單片機原理及應用 摘要：本文介紹了我院以集成混合信號的SOC 型單片機C8051F 為主講機型，對傳統的以講授MCS-51 為主的“單片機原理及應用”課程在實驗手段、實驗內容、教學方法等方面所進行的改革。
標簽： 單片機原理
上傳時間： 2013-11-12
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C8051F單片機 C8051F系列單片機 單片機自20世紀70年代末誕生至今，經歷了單片微型計算機SCM、微控制器MCU及片上系統SoC三大階段，前兩個階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領域中對單片機的性能和功能要求越來越高，以往的單片機無論是運行速度還是系統集成度等多方面都不能滿足新的設計需要，這時Silicon Labs 公司推出了C8051F系列單片機，成為SoC的典型代表。 C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發快(開發工具易用，可縮短研發周期)和見效快(調試手段靈活)的特點，其性能優勢具體體現在以下方面： 基于增強的CIP-51內核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標準8051的組織架構，可以使用標準的803x/805x匯編器和編譯器進行軟件開發。CIP-51采用流水線結構，70%的的指令執行時間為1或2個系統時鐘周期，是標準8051指令執行速度的12倍；其峰值執行速度可達100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機。 增加了中斷源。標準的8051只有7個中斷源Silicon Labs 公司 C8051F系列單片機擴展了中斷處理這對于時實多任務系統的處理是很重要的擴展的中斷系統向CIP-51提供22個中斷源允許大量的模擬和數字外設中斷一個中斷處理需要較少的CPU干預卻有更高的執行效率。 集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機都集成了單個或兩個ADC，在片內模擬開關的作用下可實現對多路模擬信號的采集轉換；片內ADC的采樣精度最高可達24bit，采樣速率最高可達500ksps，部分型號還集成了單個或兩個獨立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數混合信號系統的應用并實現與模擬電子系統的無縫接口；片內溫度傳感器則可以迅速而精確的監測環境溫度并通過程序作出相應處理，提高了系統運行的可靠性。 集成了豐富的外部設備接口。具有兩路UART和最多可達5個定時器及6個PCA模塊，此外還根據不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設接口在不使用時可以分別禁止以降低系統功耗。與其他類型的單片機實現相同的功能需要多個芯片的組合才能完成相比，C8051單片機不僅減少了系統成本，更大大降低了功耗。 增強了在信號處理方面的性能，部分型號具有16x16 MAC以及DMA功能，可對所采集信號進行實時有效的算法處理并提高了數據傳送能力。 具有獨立的片內時鐘源(精度最高可達0.5%)，設計人員既可選擇外接時鐘，也可直接應用片內時鐘，同時可以在內外時鐘源之間自如切換。片內時鐘源降低了系統設計的復雜度，提高了系統可靠性，而時鐘切換功能則有利于系統整體功耗的降低。 提供空閑模式及停機模式等多種電源管理方式來降低系統功耗 實現了I/O從固定方式到交叉開關配置。固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則采用開關網絡以硬件方式實現I/O端口的靈活配置，外設電路單元通過相應的配置寄存器控制的交叉開關配置到所選擇的端口上。 復位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復位發展成多源復位，提供了上電復位、掉電復位、外部引腳復位、軟件復位、時鐘檢測復位、比較器0復位、WDT復位和引腳配置復位。眾多的復位源為保障系統的安全、操作的靈活性以及零功耗系統設計帶來極大的好處。 從傳統的仿真調試到基于JTAG接口的在系統調試。C8051F在8位單片機中率先配置了標準的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統調試，它的JTAG邏輯還為在系統測試提供邊界掃描功能。通過邊界寄存器的編程控制，可對所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實現觀察和控制。 C8051F系列單片機型號齊全，可根據設計需求選擇不同規模和帶有特定外設接口的型號，提供從多達100個引腳的高性能單片機到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設計的需要。 基于上述特點，Silicon Labs 公司C8051F系列單片機作為SoC芯片的杰出代表能夠滿足絕大部分場合的復雜功能要求，并在嵌入式領域的各個場合都得到了廣泛的應用：在工業控制領域，其豐富的模擬資源可用于工業現場多種物理量的監測、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領域，其低功耗和強大的外設接口也非常適合各種信號的采集、存儲和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機也在汽車電子行業中嶄露頭角。正是這些優勢，使得C8051單片機在進入中國市場的短短幾年內就迅速風靡，相信隨著新型號的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機將迎來日益廣闊的發展空間，成為嵌入式領域的時代寵兒 此系列單片機完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發周期短，大大節約了開發成本。C8051F系統集成度高，總線時鐘可達25M
上傳時間： 2013-11-24
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CYGNAL 單片機基礎知識手冊 C8051Fxxx 系列單片機是完全集成的混合信號系統級芯片，具有與8051 兼容的微控制器內核，與MCS-51 指令集完全兼容。除了具有標準8052 的數字外設部件之外，片內還集成了數據采集和控制系統中常用的模擬部件和其它數字外設及功能部件。參見表1.1 的產品選擇指南可快速查看每個MCU 的特性。
