PIC16F877 單片機的鍵盤和LED 數(shù)碼顯示接口 1 PIC16F877單片機與鍵盤和LED數(shù)碼顯示的硬件接口電路單片機的許多應(yīng)用都需要進行人機對話，最簡單的人機對話需要LED 數(shù)碼管顯示數(shù)字和少量字符；鍵盤是解決計算機輸入的簡單手段；借此可以向計算機輸入程序、置數(shù)、送操作命令、控制程序的執(zhí)行等等，所以使用非常廣泛。圖1 鍵盤、LED數(shù)碼顯示與PIC16F877 單片機的接口電路本例中采用8 個按鍵組成的小鍵盤，4 只共陰極的LED 數(shù)碼管，采用4 片74LS373 驅(qū)動數(shù)碼管，采用的驅(qū)動方法是靜態(tài)方式。使用1 片74LS245 作為鍵盤的接口；這些外圍器件與PIC16F877 單片機的接口電路如圖1 所示，這種連接方法與51 系列的單片機連接方法一樣，其他的連接方法還有好幾種，PIC16F877 單片機的鍵盤輸入接法還有其他特殊而十分方便好用的方式。8 鍵鍵盤通過74LS245 與單片機相連，鍵盤按鍵狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸入由RC3 輸出腳控制；當(dāng)RC3=“0”時，鍵盤狀態(tài)從74LS245 的A 端輸出到單片機的PORTB口，此時讀PORTB口的數(shù)據(jù)即為鍵盤狀態(tài)。為了及時地響應(yīng)鍵盤操作，需要經(jīng)常對鍵盤進行掃描；掃描的方式有許多種，我們將鍵盤的掃描程序安排在主程序的循環(huán)執(zhí)行過程中的方式，并采用20ms延遲來消除按鍵的抖動問題，此外，為了實現(xiàn)每按鍵一次只響應(yīng)一次的功能，在執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序之前，必須確保按鍵已經(jīng)松開；在本例中這一措施有效的防止了數(shù)據(jù)抖動過快的問題。LED 數(shù)碼顯示有動態(tài)掃描和靜態(tài)顯示兩種方式（圖1 采取的方式為靜態(tài)方式），在動態(tài)掃描方式中，各數(shù)碼顯示是輪流點亮的，即控制數(shù)碼顯示的位選信號和相應(yīng)的要顯示的數(shù)碼的字形代碼同時逐一送出，反復(fù)不已，由于視覺的暫留現(xiàn)象，卻好象全都點亮著，這種電路的接法以后再介紹。在靜態(tài)方式中，只要將數(shù)據(jù)送出鎖存以后，各數(shù)碼顯示的數(shù)據(jù)不需要刷新，只要數(shù)據(jù)不需改變，就可以不去管他，所以稱為靜態(tài)顯示。在圖1 電路中，輸出顯示的操作簡化為對74LS373 的并口操作而已。由于靜態(tài)方式的工作原理比較簡單，編程也比較直觀簡單，程序間的相互關(guān)聯(lián)很少。因此編程容易，但要增加硬件，成本較高；與之相比，動態(tài)掃描的編程雖然要復(fù)雜一些，但因其所用硬件少，成本低。由數(shù)碼轉(zhuǎn)化為字形代碼可采用軟件譯碼、硬件譯碼等兩種方式。軟件譯碼是將各數(shù)碼的字形代碼構(gòu)成一個表格存儲于內(nèi)存之中，在顯示數(shù)碼時，通過執(zhí)行查表程序而得到相應(yīng)的字形代碼，再將之送入數(shù)碼顯示輸出電路進行顯示，本例即采用這種方式，這種方式的編程與單片機有關(guān)，在程序中給出了PIC16F877 的編程例程，對需要熟悉PIC16F877 單片機的人員有一定的參考價值。硬件譯碼則采用CD4511、74LS46、74LS47、74LS48、74LS49等BCD 碼—7段鎖存、譯碼、驅(qū)動芯片直接譯出字形代碼，點亮LED。74LS373 由LE 端對要顯示的數(shù)據(jù)進行鎖存控制，實現(xiàn)LED 的靜態(tài)顯示。采用了PIC16F877 的端口輸出操作，模擬74LS373 的數(shù)據(jù)鎖存時序，即由軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存，這種方法可以十分容易的改變時序和延遲長短，使高速設(shè)備可以與低速設(shè)備聯(lián)系配合好，設(shè)計簡單方便，不好的地方是編程較長和稍微復(fù)雜一點。這種編程方法在下面的程序中有很好的體現(xiàn)。
上傳時間： 2013-10-29
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AT89C51單片機溫度控制系統(tǒng):本系統(tǒng)以AT89C51單片機系統(tǒng)為控制核心，用線性度好 靈敏度高的集成溫度傳感器AD590及分辨率高、噪聲低的A／D轉(zhuǎn)換器進行溫度采集，采用線性數(shù)字校正和數(shù)字濾波技術(shù)，增強系統(tǒng)的靈敏度和抗干擾能力。關(guān)鍵詞：溫度測控；單片機；PID控制 溫度測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，設(shè)計中假定被控對象為lL凈水，采用lkW 電爐進行加熱。本設(shè)計主要以微控制器為控制核心，利用PID控制算法進行水溫度的恒溫控制。
上傳時間： 2013-10-31
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SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu) 從第一章中SPCE061A的結(jié)構(gòu)圖可以看出SPCE061A的結(jié)構(gòu)比較簡單，在芯片內(nèi)部集成了ICE仿真電路接口、FLASH程序存儲器、SRAM數(shù)據(jù)存儲器、通用IO端口、定時器計數(shù)器、中斷控制、CPU時鐘、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器AD、DAC輸出、通用異步串行輸入輸出接口、串行輸入輸出接口、低電壓監(jiān)測低電壓復(fù)位等若干部分。各個部分之間存在著直接或間接的聯(lián)系，在本章中我們將詳細的介紹每個部分結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。2.1 μ’nSP™的內(nèi)核結(jié)構(gòu)μ’nSP™的內(nèi)核如0所示其結(jié)構(gòu)。它由總線、算術(shù)邏輯運算單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成，右邊文字為各部分簡要說明。算術(shù)邏輯運算單元ALUμ’nSP™的ALU在運算能力上很有特色，它不僅能做16位基本的算術(shù)邏輯運算，也能做帶移位操作的16位算術(shù)邏輯運算，同時還能做用于數(shù)字信號處理的16位×16位的乘法運算和內(nèi)積運算。1． 