鍵 詞 學(xué)習(xí)子空間; 性能函數(shù); 散布矩陣; 最小描述長(zhǎng)度在子空間模式識(shí)別方法中，一個(gè)線性子空間代表一個(gè)模式類別，該子空間由反映類別本質(zhì)的一組特征矢量張成，分類器根據(jù)輸入樣本在各子空間上的投影長(zhǎng)度將其歸為相應(yīng)的類別。典型的子空間算法有以下三種[1, 2]：CLAFIC(Class-feature Information Compression)算法以相關(guān)矩陣的部分特征向量來構(gòu)造子空間，實(shí)現(xiàn)了特征信息的壓縮，但對(duì)樣本的利用為一次性，不能根據(jù)分類結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和學(xué)習(xí)，對(duì)樣本信息的利用不充分；學(xué)習(xí)子空間方法(Leaning Subspace Method, LSM)通過旋轉(zhuǎn)子空間來拉大樣本所屬類別與最近鄰類別的距離，以此提高分類能力，但對(duì)樣本的訓(xùn)練順序敏感，同一樣本訓(xùn)練的順序不同對(duì)子空間構(gòu)造的影響就不同；平均學(xué)習(xí)子空間算法(Averaged Learning Subspace Method, ALSM)是在迭代訓(xùn)練過程中，用錯(cuò)誤分類的樣本去調(diào)整散布矩陣，訓(xùn)練結(jié)果與樣本輸入順序無關(guān)，所有樣本平均參與訓(xùn)練，其不足之處是各模式的子空間之間相互獨(dú)立。針對(duì)以上問題，本文提出一種改進(jìn)的子空間模式識(shí)別方法。子空間模式識(shí)別的基本原理1.1 子空間的分類規(guī)則子空間模式識(shí)別方法的每一類別由一個(gè)子空間表示，子空間分類器的基本分類規(guī)則是按矢量在各子空間上的投影長(zhǎng)度大小，將樣本歸類到最大長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的類別，在類x()iω的子空間上投影長(zhǎng)度的平方為()211,2,,()argmax()jMTkkjpg===Σx (1)式中 函數(shù)稱為分類函數(shù)；為子空間基矢量。兩類的分類情況如圖1所示。
上傳時(shí)間： 2013-12-25
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作為嵌入式系統(tǒng)主控單元——單片機(jī)，其軟件往往是一個(gè)微觀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，且大部分是為某種應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)程序有實(shí)時(shí)過程控制或?qū)崟r(shí)信息處理的能力，要求能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件并對(duì)該事件做出快速處理。而分時(shí)操作系統(tǒng)卻是把CPU的時(shí)間劃分成長(zhǎng)短基本相同的時(shí)間區(qū)間，即“時(shí)間片”，通過操作系統(tǒng)的管理，把這些時(shí)間片依次輪流地分配給各個(gè)用戶使用。如果某個(gè)作業(yè)在時(shí)間片結(jié)束之前，整個(gè)任務(wù)還沒有完成，那么該作業(yè)就被暫停下來，放棄CPU，等待下一輪循環(huán)再繼續(xù)做。此時(shí)CPU又分配給另一個(gè)作業(yè)去使用。由于計(jì)算機(jī)的處理速度很快，只要時(shí)間片的間隔取得適當(dāng)，那么一個(gè)用戶作業(yè)從用完分配給它的一個(gè)時(shí)間片到獲得下一個(gè)CPU時(shí)間片，中間有所“停頓”；但用戶察覺不出來，好像整個(gè)系統(tǒng)全由它“獨(dú)占”似的。分時(shí)操作系統(tǒng)主要具有以下3個(gè)特點(diǎn)：① 多路性。用戶通過各自的終端，可以同時(shí)使用一個(gè)系統(tǒng)。② 及時(shí)性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)和處理。③ 獨(dú)占性。在分時(shí)系統(tǒng)中，雖然允許多個(gè)用戶同時(shí)使用一個(gè)CPU，但用戶之間操作獨(dú)立，互不干涉。分時(shí)操作系統(tǒng)主要是針對(duì)小型機(jī)以上的計(jì)算機(jī)提出的。一般而言，微處理器（MPU）驅(qū)動(dòng)的通用計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)每一臺(tái)的最終具體應(yīng)用都是不得而知的，因此，在價(jià)格允許的情況下，硬件設(shè)計(jì)務(wù)求CPU時(shí)鐘盡可能的快；計(jì)算及管理能力盡可能的強(qiáng)；程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量盡可能的大；各種計(jì)算機(jī)外設(shè)的配接盡可能的詳盡等等，特別是采用分時(shí)操作系統(tǒng)的機(jī)器，因?yàn)槭且粰C(jī)多用戶的管理系統(tǒng)，它的要求就更高了。相對(duì)而言，微控制器（MCU）俗稱單片機(jī)，是一個(gè)單片集成系統(tǒng)，它將這些或那些計(jì)算機(jī)所需的外設(shè)，諸如程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、端口以及有關(guān)的子系統(tǒng)集成到一片芯片上。