AVR高速嵌入式單片機原理與應用(修訂版)詳細介紹ATMEL公司開發的AVR高速嵌入式單片機的結構；講述AVR單片機的開發工具和集成開發環境（IDE）,包括Studio調試工具、AVR單片機匯編器和單片機串行下載編程；學習指令系統時,每條指令均有實例,邊學習邊調試,使學習者看得見指令流向及操作結果,真正理解每條指令的功能及使用注意事項；介紹AVR系列多種單片機功能特點、實用程序設計及應用實例；作為提高篇,講述簡單易學、適用AVR單片機的高級語言BASCOMAVR及ICC AVR C編譯器。 AVR高速嵌入式單片機原理與應用(修訂版) 目錄 第一章ATMEL單片機簡介1.1ATMEL公司產品的特點11.2AT90系列單片機簡介21.3AT91M系列單片機簡介2第二章AVR單片機系統結構2.1AVR單片機總體結構42.2AVR單片機中央處理器CPU62.2.1結構概述72.2.2通用寄存器堆92.2.3X、Y、Z寄存器92.2.4ALU運算邏輯單元92.3AVR單片機存儲器組織102.3.1可下載的Flash程序存儲器102.3.2內部和外部的SRAM數據存儲器102.3.3EEPROM數據存儲器112.3.4存儲器訪問和指令執行時序112.3.5I/O存儲器132.4AVR單片機系統復位162.4.1復位源172.4.2加電復位182.4.3外部復位192.4.4看門狗復位192.5AVR單片機中斷系統202.5.1中斷處理202.5.2外部中斷232.5.3中斷應答時間232.5.4MCU控制寄存器 MCUCR232.6AVR單片機的省電方式242.6.1休眠狀態242.6.2空閑模式242.6.3掉電模式252.7AVR單片機定時器／計數器252.7.1定時器／計數器預定比例器252.7.28位定時器／計數器0252.7.316位定時器／計數器1272.7.4看門狗定時器332.8AVR單片機EEPROM讀／寫訪問342.9AVR單片機串行接口352.9.1同步串行接口 SPI352.9.2通用串行接口 UART402.10AVR單片機模擬比較器452.10.1模擬比較器452.10.2模擬比較器控制和狀態寄存器ACSR462．11AVR單片機I/O端口472.11.1端口A472.11.2端口 B482.11.3端口 C542.11.4端口 D552.12AVR單片機存儲器編程612.12.1編程存儲器鎖定位612.12.2熔斷位612.12.3芯片代碼612.12.4編程 Flash和 EEPROM612.12.5并行編程622.12．6串行下載662.12.7可編程特性67第三章AVR單片機開發工具3.1AVR實時在線仿真器ICE200693.2JTAG ICE仿真器693.3AVR嵌入式單片機開發下載實驗器SL?AVR703.4AVR集成開發環境(IDE)753.4.1AVR Assembler編譯器753.4.2AVR Studio773.4.3AVR Prog783.5SL?AVR系列組態開發實驗系統793.6SL?AVR*.ASM源文件說明81第四章AVR單片機指令系統4.1指令格式844.1.1匯編指令844.1.2匯編器偽指令844.1.3表達式874.2尋址方式894.3數據操作和指令類型924.3.1數據操作924.3.2指令類型924.3.3指令集名詞924.4算術和邏輯指令934.4.1加法指令934.4.2減法指令974.4.3乘法指令1014.4.4取反碼指令1014.4.5取補指令1024.4.6比較指令1034.4.7邏輯與指令1054.4.8邏輯或指令1074.4.9邏輯異或指令1104.5轉移指令1114.5.1無條件轉移指令1114.5.2條件轉移指令1144.6數據傳送指令1354.6.1直接數據傳送指令1354.6.2間接數據傳送指令1374.6.3從程序存儲器直接取數據指令1444.6.4I／O口數據傳送指令1454.6.5堆棧操作指令1464.7位指令和位測試指令1474.7.1帶進位邏輯操作指令1474.7.2位變量傳送指令1514.7.3位變量修改指令1524.7.4其它指令1614.8新增指令（新器件）1624.8.1EICALL-- 延長間接調用子程序1624.8.2EIJMP--擴展間接跳轉1634.8.3ELPM--擴展裝載程序存儲器1644.8.4ESPM--擴展存儲程序存儲器1644.8.5FMUL--小數乘法1664.8.6FMULS--有符號數乘法1664.8.7FMULSU--有符號小數和無符號小數乘法1674.8.8MOVW--拷貝寄存器字1684.8.9MULS--有符號數乘法1694.8.10MULSU--有符號數與無符號數乘法1694.8.11SPM--存儲程序存儲器170 第五章AVR單片機AT90系列5.1AT90S12001725.1.1特點1725.1.2描述1735.1.3引腳配置1745.1.4結構縱覽1755.2AT90S23131835.2.1特點1835.2.2描述1845.2.3引腳配置1855.3ATmega8/8L1855.3.1特點1865.3.2描述1875.3.3引腳配置1895.3.4開發實驗工具1905.4AT90S2333/44331915.4.1特點1915.4.2描述1925.4.3引腳配置1945.5AT90S4414/85151955.5.1特點1955.5.2AT90S4414和AT90S8515的比較1965.5.3引腳配置1965.6AT90S4434/85351975.6.1特點1975.6.2描述1985.6.3AT90S4434和AT90S8535的比較1985.6.4引腳配置2005.6.5AVR RISC結構2015.6.6定時器/計數器2125.6.7看門狗定時器 2175.6.8EEPROM讀/寫2175.6.9串行外設接口SPI2175.6.10通用串行接口UART2175.6.11模擬比較器 2175.6.12模數轉換器2185.6.13I/O端口2235.7ATmega83/1632285.7.1特點2285.7.2描述2295.7.3ATmega83與ATmega163的比較2315.7.4引腳配置2315.8ATtiny10/11/122325.8.1特點2325.8.2描述2335.8.3引腳配置2355.9ATtiny15/L2375.9.1特點2375.9.2描述2375.9.3引腳配置2395 .10ATmega128/128L2395.10.1特點2405.10.2描述2415.10.3引腳配置2435.10.4開發實驗工具2455.11ATmega1612465.11.1特點2465.11.2描述2475.11.3引腳配置2475.12AVR單片機替代MCS51單片機249第六章實用程序設計6．