16位算術(shù)邏輯運算不失一般性，μ’nSP™與大多數(shù)CPU類似，提供了基本的算術(shù)運算與邏輯操作指令，加、減、比較、取補、異或、或、與、測試、寫入、讀出等16位算術(shù)邏輯運算及數(shù)據(jù)傳送操作。2． 帶移位操作的16位算邏運算對圖2.1稍加留意，就會發(fā)現(xiàn)μ’nSP™的ALU前面串接有一個移位器SHIFTER，也就是說，操作數(shù)在經(jīng)過ALU的算邏操作前可先進行移位處理，然后再經(jīng)ALU完成算邏運算操作。移位包括：算術(shù)右移、邏輯左移、邏輯右移、循環(huán)左移以及循環(huán)右移。所以，μ’nSP™的指令系統(tǒng)里專有一組復(fù)合式的‘移位算邏操作’指令；此一條指令完成移位和算術(shù)邏輯操作兩項功能。程序設(shè)計者可利用這些復(fù)合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進而增加程序代碼密集度 (Code Density)。在微控制器應(yīng)用中，如何增加程序代碼密集度是非常重要的議題；提高程序代碼密集度意味著：減少程序代碼的大小，進而減少ROM或FLASH的需求，以此降低系統(tǒng)成本與增加執(zhí)行效能。
上傳時間： 2013-10-10
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含原理圖+電路圖+程序的波形發(fā)生器:在工作中，我們常常會用到波形發(fā)生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現(xiàn)在的波形發(fā)生器都采用單片機來構(gòu)成。單片機波形發(fā)生器是以單片機核心，配相應(yīng)的外圍電路和功能軟件，能實現(xiàn)各種波形發(fā)生的應(yīng)用系統(tǒng)，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上，對其合理的調(diào)配和使用，從而完成波形發(fā)生的任務(wù)。 波形發(fā)生器的技術(shù)指標(biāo)：（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(shè)計1、 機器通電后，系統(tǒng)進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，等待用戶輸入設(shè)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(shè)置，使系統(tǒng)進入設(shè)置狀態(tài)，相應(yīng)的數(shù)碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設(shè)置狀態(tài)后，輸入0~9等數(shù)字鍵，（數(shù)字鍵僅在設(shè)置狀態(tài)時，有效）為欲輸出的波形設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，LED將參數(shù)顯示在面板上；4、 如果在設(shè)置中，要改變已設(shè)定的參數(shù)，可按下“CL”鍵，清除所有已設(shè)定參數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當(dāng)必要的參數(shù)設(shè)定完畢后，所有參數(shù)顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統(tǒng)會將各波形參數(shù)傳遞到波形產(chǎn)生模塊中，以便控制波形發(fā)生，實現(xiàn)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(fā)生器開始輸出滿足參數(shù)的波形信號，面板上相應(yīng)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(shù)；7、 波形發(fā)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(shè)置參數(shù)，設(shè)置過程如上所述，如果不改變參數(shù)，可按下“EN”鍵，繼續(xù)輸出原波形信號；8、 要停止波形發(fā)生器的使用，可按下復(fù)位按鈕，將系統(tǒng)復(fù)位，然后關(guān)閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應(yīng)用，性能價格高的常用芯片來構(gòu)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(qū)動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發(fā)生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉(zhuǎn)換（D/ A）電路和電源線路等四部分構(gòu)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(shù)設(shè)置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產(chǎn)生定時中斷；形成波形的數(shù)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(shè)，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復(fù)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(zé)與8255，0832的數(shù)據(jù)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(jīng)過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內(nèi)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(fā)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(nèi)部有兩個定時器/計數(shù)器，在波形發(fā)生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應(yīng)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(shè)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(qū)動6位數(shù)碼管動態(tài)顯示； 提供響應(yīng)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(qū)動器ULN2803A，6位共陰極數(shù)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(tài)，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(nèi)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(shù)字編碼轉(zhuǎn)換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構(gòu)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(nèi)的鎖存器送數(shù)字編碼，不同的編碼會產(chǎn)生不同的輸出值，在本發(fā)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(diào)的。