從硬件上，單片機(jī)系統(tǒng)與采用分時(shí)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是無法比擬的。但是，在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)其最終具體應(yīng)用是一清二楚的，它的使用環(huán)境相對(duì)是單一固定的。所控制的過程的可預(yù)見性為分時(shí)系統(tǒng)思想的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。具體一點(diǎn)就是：雖然單片機(jī)的CPU速度較低，但其任務(wù)是可預(yù)見的，這樣作業(yè)調(diào)度將變得簡(jiǎn)單而無須占用很多的CPU時(shí)間，同時(shí)“時(shí)間片”的設(shè)計(jì)是具體而有針對(duì)性的，因此可變得很有效。一、單片機(jī)分時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)往往是一個(gè)嵌入式的控制系統(tǒng)，因此目前絕大部分的單片機(jī)系統(tǒng)還是一實(shí)時(shí)系統(tǒng)。能夠真正體現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想的往往是那些多路重復(fù)檢測(cè)控制系統(tǒng)。即便是在這些多路重復(fù)檢測(cè)控制系統(tǒng)中，它的實(shí)時(shí)性也是非常重要的。也就是說，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用了分時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，但其及時(shí)性應(yīng)首先進(jìn)行考慮。
標(biāo)簽： 分時(shí)操作系統(tǒng) 中的實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)編程
上傳時(shí)間： 2013-12-23
上傳用戶：佳期如夢(mèng)
80C51單片機(jī)由于功能全面、開發(fā)工具較為完善、衍生產(chǎn)品豐富、大量的設(shè)計(jì)資源可以繼承和共享，得到廣泛的應(yīng)用。我們?cè)O(shè)計(jì)的一款手持線PDA產(chǎn)品，也選擇80C51單片機(jī)作為主、輔CPU，還具備點(diǎn)陣液晶顯示屏、導(dǎo)電橡膠鍵盤、雙IC卡接口、EEPROM存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和串行通信口。由于使用80C51單片機(jī)開發(fā)，高級(jí)語言編程，大大降低了設(shè)計(jì)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品在較短的時(shí)間內(nèi)就推向了市場(chǎng)。但是，同一些低速的微控制器（如4位單片機(jī)）和高速的RISC處理器相比，80C51單片機(jī)在功耗上沒有優(yōu)勢(shì)。為了在PDA類產(chǎn)品中發(fā)揮80C51單片機(jī)的上述特長(zhǎng)，我們通過采取軟、硬件配合的一系列措施，加強(qiáng)低電壓、低功耗設(shè)計(jì)，取得了良好的效果。該機(jī)使用一顆3V鈕扣式鋰電池，開機(jī)時(shí)工作電池小于4mA，瞬間最大工作電流小于20mA,瞬間最大工作電流小于20mA，關(guān)機(jī)電流小于2μA。一顆電池可以使用較長(zhǎng)的時(shí)間，達(dá)到滿意的設(shè)計(jì)指標(biāo)。一、低電壓低功耗設(shè)計(jì)理論在一個(gè)器件中，功耗通常用電流消耗來表示。下式表明消耗的電池與器件特性之間的關(guān)系：Icc = C ∫ Vda ≈ ΔV · C · f （1）式中：Icc是器件消耗的電流；Δ是電壓變化的幅值；C是器件電容和輸出容性負(fù)載的大小；f是器件運(yùn)行頻率。從公式（1）可以得到降低系統(tǒng)功耗的理論依據(jù)。將器件供電電壓從5V降低3V，可以至少降低40%的功耗。降低器件的工作頻率，也能成比例地降低功耗。
標(biāo)簽： 80C51 便攜式產(chǎn)品 低功耗設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-10-13
上傳用戶：shaojie2080
C51單片機(jī)是我們生活中最常用的系列,MCS-51系列單片機(jī)有4個(gè)并行口(P0,P1,P2,P3口),但對(duì)一個(gè)稍微復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)來說,真正可供用戶使用的并行口,只有P1口可用,況且常常因擴(kuò)展I2C和SPI的器件需占用某些P1口,迫使用戶不得不擴(kuò)展并行口以滿足實(shí)際的需要。習(xí)慣上,常用的并行口接口芯片有8255、8155,這兩種芯片功能比較齊全,可以使用在相對(duì)比較復(fù)雜的系統(tǒng)中,但如是對(duì)一般的系統(tǒng)而言,這些功能往往閑置不用。