1程序設計方法2506.1.1程序設計步驟2506．1．2程序設計技術2506.2應用程序舉例2516.2.1內部寄存器和位定義文件2516.2.2訪問內部 EEPROM2546.2.3數據塊傳送2546.2.4乘法和除法運算應用一2556.2.5乘法和除法運算應用二2556.2.616位運算2556.2.7BCD運算2556.2.8冒泡分類算法2556.2.9設置和使用模擬比較器2556.2.10半雙工中斷方式UART應用一2556.2.11半雙工中斷方式UART應用二2566.2.128位精度A／D轉換器2566.2.13裝載程序存儲器2566.2.14安裝和使用相同模擬比較器2566.2.15CRC程序存儲的檢查2566.2.164×4鍵區休眠觸發方式2576.2.17多工法驅動LED和4×4鍵區掃描2576.2.18I2C總線2576.2.19I2C工作2586.2.20SPI軟件2586.2.21驗證SLAVR實驗器及AT90S1200的口功能12596.2.22驗證SLAVR實驗器及AT90S1200的口功能22596.2.23驗證SLAVR實驗器及具有DIP40封裝的口功能第七章AVR單片機的應用7.1通用延時子程序2607.2簡單I/O口輸出實驗2667.2.1SLAVR721.ASM 2667.2.2SLAVR722.ASM2677.2.3SLAVR723.ASM2687.2.4SLAVR724.ASM2707.2.5SLAVR725.ASM2717.2.6SLAVR726.ASM2727.2.7SLAVR727.ASM2737.3綜合程序2747.3.1LED/LCD/鍵盤掃描綜合程序2747.3.2LED鍵盤掃描綜合程序2757.3.3在LED上實現字符8的循環移位顯示程序2757.3.4電腦放音機2777.3.5鍵盤掃描程序2857.3.6十進制計數顯示2867.3.7廉價的A/D轉換器2897.3.8高精度廉價的A/D轉換器2947.3.9星星燈2977.3.10按鈕猜數程序2987.3.11漢字的輸入3047.4復雜實用程序3067.4.110位A/D轉換3067.4.2步進電機控制程序3097.4.3測脈沖寬度3127.4.4LCD顯示8字循環3187.4.5LED電腦時鐘3247.4.6測頻率3307.4.7測轉速3327.4.8AT90S8535的A/D轉換334第八章BASCOMAVR的應用8.1基于高級語言BASCOMAVR的單片機開發平臺3408.2BASCOMAVR軟件平臺的安裝與使用3418.3AVR I/O口的應用3458.3.1LED發光二極管的控制3458.3.2簡易手控廣告燈3468.3.3簡易電腦音樂放音機3478.4LCD顯示器3498.4.1標準LCD顯示器的應用3498.4.2簡單游戲機--按鈕猜數3518.5串口通信UART3528.5.1AVR系統與PC的簡易通信3538.5.2PC控制的簡易廣告燈3548.6單總線接口和溫度計3568.7I2C總線接口和簡易IC卡讀寫器359第九章ICC AVR C編譯器的使用9.1ICC AVR的概述3659.1.1介紹ImageCraft的ICC AVR3659.1.2ICC AVR中的文件類型及其擴展名3659.1.3附注和擴充3669.2ImageCraft的ICC AVR編譯器安裝3679.2.1安裝SETUP.EXE程序3679.2.2對安裝完成的軟件進行注冊3679.3ICC AVR導游3689.3.1起步3689.3.2C程序的剖析3699.4ICC AVR的IDE環境3709.4.1編譯一個單獨的文件3709.4.2創建一個新的工程3709.4.3工程管理3719.4.4編輯窗口3719.4.5應用構筑向導3719.4.6狀態窗口3719.4.7終端仿真3719.5C庫函數與啟動文件3729.5.1啟動文件3729.5.2常用庫函數3729.5.3字符類型庫3739.5.4浮點運算庫3749.5.5標準輸入/輸出庫3759.5.6標準庫和內存分配函數3769.5.7字符串函數3779.5.8變量參數函數3799.5.9堆棧檢查函數3799.6AVR硬件訪問的編程3809.6.1訪問AVR的底層硬件3809.6.2位操作3809.6.3程序存儲器和常量數據3819.6.4字符串3829.6.5堆棧3839.6.6在線匯編3839.6.7I/O寄存器3849.6.8絕對內存地址3849.6.9C任務3859.6.10中斷操作3869.6.11訪問UART3879.6.12訪問EEPROM3879.6.13訪問SPI3889.6.14相對轉移/調用的地址范圍3889.6.15C的運行結構3889.6.16匯編界面和調用規則3899.6.17函數返回非整型值3909.6.18程序和數據區的使用3909.6.19編程區域3919.6.20調試3919.7應用舉例*3929.7.1讀/寫口3929.7.2延時函數3929.7.3讀/寫EEPROM3929.7.4AVR的PB口變速移位3939.7.5音符聲程序3939.7.68字循環移位顯示程序3949.7.7鋸齒波程序3959.7.8正三角波程序3969.7.9梯形波程序396附錄1AT89系列單片機簡介398附錄2AT94K系列現場可編程系統標準集成電路401附錄3指令集綜合404附錄4AVR單片機選型表408參 考 文 獻412
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AVR單片機應用設計:AVR單片機是美國ATMEL公司1997年推出的單片機系列。本書以其代表型號AT90S8535為主線，講述該系列單片機的內部結構、開發工具、指令系統、各種接口及其應用程序舉例和設計方法。學習了這種功能較全的單片機，對于AVR系列其他型號單片機的應用就可以舉一反三。 AVR單片機具有高速度、高保密性、低功耗的特點。AT90S8535內含可反復編程的Flash程序存儲器、SRAM和EEPROM兩種數據存儲器、定時器/計數器、方向可定義的I/O口、同步串行口、異步串行口、A/D轉換器及PWM等豐富的內部資源。一般的應用系統只需此一塊芯片即可實現智能化。