0832（2）用于產(chǎn)生各種波形信號，單片機在波形產(chǎn)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(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構(gòu)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(fù)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(xù)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(qū)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(fā)生器提供直流能量；構(gòu)成由變壓器、整流硅堆，穩(wěn)壓塊7805組成。220V的交流電，經(jīng)過開關(guān)，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(wěn)定，使用7805進行穩(wěn)壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
標(biāo)簽： 波形發(fā)生器 原理圖 電路圖 源程序
上傳時間： 2013-11-08
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用單片機AT89C51改造普通雙桶洗衣機：AT89C2051作為AT89C51的簡化版雖然去掉了P0、P2等端口，使I/O口減少了，但是卻增加了一個電壓比較器，因此其功能在某些方面反而有所增強，如能用來處理模擬量、進行簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換等。本文利用這一功能設(shè)計了一個數(shù)字電容表，可測量容量小于2微法的電容器的容量，采用3位半數(shù)字顯示，最大顯示值為1999，讀數(shù)單位統(tǒng)一采用毫微法（nf），量程分四檔，讀數(shù)分別乘以相應(yīng)的倍率。電路工作原理 本數(shù)字電容表以電容器的充電規(guī)律作為測量依據(jù)，測試原理見圖1。電源電路圖。 壓E+經(jīng)電阻R給被測電容CX充電，CX兩端原電壓隨充電時間的增加而上升。當(dāng)充電時間t等于RC時間常數(shù)τ時，CX兩端電壓約為電源電壓的63.2%，即0.632E+。數(shù)字電容表就是以該電壓作為測試基準(zhǔn)電壓，測量電容器充電達到該電壓的時間，便能知道電容器的容量。例如，設(shè)電阻R的阻值為1千歐，CX兩端電壓上升到0.632E+所需的時間為1毫秒，那么由公式τ=RC可知CX的容量為1微法。 測量電路如圖2所示。A為AT89C2051內(nèi)部構(gòu)造的電壓比較器，AT89C2051 圖2 的P1.0和P1.1口除了作I/O口外，還有一個功能是作為電壓比較器的輸入端，P1.0為同相輸入端，P1.1為反相輸入端，電壓比較器的比較結(jié)果存入P3.6口對應(yīng)的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部無引腳。電壓比較器的基準(zhǔn)電壓設(shè)定為0.632E+，在CX兩端電壓從0升到0.632E+的過程中，P3.6口輸出為0，當(dāng)電池電壓CX兩端電壓一旦超過0.632E+時，P3.6口輸出變?yōu)?。以P3.6口的輸出電平為依據(jù)，用AT89C2051內(nèi)部的定時器T0對充電時間進行計數(shù)，再將計數(shù)結(jié)果顯示出來即得出測量結(jié)果。整機電路見圖3。電路由單片機電路、電容充電測量電路和數(shù)碼顯示電路等 圖3 部分組成。AT89C2051內(nèi)部的電壓比較器和電阻R2-R7等組成測量電路，其中R2-R5為量程電阻，由波段開關(guān)S1選擇使用，電壓比較器的基準(zhǔn)電壓由5V電源電壓經(jīng)R6、RP1、R7分壓后得到，調(diào)節(jié)RP1可調(diào)整基準(zhǔn)電壓。當(dāng)P1.2口在程序的控制下輸出高電平時，電容CX即開始充電。量程電阻R2-R5每檔以10倍遞減，故每檔顯示讀數(shù)以10倍遞增。由于單片機內(nèi)部P1.2口的上拉電阻經(jīng)實測約為200K，其輸出電平不能作為充電電壓用，故用R5兼作其上拉電阻，由于其它三個充電電阻和R5是串聯(lián)關(guān)系，因此R2、R3、R4應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)值減去1K，分別為999K、99K、9K。由于999K和1M相對誤差較小，所以R2還是取1M。數(shù)碼管DS1-DS4、電阻R8-R14等組成數(shù)碼顯示電路。本機采用動態(tài)掃描顯示的方式，用軟件對字形碼譯碼。P3.0-P3.5、P3.7口作數(shù)碼顯示七段筆劃字形碼的輸出，P1.3-P1.6口作四個數(shù)碼管的動態(tài)掃描位驅(qū)動碼輸出。這里采用了共陰數(shù)碼管，由于AT89C2051的P1.3-P1.6口有25mA的下拉電流能力，所以不用三極管就能驅(qū)動數(shù)碼管。R8-R14為P3.0-P3.5、P3.7口的上拉電阻，用以驅(qū)動數(shù)碼管的各字段，當(dāng)P3的某一端口輸出低電平時其對應(yīng)的字段筆劃不點亮，而當(dāng)其輸出高電平時，則對應(yīng)的上拉電阻即能點亮相應(yīng)的字段筆劃。
上傳時間： 2013-12-31