那么就可以選用一些本來閑置不用的口線作為選通信號(hào)來進(jìn)行并行口的擴(kuò)展,這樣就能充分利用單片機(jī)有限的I/O資源,在本設(shè)計(jì)中是將P1口擴(kuò)展成一個(gè)或幾個(gè)8位并行口,在每一個(gè)八位口上接入8個(gè)發(fā)光二極管做為輸出,二極管是做開關(guān)量來使用的,在這里設(shè)計(jì)了跑馬燈和流水燈程序,做到對(duì)開關(guān)量的開斷控制;配合開關(guān)量的控制筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)共陽(yáng)LED數(shù)碼管,用來顯示當(dāng)前發(fā)光二極管發(fā)亮的序號(hào),做到更加直觀的雙重控制效果,然后再將P0口通過D/A轉(zhuǎn)換器和一放大器輸出一個(gè)模擬信號(hào),其結(jié)果可以通過示波器看出。這樣整個(gè)系統(tǒng)即有了數(shù)字信號(hào)輸出和模擬信號(hào)輸出,也有數(shù)碼管顯示功能,實(shí)用性能大提高了。2、 基于89C51的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 并行口的擴(kuò)展的電路設(shè)計(jì) 眾所周知,C51系列的單片機(jī)都有四個(gè)I/O口(P0、P1、P2、P3),那么AT89C51也不例外,但我們通常僅僅使用P1口作為并行口,而令其余口(P2、P3)處于閑置狀態(tài),所以這次設(shè)計(jì),我們就是使用閑置不用的P3口做為選能信號(hào)線來將P1口進(jìn)行并行口擴(kuò)展。 (1) 種方式的并行口擴(kuò)展優(yōu)點(diǎn) 連線簡(jiǎn)單; 不占用存儲(chǔ)器空間; (2) 編程也方便靈活。但也有很大的缺點(diǎn) 并行口擴(kuò)展能力有限,(如使用74LS573(74LS373)且不進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理,則最多可擴(kuò)展4個(gè)同樣類型的并行輸出端口,當(dāng)然還需要與之對(duì)應(yīng)的四個(gè)選通信號(hào)。) 如擴(kuò)展較多,選通信號(hào)占用并行口位數(shù)太多,例如欲擴(kuò)展8個(gè)并行輸出端口,則需要8個(gè)選能信號(hào),此時(shí),僅選能信號(hào)就占用了一個(gè)8位并行口,這對(duì)在I/O端口線有限的單片機(jī)系統(tǒng)中,如此浪費(fèi)資源的現(xiàn)象是不能容忍的。在本次的設(shè)計(jì)中,采用芯片74HC573(帶三態(tài)輸出的八進(jìn)制透明D型鎖存器)對(duì)P1口進(jìn)行了一個(gè)8位并行口的擴(kuò)展,選通信號(hào)選用P3口的P3.3引腳。原理圖如圖1所示:
標(biāo)簽： C51 單片機(jī) 并行口 擴(kuò)展設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-11-18
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AVR Studio 幫助文件中文翻譯，網(wǎng)友翻譯的AVR Studio軟件里面的幫助文件。轉(zhuǎn)自“我們的AVR”網(wǎng)站，在此表示感謝。 圖元文件（metafile） 以.emf為擴(kuò)展名的文件。是下面各種結(jié)構(gòu)的基本組成部分，可以用來讓AVR LCD編輯器設(shè)計(jì)軟件模擬顯示器。它可以是一個(gè)段或者一個(gè)圖像。您不能直接用AVR LCD編輯器生成一個(gè)這樣的圖元文件。但是可以使用第三方軟件。Companion Software的Metafile Companion和Microsoft Visio 就是兩個(gè)讓用戶自己定義圖元文件的軟件。在市場(chǎng)上有好多更簡(jiǎn)單，更便宜的轉(zhuǎn)換軟件支持gif，jpeg，bmp等的文件轉(zhuǎn)換成.emf文件。 (例如：www.harmware.com 網(wǎng)站上的Batch Thumb 、和www.irfanview.com網(wǎng)站上的IrfanView). 段（segment）這是軟件模擬顯示器的一部分。用LCD編輯器您可以分配所有的段對(duì)應(yīng)到實(shí)際的LCD寄存器的位上。段被存成.emf文件。圖像（image）被用作背景圖像和外圍圖像的圖元文件。充當(dāng)所有段的布景。這些對(duì)象是“靜態(tài)”的，不對(duì)任何LCD寄存器值有反映。圖像也被存成.emf文件。 模擬顯示器（display）多層的元文件和圖像的組合。它包含LCD 寄存器的分配信息。用XML格式保存成.dis文件。組（group）為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，需要頻繁的保存使用段。組就是同一層中一些段（圖元文件）的集合。它的設(shè)計(jì)沒有實(shí)際的限制，但是不能包括靜態(tài)圖像（背景/前景）。最典型的組就是7段碼數(shù)字字型。組只是理論的設(shè)計(jì)工具，在最終的模擬顯示器文件中是沒有組存在的。組用擴(kuò)展名為.pri 的文件保存。 對(duì)象（object）對(duì)包括以上各個(gè)元件的各種事物的稱謂的術(shù)語。模擬顯示器文件（display file）以.dis為擴(kuò)展名的XML類型的文件。包含了所有的關(guān)于顯示器的信息。
上傳時(shí)間： 2013-10-31