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C51單片機是我們生活中最常用的系列,MCS-51系列單片機有4個并行口(P0,P1,P2,P3口),但對一個稍微復雜的應用系統來說,真正可供用戶使用的并行口,只有P1口可用,況且常常因擴展I2C和SPI的器件需占用某些P1口,迫使用戶不得不擴展并行口以滿足實際的需要。習慣上,常用的并行口接口芯片有8255、8155,這兩種芯片功能比較齊全,可以使用在相對比較復雜的系統中,但如是對一般的系統而言,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來進行并行口的擴展,這樣就能充分利用單片機有限的I/O資源,在本設計中是將P1口擴展成一個或幾個8位并行口,在每一個八位口上接入8個發光二極管做為輸出,二極管是做開關量來使用的,在這里設計了跑馬燈和流水燈程序,做到對開關量的開斷控制;配合開關量的控制筆者設計了一個共陽LED數碼管,用來顯示當前發光二極管發亮的序號,做到更加直觀的雙重控制效果,然后再將P0口通過D/A轉換器和一放大器輸出一個模擬信號,其結果可以通過示波器看出。這樣整個系統即有了數字信號輸出和模擬信號輸出,也有數碼管顯示功能,實用性能大提高了。2、 基于89C51的系統硬件設計2.1 并行口的擴展的電路設計 眾所周知,C51系列的單片機都有四個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,所以這次設計,我們就是使用閑置不用的P3口做為選能信號線來將P1口進行并行口擴展。 (1) 種方式的并行口擴展優點 連線簡單; 不占用存儲器空間; (2) 編程也方便靈活。但也有很大的缺點 并行口擴展能力有限,(如使用74LS573(74LS373)且不進行驅動處理,則最多可擴展4個同樣類型的并行輸出端口,當然還需要與之對應的四個選通信號。) 如擴展較多,選通信號占用并行口位數太多,例如欲擴展8個并行輸出端口,則需要8個選能信號,此時,僅選能信號就占用了一個8位并行口,這對在I/O端口線有限的單片機系統中,如此浪費資源的現象是不能容忍的。在本次的設計中,采用芯片74HC573(帶三態輸出的八進制透明D型鎖存器)對P1口進行了一個8位并行口的擴展,選通信號選用P3口的P3.3引腳。原理圖如圖1所示:
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單片機應用技術選編(1) 第一章 單片機系統綜合應用技術 11.1 且使用 8098單片機的幾點體會 2 1.2 單片機的冷啟動與熱啟動 31.3 大容量動態存儲器在單片機系統中的應用111.4 MCS－51單片機系統中動態 RAM的刷新技巧141.5 MCS－51單片機系統中外RAM空間超64KB的擴展方法161.6 8031單片機P0口和P2口的應用開發 181.7 74LＳ164在 8031單片機中的兩種用法261.8 用于 8031單片機的快速I/O接口281.9 MCS－51定時器定時常數初值的精確設定法301.10 8253的翻轉問題及 MC6840的替代方法321.11 MCS－51單片機外部中斷源的擴展設計351.12 MCS－51單片機多外中斷擴展方法401.13 用優先權編碼器74LＳ348擴展51系列單片機的外中斷源421.14 用優先權編碼器74LＳ148擴展51系列單片機的外中斷源471.15 8031單片機與 BＧ5119A漢字庫的接口方法521.16 可背插 ＳRAM的日歷時鐘 DＳ1216及其應用551.17 實時日歷時鐘集成電路MＳM5832及其時序601.18 實時日歷時鐘集成電路MＳM5832的接口技術631.19 實時時鐘/日歷芯片MC146818及其應用671.20 與 ＳICE仿真器通訊的IBM-PC機通訊程序的改進741.21 代碼形式參數匯編子程序的應用821.22 單片機應用系統中的查表程序設計861.23 用狀態綜合法設計鍵盤監控程序901.24 單片機系統程序的加密技術961.25 MCS－96單片機程序保密的幾種方法1001.26 ＧAL輸出宏單元原理及使用105 1.27 通用陣列邏輯 ＧAL應用于步進電機控制實例110 第二章 傳感器與前向通道接口技術1172.1 集成溫度傳感器 LM134及其應用1182.2 AD590集成溫度一電流傳感器原理及應用1242.3 集成溫度傳感器 AD590的應用1292.4 GS－800和 GS－130可燃氣體傳感器1332.5 集成化霍爾開關傳感器1352.6 一種新穎實用的氧氣/頻率轉換電路1392.7 MCS－51單片機與數字式溫度傳感器的接口設計1422.8 數字式溫度傳感器 ＳWC與 8031的接口及應用1452.9 低成本高精度壓力傳感器微機接口設計1472.10 峰值檢測電路原理及應用1512.11 用 LF398制作的實用峰值和谷值保持電路1532.12 AD637集成真有效值轉換器1562.13 傳感器信號調理模塊 ＺB311622.14 2B31模塊在稱重智能儀表中的應用1662.15 傳感器信號調理模塊 2B30/2B31及其應用1692.16 高精度光纖位移測量系統的電路設計1752.17 集成電壓一電流轉換器 XTR100的工作原理及應用1792.18 傳感器信號變送器 F693及其應用1852.19 一種用兩片 VFC32構成的隔離放大器電路1912.20 實用線性隔離放大器1922.21 電橋放大電路中 7650的一些應用問題1942.22 A/D轉換器 ICL7109的應用研究1962.23 5Ｇ14433模數轉換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數轉換器及其使用2042.25 16位 A/D轉換器 ADC1143及其與 80C31單片機的接口2082.26 串行 I/O D/A A/D轉換器與單片機的接口2132.27 單片機應用系統中的數字化傳感器接口技術2162.28 ADVFC32 A/D轉換接口技術2202.29 V/F和 F/V轉換器 TD650原理與應用2242.30 AD650與 MC－51單片機的接口技術2302.31 利用VCＯ電路與單片機接口實現A/D轉換2352.32 LM2907/2917系列F/V變換器在汽車檢測中的應用2382.33 單信號多通道輸入法改善 A/D轉換器性能2412.34 用多片 A們轉換芯片提高 A/D轉換速度2452.35 實時數控增益調整與浮點 ADC電路2492.36 電荷耦合器件的單片機驅動2532.37 電荷耦合器件的結構原理與單片機的軟件定時驅動2582.38 利用模數轉換器提高轉換信號的線性度2622.39 利用微型機解決轉換中的非線性問題2682.40 