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多功能高集成外圍器件6. 1 多功能高集成外圍器件82371PCI的英文名稱：Peripheral Component Interconnect （外圍部件互聯(lián)PCI總線）；82371是PCI總線組件。ISA是：Industry Standard Architecture（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）IDE是 （Integrated Device Electronics）集成電路設(shè)備簡稱PIIX4PIIX4器件（芯片）的特點1、是一種支持Pentium和PentiumII微處理器的部件。2、82371對ISA橋來說，是一種多功能PCI總線。3、對可移動性和桌面深綠色環(huán)境均提供支持。4、電源管理邏輯。5、被集成化的IDE控制器。6、增強了性能的DMA控制器。 （7）基于兩個82C59的中斷控制器。（8）基于82C54芯片的定時器。（9）USB（Universal Serial Bus）通用串行總線。（10）SMBus系統(tǒng)管理總線。（11）實時時鐘（12）順應(yīng)Microsoft Win95所需的功能其芯片的邏輯框圖如圖6-1所示。 PIIX4芯片邏輯框圖6.1.1 概述PIIX4芯片是一個多功能的PCI器件，圖6-2 是82371在系統(tǒng)中扮演的角色。（續(xù)上圖）1. PCI與EIO之間的橋（PIIX4芯片）橋是不對程的，是各類不同標(biāo)準(zhǔn)總線與PCI總線連接，82371AB橋也可理解為一種總線轉(zhuǎn)換譯碼器和控制器，橋內(nèi)包含復(fù)雜的協(xié)議總線信號和緩沖器。(1).在PCI系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)PIIX4操作時，它總是作為系統(tǒng)內(nèi)各種模塊的主控設(shè)備，如USB和DMA控制器、IDE總線和分布式DMA的主控設(shè)備等，而且總是以ISA主控設(shè)備的名義出現(xiàn)。(2). 在向ISA總線或IDE總線進行傳送操作的傳送周期期間作為從屬設(shè)備使用，并對內(nèi)部寄存器譯碼。PIIX4芯片（橋）的配置(1).可以把PIIX4芯片配置成整個ISA總線，或ISA總線的子集，也可擴展成EIO總線。在使用EIO總線時，可以把未使用的信號配置成通用的輸入和輸出。(2).PIIX4可直接驅(qū)動5個ISA插槽；(3).能提供字節(jié)-交換邏輯、I/O的恢復(fù)支持、等待狀態(tài)的生成以及SYSCLK的生成。(4).提供X-BUS鍵盤控制器芯片、BIOS芯片、實時時鐘芯片、二級微程序器等的選擇。2. IDE接口（總線主控設(shè)備的權(quán)利和同步DMA方式）IDE接口為4個IDE的設(shè)備提供支持，比如IDE接口的硬盤和CD-ROM等。注意：目前硬盤接口有5類：IDE、SCSI、Fibre Channel、IEEE1394和USB等。IDE口幾乎在PC機最多，因為便宜。SCSI多用于服務(wù)器和集群機。IDE的PIO IDE速率：14MB/s；而總線主控設(shè)備IDE的速率：33MB/s在PIIX4芯片的IDE系統(tǒng)內(nèi)，配有兩個各次獨立的IDE信號通道。3. 具有兼容性的模塊—DMA、定時器/計數(shù)器、中斷控制器等（1）在PIIX4內(nèi)的兩各82C37 DMA控制器經(jīng)邏輯的組合，產(chǎn)生7個獨立的可編程通道。通道[0：3]是通過與8個二進位的硬件連線實現(xiàn)的。通過以字節(jié)為單位的計數(shù)進行傳送。而通道[5：7]是通過16個二進位的連線實現(xiàn)的，以字為單位的計數(shù)進行傳送。（2）DMA控制器還能通過PCI總線，處理舊的DMA的兩個不同的方法提供支持。（3）計數(shù)/定時器模塊在功能上與82C54等價。（4）中斷控制器與ISA兼容，其功能是兩個82C59的功能之和。
上傳時間： 2013-11-19
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摘 要：介紹了一種以單片機89C51為控制器的點陣LED顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用RS-232通信標(biāo)準(zhǔn)，通過以89C51和89C2051為核心的控制電路和后續(xù)驅(qū)動電路，得到了LED顯示屏多種顯示方式和狀態(tài)。本文詳細說明了該電路的工作原理及編程思路。關(guān)鍵詞：89C51 89C2051 RS-232 點陣LED 實時時鐘1、 LED點陣顯示系統(tǒng)簡介隨著圖形點陣LED顯示模塊在各行各業(yè)的逐步使用，使得人機界面變得越來越直觀形象，尤其對于國內(nèi)大多數(shù)需要有漢字和圖形顯示的用戶來說，顯示界面的友好與否，將直接影響到其產(chǎn)品的形象和市場競爭力。本文所介紹的點陣LED顯示屏，顯示漢字和各種常見字符等信息，可廣泛應(yīng)用于各種場所。具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、字型美觀、圖案清析。采用高性能單片機控制，性能穩(wěn)定，可靠性高，具有掉電保護功能，可完全脫機運行，可以顯示約2000個文字。經(jīng)過一條RS-232串口線與電腦連接更換信息，操作簡單，使用方便。 2、 LED點陣顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計LED點陣顯示系統(tǒng)由計算機、RS-232通訊電路、控制電路和LED點陣顯示電路構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
標(biāo)簽： 89C2051 89C51 LED 單片機
上傳時間： 2013-11-29
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九.輸入/輸出保護為了支持多任務(wù)，80386不僅要有效地實現(xiàn)任務(wù)隔離，而且還要有效地控制各任務(wù)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(quán)級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出，實現(xiàn)輸入/輸出保護。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關(guān)的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級。IOPL的值在如下圖所示的標(biāo)志寄存器中。 