上傳時間： 2013-10-28
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CYGNAL 單片機原理 C8051Fxxx 系列單片機是完全集成的混合信號系統級芯片，具有與8051 兼容的微控制器內核，與MCS-51 指令集完全兼容。除了具有標準8052 的數字外設部件之外，片內還集成了數據采集和控制系統中常用的模擬部件和其它數字外設及功能部件。參見表1.1 的產品選擇指南可快速查看每個MCU 的特性。
上傳時間： 2013-11-08
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可編程系統級芯片提供了最大設計的靈活性 極端靈活且完全可編程的混合信號SOC 的基本原理是促使賽普拉斯微系統公司（Cypress MicroSystems）推出名為PSoCTM（Programmable System-On-ChipTM，可編程系統級芯片）的全新一代器件的動力所在。
上傳時間： 2013-10-22
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PCA9634是一款通過I2C總線控制的8位LED驅動器，該驅動器特別為紅/綠/藍/琥珀（RGBA）色的混合應用進行了優化。每個LED輸出都有自己的8位分辨率（256級）固定頻率的獨立PWM控制器，該控制器運行在97KHz的頻率下，占空比可由0%到99.6%可調，用以將LED設置到一個特定的亮度值。除此之外，該驅動器還有一個8位分辨率（256級）的組PWM控制器，該控制器的工作頻率可以為固定的190Hz，也可以在24Hz和每10.73秒一次（約0.093Hz）之間調整，其占空比為0%到99.6%可調，用于使所有LED以同樣的值模糊（dim）或者閃爍。
上傳時間： 2013-12-20
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ARM指令集(2) 1．跳轉指令 在ARM中有兩種方式可以實現程序的跳轉：一種是刀‘轉指令；另一種是直接向PC寄存器（R15）中寫入目標地址值。 通過直接向PC寄存器中寫入目標地址值可以實現在46B地址空間中任意跳轉，這種跳轉指令又稱為長跳轉。如果在長跳轉指令之前使用MOV LR，PC等指令，則可以保存將來返回的地址值，這樣就實現了在46B地址空間中的子程序調用。 在ARM版本5及以上的體系中，實現了ARM指令集和Thumb指令集的混合使用。指令使用目標地址值的bit［0］來確定目標程序的類型。bit［0］的值為1時，目標程序為Thumb指令；bit［0］值為0時，目標程序為ARM指令。 在ARM版本5以前的體系中，傳送到PC寄存器中的目標地址值的低兩位bits［1∶0］被忽略，跳轉指令只能在ARM指令集中執行，即程序不能從ARM狀態切換到Thumb狀態。非T系列ARM版本5體系不含Thumb指令，當程序試圖切換到Thumb狀態時，將產生未定義指令異常中斷。 ARM跳轉指令可以從當前指令向前或向后的32MB地址空間跳轉。這類跳轉指令有以下4種。
上傳時間： 2013-11-20
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本文研究并設計了一種基于MSP430單片機的高精度和高準確度的液位監控系統,從硬件設計、軟件設計、系統抗干擾、開澆停澆電壓補償和參數線性化五個方面詳細描述了整個系統。系統選用了高集成度、超低功耗的混合信號處理器MSP430F449,實現了信號的采集和處理,對液位進行實時的監控并且完成了與LTC1446、LTC1451的數據傳輸任務。除此之外,還可以根據液位變化情況進行人工調整。系統解決了以往液位監控系統中存在的問題,達到了高準確度和高精度液位監控儀器的各項標準。
上傳時間： 2013-11-10
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AVR 單片機與GCC編程 目錄第一章 AVR 單片機開發概述1.1 一個簡簡單的例子1.2 用MAKEFILE 管理項目1.3 開發環境的配置第二章 存儲器操作2.1 AVR 單片機存儲器組織結構2.2 I/O 寄存器操作2.3 SRAM 內變量的使用2.4 在程序中訪問FLASH 程序存儲器2.5 EEPROM 數據存儲器操作2.6 avr-gcc 段結構與再定位第三章 功能模塊編程示例3.1 中斷服務程序3.2 定時器/計數器應用3.3 看門狗應用3.4 UART 應用3.5 PWM 功能編程3.6 模擬比較器3.7 A/D 轉換模塊編程第四章 使用C 語言標準I/O 流調試程序4.1 avr-libc 標準I/O 流描述4.2 利用標準I/0 流調試程序第五章 AT89S52 下載編程器的制作5.1 LuckyProg S52 概述5.2 AT89S52 ISP 功能簡介5.3 程序設計第六章 硬件TWI 端口編程6.1 TWI 模塊概述6.2 主控模式操作實時時鐘DS13076.3 兩個Mega8 間的TWI 通信第七章 BootLoader 功能應用7.1 BootLoader 功能介紹7.2 avr-libc 對BootLoader 的支持7.3 BootLoader 應用實例 第八章 匯編語言支持8.1 C 代碼中內聯匯編程序8.2 獨立的匯編語言支持8.3 C 與匯編混合編程第九章 C++語言支持結束語附錄 1 avr-gcc 選項附錄 2 ihex 格式描述
上傳時間： 2013-10-26
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本文提出了一種基于Atmega128 單片機的某種專用泥漿壓力脈沖信號仿真器，該仿真器用于石油鉆井無線隨鉆測量儀器的研制開發和維修過程中。本信號仿真器的核心是ATmega128 單片機，通過單片機的軟件來模擬各種不同類型的信號和噪聲，并且能將這些信號和噪聲混合后，通過特殊的硬件電路以4-20 毫安電流環的標準工業傳感器形式輸出。這種仿真器使用簡單方便，能夠逼真的模擬實際工程現場的壓力信號，穩定性好，性能先進。
上傳時間： 2013-10-20
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