利用非線性曲線存儲實現線性化的方法2702.41 輸出無非線性誤差的可變電壓源單臂電橋274 第三章 控制系統與后向通道接口技術2793.1 DAC1231與單片機 8031的接口技術2803.2 單路及多路 D八的光電隔離接口技術2843.3 光電隔離高壓驅動器2903.4 TRAIC型光耦在 8031后向通道接口的應用分析2913.5 ＧD－L型光控晶閘管輸出光耦合器2963.6 用于晶閘管過零觸發的幾種方式3003.7 固態繼電器3043.8 固態繼電器在交流電子開關中的應用3083.9 JCＧ型參數固態繼電器3123.10 JCＧ型參數固態繼電器的應用315 3.11 介紹幾種適用于印刷電路板的超小型電磁繼電器3193.12 用TWＨ8751集成電路構成微機控制的三步進電機驅動電源3223.13 3－4相步進電機控制器 5Ｇ87133253.14 5Ｇ0602報警電路及應用3283.15 兩種新型溫控光控兀的應用330 第四章 人機對話通道接口技術3334.1 單片機鍵盤接口設計3344.2 由電話機集成電路構成的單片機鍵盤接口電路3364.3 用 GAL設計的一種編碼鍵盤接口3384.4 用 CMOS電路構成的非編碼觸摸鍵盤3424.5 設計薄膜開關應注意的一些問題3454.6 觸摸式電子開關集成電路 5Ｇ673及其應用3504.7 8279用于撥碼盤及顯示器的接口設計3544.8 LED數碼管的構造與特點3584.9 LED數碼管的集成驅動器及配套器件3624.10 8279芯片的顯示接口分析及32位數碼管顯示驅動電路設計366 4.11 用三端可調穩壓塊代替LED顯示器的限流電阻3704.12 液晶顯示器件的構造與特點3714.13 LCD七段顯示器與單片機的接口3744.14 液晶顯示器與單片機的接口技術3764.15 可編程LCD控制驅動器PPD72253814.16 微機總線兼容的四位 LCD驅動電路 TSC7211AM3874.17 使用8255的雙極性歸零脈沖驅動液晶顯示器接口3914.18 DMC16230型 LCD顯示模塊的接口技術3954.19 點陣式液晶顯示器原理及應用4034.20 實用液晶顯示電路4094.21 8031控制的 CRT顯示控制接口4144.22 用 8031控制多臺彩色顯示器的實現方法4194.23 高級語言處理器--T6668的結構與典型電路4234.24 延長 T6668語言電路錄放時間的方法4294.25 T6668高級語音開發站4324.26 語言處理器 T6668在電話報警系統中的應用4354.27 新型語音處理器YYH16439 第五章 網絡、通訊控制與多機系統4415.1 IBM－PC/XT和單片機通訊系統的設計4425.2 IBM－PC/XT微機與單片機的兩種通訊接口4485.3 MCS－51單片機與 IBMPC微機的串行通訊4525.4 中央控制端與 MCS－51單片機間的數據通訊4595.5 IBMPC機與 MCS－51單片機的快速數據通訊4665.6 8031單片機與 PC－1500計算機的通訊4735.7 多片 MCS－51系統的一種串行通訊方式4775.8 多單片機處理系統并行通訊的實現4815.9 半雙工遠距離電流環多機通訊接口電路4855.10 多微機系統共享 RAM電路4905.11 串行通訊中的波特率設置4925.12 在MCS－51單片機的串行通訊中實現波特率的自動整定4965.13 J274和 J275在微機分布式測控系統中的應用5005.14 單電纜傳送雙向數據5045.15 新穎的多路遙控兀編譯碼器5055.16 DTMF在單片機無線數據通訊中的應用5085.17 MCS－8031單片機在紅外遙控裝置中的應用5155.18 一種實用光纖數字遙測系統5185.19 智能儀表通訊系統中一種冗余通道的設計5245.20 EIARＳ－232－C接口使用中的幾個問題528 第六章 電源、電源變換與電源監視5316.1 電源擴展電路5326.2 一種簡單的直流三倍壓電路533 6.3 直流電源變換集成電路5356.4 直流電壓變換器ICL7660的應用5376.5 一種廉價高精密基準電壓源5406.6 精密可調基準電壓源及其應用5416.7 引腳可編程精密基準電壓源AD584及其應用5496.8 幾種新型恒流源集成電路5536.9 CW334三端可調恒流源及應用5576.10 電源電壓監視用芯片TL7705CP簡介5606.11 電源電壓監視用芯片TL7700簡介5646.12 WMＳ7705B電源監視用芯片簡介5676.13 具有HMOS結構的MCS－51系列單片機提供后備電源的方法570 第七章 系統抗于擾技術5757.1 微型計算機系統的抗干擾措施5767.2 計算機應用系統抗干擾問題5797.3 微機在工業應用中的抗干擾措施5867.4 利用電源監視TL7705芯片的抗電源于擾新方法5917.5 利用電源監視芯片WMＳ7705的抗電源干擾新方法5947.6 具有浪涌抑制能力的 TVP 6017.7 瞬變電壓抑制M極管TVP的特性及應用6047.8 單片機實時控制軟件抗干擾編程方法的探討6077.9 一種簡單實用的微機死機自復位抗干擾技術6107.10 單片機程序的監視保護6127.11 軟件 WATCHDOG系統615 7.12 一種實用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測量系統的抗干擾措施619 第八章 應用實例6218.1 單片機在多功能函數發生器中的應用6228.2 單片機波形發生器6298.3 單片機控制的調幅波發生器6338.4 用 8031單片機解調時統信號6368.5 具有 114DB動態范圍的浮點數據采集系統6418.6 電熱恒溫箱單片微機控制系統6468.7 智能 I一、C丑測試儀的原理及設計6528.8 采用 LMＳ算法的單片機數字交流電橋6568.9 單片微機的數字相位測試儀6598.10 單片機的氣體流量測量6628.11 單片機的相關流量儀6688.12 723型可見分光光度計6758.13 多功能微電腦電子秤6798.14 智能路面回彈檢測儀6838.15 使用 CCD的單片機動態布面檢測系統6878.16 使用 CCD的單片機激光衍射測徑系統6908.17 使用 CCD的單片機動態線徑測量儀6958.18 使用CCD的單片機中型熱軋圓鋼直徑檢測儀7018.19 用 MCS－51單片微機實現織布機的監測7058.20 單片機在工頻參量測試中的應用7098.21 單片機 8098在直線電機控制中的應用715?