標(biāo) 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(guī)定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務(wù)狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設(shè)置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數(shù)據(jù) 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(shù)據(jù) 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(guān)，并且只有在滿足所列條件時才可以執(zhí)行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見，當(dāng)前特權(quán)級不在I/O特權(quán)級外層時，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當(dāng)特權(quán)級在I/O特權(quán)級外層時，執(zhí)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(zhí)行要根據(jù)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(zhí)行，那么將引起出錯碼為0的通用保護異常。 由于每個任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個任務(wù)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(zhí)行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執(zhí)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(quán)級3執(zhí)行的應(yīng)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(wù)甲的應(yīng)用程序訪問部分I/O地址，只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問另一部分I/O地址，以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突，從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨享設(shè)備時發(fā)生沖突。 因此，在IOPL的基礎(chǔ)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(yīng)一個I/O地址，位串的第0位對應(yīng)I/O地址0，位串的第n位對應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問；否則對應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問。如果在I/O外層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問位串中位值為1的位所對應(yīng)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(jié)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(jù)I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下，當(dāng)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(yīng)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(zhí)行，如果對應(yīng)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(gòu)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(jié)。一個任務(wù)實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠小于這個數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲在當(dāng)前任務(wù)TSS中低端的64K字節(jié)內(nèi)。I/O許可位圖總以字節(jié)為單位存儲，所以位串所含的位數(shù)總被認為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見，TSS內(nèi)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(jié)，所以開始偏移應(yīng)小于56K，但必須大于等于104，因為TSS中前104字節(jié)為TSS的固定格式，用于保存任務(wù)的狀態(tài)。 1.I/O訪問許可檢查細節(jié)保護模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時進行許可檢查的細節(jié)如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，則直接轉(zhuǎn)步驟(8)；(2)取得I/O位圖開始偏移；(3)計算I/O地址對應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)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(yīng)位在字節(jié)中的第幾位；(5)把字節(jié)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(chǎn)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(yīng)字節(jié)及下一個字節(jié)；(7)把讀出的兩個字節(jié)與屏蔽碼進行與運算，若結(jié)果不為0表示檢查未通過，則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護故障；(8)進行I/O訪問。