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三種方法讀取鍵值 使用者設(shè)計(jì)行列鍵盤介面，一般常採(cǎi)用三種方法讀取鍵值。 中斷式 在鍵盤按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)外部中斷通知CPU，並由中斷處理程式通過不同位址讀資料線上的狀態(tài)判斷哪個(gè)按鍵被按下。 本實(shí)驗(yàn)採(cǎi)用中斷式實(shí)現(xiàn)使用者鍵盤介面。 掃描法 對(duì)鍵盤上的某一行送低電位，其他為高電位，然後讀取列值，若列值中有一位是低，表明該行與低電位對(duì)應(yīng)列的鍵被按下。否則掃描下一行。 反轉(zhuǎn)法 先將所有行掃描線輸出低電位，讀列值，若列值有一位是低表明有鍵按下；接著所有列掃描線輸出低電位，再讀行值。 根據(jù)讀到的值組合就可以查表得到鍵碼。4x4鍵盤按4行4列組成如圖電路結(jié)構(gòu)。按鍵按下將會(huì)使行列連成通路，這也是見的使用者鍵盤設(shè)計(jì)電路。 //-----------4X4鍵盤程序--------------// uchar keboard(void) { uchar xxa,yyb,i,key; if((PINC&0x0f)!=0x0f) //是否有按鍵按下 {delayms(1); //延時(shí)去抖動(dòng) if((PINC&0x0f)!=0x0f) //有按下則判斷 { xxa=~(PINC|0xf0); //0000xxxx DDRC=0x0f; PORTC=0xf0; delay_1ms(); yyb=~(PINC|0x0f); //xxxx0000 DDRC=0xf0; //復(fù)位 PORTC=0x0f; while((PINC&0x0f)!=0x0f) //按鍵是否放開 { display(data); } i=4; //計(jì)算返回碼 while(xxa!=0) { xxa=xxa>>1; i--; } if(yyb==0x80) key=i; else if(yyb==0x40) key=4+i; else if(yyb==0x20) key=8+i; else if(yyb==0x10) key=12+i; return key; //返回按下的鍵盤碼 } } else return 17; //沒有按鍵按下 }
上傳時(shí)間： 2013-11-12
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如同今天的許多通用單片機(jī)(MCU)已經(jīng)把USB、CAN和以太網(wǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)集成在芯片內(nèi)部一樣，越來越多的無線網(wǎng)絡(luò)芯片和無線網(wǎng)絡(luò)解決方案也在向集成SoC 方向發(fā)展，比如第一代產(chǎn)品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機(jī).這些無線單片機(jī)適合一般的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的私有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如單一產(chǎn)品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術(shù)給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)作為面向工業(yè)和家庭自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也正在向著智能，標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能方向發(fā)展。 目前在工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域使用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有ZigBee、無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)、 ISM、IrDA等， 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當(dāng)然還有大量的私有和專用無線網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制和消費(fèi)電子裝置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在國(guó)內(nèi)工業(yè)控制中討論和使用比較多的兩種，藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)是在消費(fèi)電子產(chǎn)品如手機(jī)、耳機(jī)、打印機(jī)、照相機(jī)和家庭中小企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的無線協(xié)議(個(gè)別工業(yè)產(chǎn)品也有應(yīng)用，如無線視頻監(jiān)控和汽車音響系統(tǒng))，當(dāng)然私有無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品在工業(yè)也有很多的應(yīng)用。 