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九.輸入/輸出保護為了支持多任務，80386不僅要有效地實現任務隔離，而且還要有效地控制各任務的輸入/輸出，避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護80386采用I/O特權級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出，實現輸入/輸出保護。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權級(I/O Privilege Level)規定了可以執行所有與I/O相關的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權級。IOPL的值在如下圖所示的標志寄存器中。 標 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權級執行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令，由于這些指令與I/O有關，并且只有在滿足所列條件時才可以執行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見，當前特權級不在I/O特權級外層時，可以正常執行所列的全部I/O敏感指令；當特權級在I/O特權級外層時，執行CLI和STI指令將引起通用保護異常，而其它四條指令是否能夠被執行要根據訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述)，如果條件不滿足而執行，那么將引起出錯碼為0的通用保護異常。 由于每個任務使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個任務可以有不同的IOPL，并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意，這些I/O敏感指令在實模式下總是可執行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執行是很不方便的，不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權級3執行的應用程序要么可訪問所有I/O地址，要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反，只允許任務甲的應用程序訪問部分I/O地址，只允許任務乙的應用程序訪問另一部分I/O地址，以避免任務甲和任務乙在訪問I/O地址時發生沖突，從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發生沖突。 因此，在IOPL的基礎上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進制位串組成。位串中的每一位依次對應一個I/O地址，位串的第0位對應I/O地址0，位串的第n位對應I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對應的I/O地址m可以由在任何特權級執行的程序訪問；否則對應的I/O地址m只能由在IOPL特權級或更內層特權級執行的程序訪問。如果在I/O外層特權級執行的程序訪問位串中位值為1的位所對應的I/O地址，那么將引起通用保護異常。 I/O地址空間按字節進行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下，當一條I/O指令涉及多個I/O地址時，只有這多個I/O地址所對應的I/O許可位圖中的位都為0時，該I/O指令才能被正常執行，如果對應位中任一位為1，就會引起通用保護異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K，所以構成I/O許可位圖的二進制位串最大長度是64K個位，即位圖的有效部分最大為8K字節。一個任務實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠小于這個數目。 當前任務使用的I/O許可位圖存儲在當前任務TSS中低端的64K字節內。I/O許可位圖總以字節為單位存儲，所以位串所含的位數總被認為是8的倍數。從前文中所述的TSS格式可見，TSS內偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達8K字節，所以開始偏移應小于56K，但必須大于等于104，因為TSS中前104字節為TSS的固定格式，用于保存任務的狀態。 1.I/O訪問許可檢查細節保護模式下處理器在執行I/O指令時進行許可檢查的細節如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，則直接轉步驟(8)；(2)取得I/O位圖開始偏移；(3)計算I/O地址對應位所在字節在I/O許可位圖內的偏移；(4)計算位偏移以形成屏蔽碼值，即計算I/O地址對應位在字節中的第幾位；(5)把字節偏移加上位圖開始偏移，再加1，所得值與TSS界限比較，若越界，則產生出錯碼為0的通用保護故障；(6)若不越界，則從位圖中讀對應字節及下一個字節；(7)把讀出的兩個字節與屏蔽碼進行與運算，若結果不為0表示檢查未通過，則產生出錯碼為0的通用保護故障；(8)進行I/O訪問。設某一任務的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結束字節TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執行，有些會引起通用保護異常： in al,21h ;(1)正常執行 in al,47h ;(2)引起異常 out 20h,al ;(3)正常實行 out 4eh,al ;(4)引起異常 in al,20h ;(5)正常執行 out 20h,eax ;(6)正常執行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執行 由上述I/O許可檢查的細節可見，不論是否必要，當進行許可位檢查時，80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節。目的是為了盡快地執行I/O許可檢查。一方面，常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節。例如，上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進行檢查，其低位是某個字節的最高位，高位是下一個字節的最低位。可見即使只要檢查兩個位，也可能需要讀取兩個字節。另一方面，最多檢查四個連續的位，即最多也只需讀取兩個字節。所以每次要讀取兩個字節。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此，為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節時產生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節，即0FFH。此全1的字節應填加在最后一個位圖字節之后，TSS界限范圍之前，即讓填加的全1字節在TSS界限之內。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖的有效部分就有8K字節，I/O許可檢查全部根據全部根據該位圖進行。當TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖有效部分就不到8K字節，于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據位圖進行，而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認為不可訪問而引起通用保護故障。因為這時會發生字節越界而引起通用保護異常，所以在這種情況下，可認為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點，可大大節約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元，也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標志保護輸入輸出的保護與存儲在標志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關，顯然不能允許隨便地改變IOPL，否則就不能有效地實現輸入輸出保護。