設(shè)某一任務(wù)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(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應(yīng)I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結(jié)束字節(jié)TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設(shè)IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執(zhí)行，有些會引起通用保護異常： in al,21h ;(1)正常執(zhí)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(zhí)行 out 20h,eax ;(6)正常執(zhí)行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執(zhí)行 由上述I/O許可檢查的細節(jié)可見，不論是否必要，當(dāng)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(jié)。目的是為了盡快地執(zhí)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(jié)。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(jié)的最高位，高位是下一個字節(jié)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(jié)。另一方面，最多檢查四個連續(xù)的位，即最多也只需讀取兩個字節(jié)。所以每次要讀取兩個字節(jié)。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(jié)時產(chǎn)生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節(jié)，即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個位圖字節(jié)之后，TSS界限范圍之前，即讓填加的全1字節(jié)在TSS界限之內(nèi)。 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(dāng)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(jié)，I/O許可檢查全部根據(jù)全部根據(jù)該位圖進行。當(dāng)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(jié)，于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據(jù)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(fā)生字節(jié)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(jié)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(biāo)志保護輸入輸出的保護與存儲在標(biāo)志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關(guān)，顯然不能允許隨便地改變IOPL，否則就不能有效地實現(xiàn)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(quán)級執(zhí)行的程序才能執(zhí)行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權(quán)級下對這三個字段的處理情況。 不同特權(quán)級對標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級 VM標(biāo)志字段 IOPL標(biāo)志字段 IF標(biāo)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(quán)級0執(zhí)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(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同，在特權(quán)級不滿足上述條件的情況下，當(dāng)執(zhí)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(biāo)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(nèi)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(quán)指令引起的異常；使用段間調(diào)用指令CALL通過任務(wù)門調(diào)用任務(wù)，實現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實例演示的內(nèi)容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實模式下做必要準(zhǔn)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(wù)的TSS段描述符裝入TR，并設(shè)置演示任務(wù)的堆棧；(3)進入演示代碼段，演示代碼段的特權(quán)級是0；(4)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)1。測試任務(wù)1能夠順利進行；(5)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)2。測試任務(wù)2演示由于違反I/O許可位圖規(guī)定而導(dǎo)致通用保護異常；(6)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)3。測試任務(wù)3演示I/O敏感指令如何引起通用保護異常；(7)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)4。測試任務(wù)4演示特權(quán)指令如何引起通用保護異常；(8)從演示代碼轉(zhuǎn)臨時代碼，準(zhǔn)備返回實模式；(9)返回實模式，并作結(jié)束處理。
上傳時間： 2013-12-11