ZigBee是一個(gè)低功耗、短距離和低速的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工作在2.4GHz國(guó)際免執(zhí)照的頻率，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)上它和無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙同屬802家族中的無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)， ZigBee是有兩部分組成，物理和鏈路層符合IEEE802.15.4， 網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層符合ZigBee聯(lián)盟的規(guī)范。ZigBee聯(lián)盟是在2002年成立的非盈利組織，有包括TI、霍尼威爾、華為在內(nèi)兩百多家成員， ZigBee聯(lián)盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協(xié)議的平臺(tái)， 制定網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用架構(gòu)的公共規(guī)范，希望在樓宇自動(dòng)化、居家控制、家用電器、工業(yè)自動(dòng)控制和電腦外設(shè)等多方面普及ZigBee標(biāo)準(zhǔn)。 GPRS是在現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展出來的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，它工作在標(biāo)準(zhǔn)的GSM頻率，由于是一個(gè)分組交換系統(tǒng)，它適合工業(yè)上的突發(fā)，少量的數(shù)據(jù)傳輸，還因?yàn)镚SM網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛，永遠(yuǎn)在線的特點(diǎn)，GPRS特點(diǎn)適合工業(yè)控制中的遠(yuǎn)程監(jiān)控和測(cè)量系統(tǒng)。在工業(yè)控制應(yīng)用中GPRS 芯片一般是以無線數(shù)傳模塊形式出現(xiàn)的，它通過RS232全雙工接口和單片機(jī)連接，軟件上這些模塊都內(nèi)置了GPRS，PPP和TCP/IP協(xié)議，單片機(jī)側(cè)通過AT指令集向模塊發(fā)出測(cè)試，連接和數(shù)據(jù)收發(fā)指令，GPRS模塊通過中國(guó)移動(dòng)cmnet進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)和其他終端或者服務(wù)器通訊。目前市場(chǎng)常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i，飛思卡爾G24，索愛GR47/48， 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區(qū)分自帶TCP/IP協(xié)議和不帶協(xié)議兩種，一般來講，如果是單片機(jī)側(cè)有嵌入式操作系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議支持的話或者應(yīng)用的要求只是收發(fā)短信和語音功能的話，可以選擇不帶協(xié)議的模塊。 先進(jìn)的SoC技術(shù)正在無線應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。德州儀器收購(gòu)了Chipcon公司以后發(fā)布的CC2430 是市場(chǎng)上首款SoC的ZigBee單片機(jī)， 見圖1，它把協(xié)議棧z-stack集成在芯片內(nèi)部的閃存里面， 具有穩(wěn)定可靠的CC2420收發(fā)器，增強(qiáng)性的8051內(nèi)核，8KRAM，外設(shè)有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全協(xié)處理器，三個(gè)版本分別是32/64/128K的閃存，以128K為例，扣除基本z-stack協(xié)議還有3/4的空間留給應(yīng)用代碼，即使完整的ZigBee協(xié)議，還有近1/2的空間留給應(yīng)用代碼，這樣的無線單片機(jī)除了處理通訊協(xié)議外，還可以完成一些監(jiān)控和顯示任務(wù)。這樣無線單片機(jī)都支持通過SPI或者UART與通用單片機(jī)或者嵌入式CPU結(jié)合。 2008年4月發(fā)表CC2480新一代單片ZibBee認(rèn)證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機(jī)結(jié)合的例子。圖1 CC2430應(yīng)用電路 工業(yè)控制領(lǐng)域的另一個(gè)芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似，集成了HC08單片機(jī)核心， 16/32/64K 閃存，外設(shè)有GPIO， I2C和ADC， 軟件是Beestack 協(xié)議，只是最多4K RAM 對(duì)于更多的任務(wù)顯得小了些。但是憑借32位單片機(jī)Coldfire和系統(tǒng)軟件方面經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)， 飛思卡爾在滿足用戶應(yīng)用的彈性需求方面作的更有特色，它率先能夠提供從低-中-高各個(gè)層面的解決方案，見圖2。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)
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