類似地，對EFLAGS中的IF位也必須加以保護，否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外，EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊，只有在較高特權級執行的程序才能執行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權級下對這三個字段的處理情況。 不同特權級對標志寄存器特殊字段的處理 特權級 VM標志字段 IOPL標志字段 IF標志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0 不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見，只有在特權級0執行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相對于IOPL同級或更內層特權級執行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同，在特權級不滿足上述條件的情況下，當執行POPF指令和IRET指令時，如果試圖修改這些字段中的任何一個字段，并不引起異常，但試圖要修改的字段也未被修改，也不給出任何特別的信息。此外，指令POPF總不能改變VM位，而PUSHF指令所壓入的標志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護的實例。演示內容包括：I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權指令引起的異常；使用段間調用指令CALL通過任務門調用任務，實現任務嵌套。 1.演示步驟實例演示的內容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實模式下做必要準備后，切換到保護模式；(2)進入保護模式的臨時代碼段后，把演示任務的TSS段描述符裝入TR，并設置演示任務的堆棧；(3)進入演示代碼段，演示代碼段的特權級是0；(4)通過任務門調用測試任務1。測試任務1能夠順利進行；(5)通過任務門調用測試任務2。測試任務2演示由于違反I/O許可位圖規定而導致通用保護異常；(6)通過任務門調用測試任務3。測試任務3演示I/O敏感指令如何引起通用保護異常；(7)通過任務門調用測試任務4。測試任務4演示特權指令如何引起通用保護異常；(8)從演示代碼轉臨時代碼，準備返回實模式；(9)返回實模式，并作結束處理。
上傳時間： 2013-12-11
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摘要：設計并實現了一個USB/EPP 轉接系統，給出其硬件設計方案并討論了相關技術細節， 使其實現USB 接口到EPP接口的相互數據轉發。使僅具有EPP 接口的傳統儀器設備借助于USB/EPP 轉接系統擁有USB 總線所提供的即插即用和設備插架特性， 方便其通過USB 接口靈活接入同時擁有多個外設的計算機主機系統。關鍵詞：USB；EPP；轉接系統中圖分類號：TP368.3 文獻標識碼：A文章編號:1008- 0570(2005)11- 2- 0166- 03 在傳統的I/O 模式中，計算機外設通常映射為CPU 中固定I/O 地址，要求由主機分配一個指定的IRQ 中斷請求。由于PC 機的端口和中斷資源有限，因而使外設的可擴展性受到局限；同時，隨著電腦應用的拓展，PC 機的外設接口越來越多，外設對系統資源的獨占性也容易導致系統資源沖突。由于各種外部設備不斷增加，容易導致各種I/O 沖突。由Intel、Compaq、Microsoft、IBM等廠商所提出的USB 總線標準，基于即插即用和設備插架技術，設備接入時不影響應用程序的運行，具有良好的可擴充性和擴展的方便性。目前USB 協議已經發展到了最新的2.0 版本，可支持峰值傳輸速率為480Mbps 的高速外設，可提供4～8 個USB 2.0 接口，同時通過USB 集線器（HUB）的擴展還可以支持多達127 個外設同時連接，基本上解決了各種外設同時存在同時使用的所有問題。基于USB 接口的上述優點，目前的計算機，特別是筆記本計算機基本上都只配備USB 接口，而取消了傳統的串口和并口，這對那些以前購置的需要與計算機進行通信而只有串口或并口的各種儀器的繼續使用造成了極大的障礙。 針對傳統的數字化儀器與計算機通信中存在的接口不足的問題，本文設計了一個USB/EPP 轉接系統，使其能夠從計算機的USB 接口接收數據，經過格式轉換，從USB/EPP 轉接系統的并行接口EPP 發送給傳統的儀器設備；同時也能夠從USB/EPP 轉接系統的并行接口EPP 接收數據，將其轉化為USB 幀格式，并發送到計算機的USB 接口。從而使僅具有EPP 接口的傳統儀器設備借助于USB/EPP 轉接系統，可以繼續正常使用。2 USB 總線2.1 USB 系統描述及總線協議USB 是一種電纜總線，支持在主機和各種即插即用外設之間進行數據傳輸。由主機預定的標準協議使各種設備分享USB 帶寬，當其它設備和主機在運行時，總線允許添加、設置、使用以及拆除外設，這為多個儀器設備共享同一個主計算機提供了可能。USB 協議采用了管道模型的軟硬件協議，摒棄了一般外設協議的端口映射方式，從而有效地避免了計算機應用系統I/O 端口地址沖突。根據功能劃分，一個USB 系統由三個部分組成：即USB 互連、USB 主機和USB 設備。圖1 給出了USB系統的通用拓撲結構。
上傳時間： 2013-10-09
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如同今天的許多通用單片機(MCU)已經把USB、CAN和以太網作為標準外設集成在芯片內部一樣，越來越多的無線網絡芯片和無線網絡解決方案也在向集成SoC 方向發展，比如第一代產品，Nordic公司nRF905，Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機.這些無線單片機適合一般的點對點和點對多點的私有網絡應用，如單一產品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑，工業無線網絡作為面向工業和家庭自動化的網絡技術也正在向著智能，標準和節能方向發展。 目前在工業控制和消費電子領域使用的無線網絡技術有ZigBee、無線局域網(Wi-Fi)、藍牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業務、 ISM、IrDA等， 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當然還有大量的私有和專用無線網絡在工業控制和消費電子裝置中使用，其中ZigBee、GPRS是在目前在國內工業控制中討論和使用比較多的兩種，藍牙和無線局域網是在消費電子產品如手機、耳機、打印機、照相機和家庭中小企業網絡中廣泛使用的無線協議(個別工業產品也有應用，如無線視頻監控和汽車音響系統)，當然私有無線網絡技術和產品在工業也有很多的應用。 ZigBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網絡技術，工作在2.4GHz國際免執照的頻率，在IEEE標準上它和無線局域網、藍牙同屬802家族中的無線個人區域網絡， ZigBee是有兩部分組成，物理和鏈路層符合IEEE802.15.4， 網絡和應用層符合ZigBee聯盟的規范。ZigBee聯盟是在2002年成立的非盈利組織，有包括TI、霍尼威爾、華為在內兩百多家成員， ZigBee聯盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協議的平臺， 制定網絡層和應用架構的公共規范，希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業自動控制和電腦外設等多方面普及ZigBee標準。 GPRS是在現有的GSM 網絡發展出來的分組數據承載業務，它工作在標準的GSM頻率，由于是一個分組交換系統，它適合工業上的突發，少量的數據傳輸，還因為GSM網絡覆蓋廣泛，永遠在線的特點，GPRS特點適合工業控制中的遠程監控和測量系統。