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一概述影響單片機系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的因素可大體分為外因和內(nèi)因兩部分1. 外因 射頻干擾它是以空間電磁場的形式傳遞在機器內(nèi)部的導(dǎo)體引線或零件引腳感生出相應(yīng)的干擾可通過電磁屏蔽和合理的布線/器件布局衰減該類干擾 電源線或電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾它是通過電源線或電源內(nèi)的部件耦合或直接傳導(dǎo)可通過電源濾波隔離等措施來衰減該類干擾2. 內(nèi)因 振蕩源的穩(wěn)定性主要由起振時間頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定起振時間可由電路參數(shù)整定穩(wěn)定度受振蕩器類型溫度和電壓等參數(shù)影響 復(fù)位電路的可靠性二 復(fù)位電路的可靠性設(shè)計1. 基本復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復(fù)位信號為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復(fù)位圖1 所示的RC 復(fù)位電路可以實現(xiàn)上述基本功能圖3 為其輸入-輸出特性但解決不了電源毛刺A 點和電源緩慢下降電池電壓不足等問題而且調(diào)整RC 常數(shù)改變延時會令驅(qū)動能力變差左邊的電路為高電平復(fù)位有效 右邊為低電平Sm 為手動復(fù)位開關(guān) Ch 可避免高頻諧波對電的干擾
上傳時間： 2014-01-18
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RS-232-C 是PC 機常用的串行接口,由于信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。本產(chǎn)品(轉(zhuǎn)接器),可以實現(xiàn)任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無源電平轉(zhuǎn)接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特點？傳輸電纜長度如何考慮？答： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同 的設(shè)備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。(1) 接口的信號內(nèi)容實際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V 的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C 接口連接器一般使用型號為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC 機連接的RS-232-C 接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長度由RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50 英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50 英尺，美國DEC 公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實驗結(jié)果。其中1 號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對雙絞線，每對由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2 號電纜為不帶屏蔽的電纜。 2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特點？答： 由于RS-232-C 接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：（1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL 電路連接。（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。（3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50 英尺，實際上也只能 用在50 米左右。針對RS-232-C 的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485 就是其中之一，它具有以下特點：1. RS-485 的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V 表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V 表示。接口信號電平比RS-232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL 電平兼容，可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000 英尺，實際上可達 3000 米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128 個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485 采用DB-9（針）。3. 采用RS485 接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？答： 在使用RS485 接口時，對于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù)，這個 長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關(guān)系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜（線 徑為0.51mm），線間旁路電容為52.5PF/M，終端負載電阻為100 歐 時所得出。（曲線引自GB11014-89 附錄A）。由圖中可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信 號速率降低到90Kbit/S 以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV 時， 則電纜長度被限制在1200M。實際上，圖中的曲線是很保守的，在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號速率為600Kbit/S 時，采用24AWG 電纜，由圖可知最 大電纜長度是200m，若采用19AWG 電纜（線徑為0。91mm）則電纜長 度將可以大于200m； 若采用28AWG 電纜（線徑為0。32mm）則電纜 長度只能小于200m。
上傳時間： 2013-10-11
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