在工業控制應用中GPRS 芯片一般是以無線數傳模塊形式出現的，它通過RS232全雙工接口和單片機連接，軟件上這些模塊都內置了GPRS，PPP和TCP/IP協議，單片機側通過AT指令集向模塊發出測試，連接和數據收發指令，GPRS模塊通過中國移動cmnet進入互聯網和其他終端或者服務器通訊。目前市場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模塊有區分自帶TCP/IP協議和不帶協議兩種，一般來講，如果是單片機側有嵌入式操作系統和TCP/IP協議支持的話或者應用的要求只是收發短信和語音功能的話，可以選擇不帶協議的模塊。 先進的SoC技術正在無線應用領域發揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機， 見圖1，它把協議棧z-stack集成在芯片內部的閃存里面， 具有穩定可靠的CC2420收發器，增強性的8051內核，8KRAM，外設有I/O 口，ADC，SPI，UART 和AES128 安全協處理器，三個版本分別是32/64/128K的閃存，以128K為例，扣除基本z-stack協議還有3/4的空間留給應用代碼，即使完整的ZigBee協議，還有近1/2的空間留給應用代碼，這樣的無線單片機除了處理通訊協議外，還可以完成一些監控和顯示任務。這樣無線單片機都支持通過SPI或者UART與通用單片機或者嵌入式CPU結合。 2008年4月發表CC2480新一代單片ZibBee認證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機結合的例子。圖1 CC2430應用電路 工業控制領域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似，集成了HC08單片機核心， 16/32/64K 閃存，外設有GPIO， I2C和ADC， 軟件是Beestack 協議，只是最多4K RAM 對于更多的任務顯得小了些。但是憑借32位單片機Coldfire和系統軟件方面經驗和優勢， 飛思卡爾在滿足用戶應用的彈性需求方面作的更有特色，它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案，見圖2。
上傳時間： 2013-11-02
上傳用戶：momofiona
微處理器及微型計算機的發展概況 第一代微處理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040為代表的四位微處理機。 第二代微處理機（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。 第三代微處理機 第三代微機是以16位機為代表，基本上是在第二代微機的基礎上發展起來的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基礎發展起來的；M68000是Motorola公司在M6800 的基礎發展起來的； 第四代微處理機 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU為代表， 第五代微處理機的發展更加迅猛，1993年3月被命名為PENTIUM的微處理機面世，98年PENTIUM 2又被推向市場。 INTEL CPU 發展歷史Intel第一塊CPU 4004,4位主理器,主頻108kHz,運算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百萬條指令),集成晶體管2,300個,10微米制造工藝,最大尋址內存640 bytes,生產曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主頻5M,運算速度0.37MIPs,集成晶體管6,500個,3微米制造工藝,最大尋址內存64KB,生產曰期1976年 8086,16位主理器,主頻4.77/8/10MHZ,運算速度0.75MIPs,集成晶體管29,000個,3微米制造工藝,最大尋址內存1MB,生產曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主頻25/33/50/66/75/100MHZ,總線頻率33/50/66MHZ,運算速度20~60MIPs,集成晶體管1.2M個,1微米制造工藝,168針PGA,最大尋址內存4GB,緩存8/16/32/64KB,生產曰期1989年4月 Celeron一代, 主頻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), 總線頻率66MHz,0.25微米制造工藝,生產曰期1998年4月) Pentium 4 (478針),至今分為三種核心:Willamette核心(主頻1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工藝),Northwood核心(主頻1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工藝, 二級緩存512K),Prescott核心(主頻2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工藝,1M二級緩存,13條全新指令集SSE3),生產曰期2001年7月. 更大的緩存、更高的頻率、 超級流水線、分支預測、亂序執行超線程技術 微型計算機組成結構單片機簡介單片機即單片機微型計算機，是將計算機主機(CPU、 內存和I/O接口)集成在一小塊硅片上的微型機。 三、計算機編程語言的發展概況 機器語言 機器語言就是0，1碼語言，是計算機唯一能理解并直接執行的語言。匯編語言 用一些助記符號代替用0，1碼描述的某種機器的指令系統，匯編語言就是在此基礎上完善起來的。高級語言 BASIC，PASCAL，C語言等等。用高級語言編寫的程序稱源程序，它們必須通過編譯或解釋，連接等步驟才能被計算機處理。 面向對象語言 C++，Java等編程語言是面向對象的語言。 1.3 微型計算機中信息的表示及運算基礎（一） 十進制ND有十個數碼：0～9，逢十進一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加權展開式以10稱為基數，各位系數為0～9，10i為權。 一般表達式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… （二） 二進制NB兩個數碼：0、1, 逢二進一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加權展開式以2為基數，各位系數為0、1， 2i為權。 一般表達式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… （三）十六進制NH十六個數碼0～9、A～F，逢十六進一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展開式以十六為基數，各位系數為0～9，A～F，16i為權。 一般表達式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同進位計數制之間的轉換 （二）二進制與十六進制數之間的轉換 24=16 ，四位二進制數對應一位十六進制數。舉例：（三）十進制數轉換成二、十六進制數整數、小數分別轉換 1.整數轉換法“除基取余”：十進制整數不斷除以轉換進制基數，直至商為0。每除一次取一個余數，從低位排向高位。舉例： 2. 小數轉換法“乘基取整”：用轉換進制的基數乘以小數部分，直至小數為0或達到轉換精度要求的位數。每乘一次取一次整數，從最高位排到最低位。舉例： 三、帶符號數的表示方法 機器數：機器中數的表示形式。真值： 機器數所代表的實際數值。舉例:一個8位機器數與它的真值對應關系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 機器數：[X1]機= 01010100 [X2]機= 11010100(二)原碼、反碼、補碼最高位為符號位，0表示 “+”，1表示“－”。 數值位與真值數值位相同。 例 8位原碼機器數： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 機器數： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原碼表示簡單直觀,但0的表示不唯一，加減運算復雜。 正數的反碼與原碼表示相同。 負數反碼符號位為 1，數值位為原碼數值各位取反。 例 8位反碼機器數： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、補碼（Two’s Complement）正數的補碼表示與原碼相同。 負數補碼等于2n－abs（x）8位機器數表示的真值四、 二進制編碼例：求十進制數876的BCD碼 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符編碼 美國標準信息交換碼ASCII碼，用于計算 機與計算機、計算機與外設之間傳遞信息。 3、漢字編碼 “國家標準信息交換用漢字編碼”（GB2312-80標準），簡稱國標碼。 用兩個七位二進制數編碼表示一個漢字 例如“巧”字的代碼是39H、41H漢字內碼例如“巧”字的代碼是0B9H、0C1H1·4 運算基礎 一、二進制數的運算加法規則：“逢2進1” 減法規則：“借1當2” 乘法規則：“逢0出0，全1出1”二、二—十進制數的加、減運算 BCD數的運算規則 循十進制數的運算規則“逢10進1”。但計算機在進行這種運算時會出現潛在的錯誤。為了解決BCD數的運算問題，采取調整運算結果的措施：即“加六修正”和“減六修正”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 ……調整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 進位 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 ……調整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 帶符號二進制數的運算 1.5 幾個重要的數字邏輯電路編碼器譯碼器計數器微機自動工作的條件程序指令順序存放自動跟蹤指令執行1.6 微機基本結構微機結構各部分組成連接方式1、以CPU為中心的雙總線結構；2、以內存為中心的雙總線結構；3、單總線結構CPU結構管腳特點 1、多功能；2、分時復用內部結構 1、控制; 2、運算; 3、寄存器; 4、地址程序計數器堆棧定義 1、定義；2、管理；3、堆棧形式
上傳時間： 2013-10-17
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單片機原理與應用《課程簡介》：單片機已成為電子系統中進行數據采集、信息處理、通信聯絡和實施控制的重要器件。通常利用單片機技術在各種系統、儀器設備或裝置中，形成嵌入式智能系統或子系統。因此，單片機技術是電類專業特別是電子信息類學生必須具備的基本功。本課程以51系列單片機為模型，主要向學生介紹單片機的基本結構、工作原理、指令系統與程序設計、系統擴展與工程應用。作為微機原理與接口技術的后續課程，本課程強調實踐環節，側重系統構成與應用設計。力求通過實踐環節，軟、硬結合，培養初步的單片機開發能力，并使其前導課程講授的基本概念得到綜合與深化。由于課時的限制，綜合性的應用設計安排在后續課程《微機應用系統設計》中進行。 課 程 內 容：第一章 單片微型計算機概述單片機的發展與應用 MCS-51系列單片機簡介第二章 MCS-51系列單片機結構MCS-51單片機基本結構 CPU 時序簡介 存儲器空間結構 片內RAM與SFR時鐘電路與復位電路 并行I/O口與總線擴展第三章 MCS-51單片機指令系統指令系統簡介數據傳送指令 數據處理指令 位處理指令 程序控制指令匯編語言程序設計方法 程序調試的常用方法第四章 SCB-I 單片單板機SCB-I 單片單板機結構簡介 監控系統簡介SCB-I 單片單板機的基本操作 第五章 單片機常用接口電路的軟、硬件設計LED顯示接口電路與應用編程鍵盤接口電路與應用編程計數器/定時器工作原理及其應用編程MCS-51中斷系統及其應用編程8255擴展并行接口及其應用編程串行通信接口及其應用編程A/D與D/A轉換接口及其應用編程*第六章 單片機應用系統設計舉例第七章 單片機開發工具簡介* 加“*”為選講內容教學要求：1、 了解單片機的一般性概念及單片機技術的發展。2、 掌握51系列單片機的基本結構與工作原理。3、 掌握51系列單片機的指令系統與程序設計的基本方法。4、 以單片單板機為樣板，掌握51系列單片機的系統擴展設計。5、 通過實驗，掌握單片機常用接口電路的軟硬件設計及其應用。6、 以上為本課程的基本要求。作為提高要求，對有能力、有興趣的學生，若能較快地完成基本實驗，可在規定課時內安排有一定難度的綜合性實驗，以提高其應用設計的能力。 課時安排和考核方式：1、 講課40學時，實驗20學時，課內外學時比 1:2 ；（實驗從第七周開始，7個基本實驗，選做1個綜合實驗）2、 考核方式平時考查 20實驗考核 40（含實驗過程、實驗驗收與實驗報告）期末筆試 40參考書：《MCS-51單片機應用設計》 張毅剛 等編 哈爾濱工業大學出版社《MCS-51系列單片機原理及應用》 孫涵芳 徐愛卿 編著 北京航空航天大學出版社《單片微機與測控技術》 趙秀菊 等編 東南大學出版社《單片微型機原理、應用與實驗》 張友德 等編 復旦大學出版社 《單片機實驗》 肖璋 雷兆宜 編 暨南大學講義
上傳時間： 2014-01-08
上傳用戶：417313137
C8051F040/1/2/3/4/5/6/7混合信號ISP FLASH 微控制器數 據 手 冊 C8051F04x 系列器件是完全集成的混合信號片上系統型MCU，具有64 個數字I/O 引腳（C8051F040/2/4/6）或32 個數字I/O 引腳（C8051F041/3/5/7），片內集成了一個CAN2.0B 控制器。下面列出了一些主要特性；有關某一產品的具體特性參見表1.1。 高速、流水線結構的8051 兼容的CIP-51 內核（可達25MIPS） 控制器局域網（CAN2.0B）控制器，具有32 個消息對象，每個消息對象有其自己的標識 全速、非侵入式的在系統調試接口（片內） 真正12 位（C8051F040/1）或10 位（C8051F042/3/4/5/6/7）、100 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關 允許高電壓差分放大器輸入到12/10 位ADC（60V 峰-峰值），增益可編程 真正8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開關（C8051F040/1/2/3） 兩個12 位DAC，具有可編程數據更新方式（C8051F040/1/2/3） 64KB（C8051F040/1/2/3/4/5）或32KB（C8051F046/7）可在系統編程的FLASH 存儲器 4352（4K+256）字節的片內RAM 可尋址64KB 地址空間的外部數據存儲器接口 硬件實現的SPI、SMBus/ I2C 和兩個UART 串行接口 5 個通用的16 位定時器 具有6 個捕捉/比較模塊的可編程計數器/定時器陣列 片內看門狗定時器、VDD 監視器和溫度傳感器具有片內VDD 監視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器的C8051F04x 系列器件是真正能獨立工作的片上系統。所有模擬和數字外設均可由用戶固件使能/禁止和配置。FLASH 存儲器還具有在系統重新編程能力，可用于非易失性數據存儲，并允許現場更新8051 固件。片內JTAG 調試電路允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU 進行非侵入式（不占用片內資源）、全速、在系統調試。該調試系統支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持斷點、觀察點、單步及運行和停機命令。在使用JTAG 調試時，所有的模擬和數字外設都可全功能運行。每個MCU 都可在工業溫度范圍（-45℃到+85℃）工作，工作電壓為2.7 ~ 3.6V。端口I/O、/RST和JTAG 引腳都容許5V 的輸入信號電壓。C8051F040/2/4/6 為100 腳TQFP 封裝（見圖1.1 和圖1.3的框圖）。C8051F041/3/5/7 為64 腳TQFP 封裝（見圖1.2 和圖1.4 的框圖）。
上傳時間： 2013-10-24
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