單片機指令系統(tǒng)原理 51單片機的尋址方式 學(xué)習(xí)匯編程序設(shè)計，要先了解CPU的各種尋址法，才能有效的掌握各個命令的用途，尋址法是命令運算碼找操作數(shù)的方法。在我們學(xué)習(xí)的8051單片機中，有6種尋址方法，下面我們將逐一進行分析。 立即尋址 在這種尋址方式中，指令多是雙字節(jié)的，一般第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是操作數(shù)。該操作數(shù)直接參與操作，所以又稱立即數(shù)，有“#”號表示。立即數(shù)就是存放在程序存儲器中的常數(shù)，換句話說就是操作數(shù)（立即數(shù)）是包含在指令字節(jié)中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節(jié)指令，這條指令的功能是把立即數(shù)3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學(xué)單片機的專用寄存器時，我們已學(xué)過，DPTR是一個16位的寄存器，它由DPH及DPL兩個8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數(shù)的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數(shù)的低8位（即00H）送入DPL寄存器。這里也特別說明一下：在80C51單片機的指令系統(tǒng)中，僅有一條指令的操作數(shù)是16位的立即數(shù)，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數(shù)的高8位送入DPH，低8位送入DPL。 直接尋址 直接尋址方式是指在指令中操作數(shù)直接以單元地址的形式給出，也就是在這種尋址方式中，操作數(shù)項給出的是參加運算的操作數(shù)的地址，而不是操作數(shù)。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數(shù)就在30H單元中，也就是30H是操作數(shù)的地址，并非操作數(shù)。 在80C51單片機中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器以及位地址空間，具體的說就是：1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM低128單元。在指令中是以直接單元地址形式給出。我們知道低128單元的地址是00H-7FH。在指令中直接以單元地址形式給出這句話的意思就是這0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H這個單元地址形式給出、1位就是以01H單元地址給出、127位就是以7FH形式給出。2、位尋址區(qū)。20H-2FH地址單元。3、特殊功能寄存器。專用寄存器除以單元地址形式給出外，還可以以寄存器符號形式給出。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE，#85H 前面的學(xué)習(xí)我們已知道，中斷允許寄存器IE的地址是80H，那么也就是這條指令可以以MOV IE，#85H 的形式表述，也可以MOV 80H，#85H的形式表述。 關(guān)于數(shù)據(jù)存儲器RAM的內(nèi)部情況，請查看我們課程的第十二課。 直接尋址是唯一能訪問特殊功能寄存器的尋址方式！ 大家來分析下面幾條指令：MOV 65H，A ；將A的內(nèi)容送入內(nèi)部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內(nèi)容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內(nèi)容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數(shù)85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學(xué)過，數(shù)據(jù)前面加了“#”的，表示后面的數(shù)是立即數(shù)（如#85H，就表示85H就是一個立即數(shù)），數(shù)據(jù)前面沒有加“#”號的，就表示后面的是一個地址地址（如，MOV 65H，A這條指令的65H就是一個單元地址）。 寄存器尋址 寄存器尋址的尋址范圍是：1、4個工作寄存器組共有32個通用寄存器，但在指令中只能使用當前寄存器組（工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學(xué)習(xí)中，我們已知道，是由程序狀態(tài)字PSW中的RS1和RS0來確定的），因此在使用前常需要通過對PSW中的RS1、RS0位的狀態(tài)設(shè)置，來進行對當前工作寄存器組的選擇。2、部份專用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進位位CY。 寄存器尋址方式是指操作數(shù)在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數(shù)。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內(nèi)容傳送到累加器A中，操作數(shù)就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內(nèi)容加1 從前面的學(xué)習(xí)中我產(chǎn)應(yīng)可以理解到，其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態(tài)字確定的工作寄存器組的R0-R7進行讀/寫操作。 寄存器間接尋址 寄存間接尋址方式是指寄存器中存放的是操作數(shù)的地址，即操作數(shù)是通過寄存器間接得到的，因此稱為寄存器間接尋址。 MCS-51單片機規(guī)定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器的256個單元。為什么會是256個單元呢？我們知道，R0或者R1都是一個8位的寄存器，所以它的尋址空間就是2的八次方=256。例：MOV R0，#30H ；將值30H加載到R0中 MOV A，@R0 ；把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中 大家想想，如果用DPTR做為間址寄存器，那么它的尋址范圍是多少呢？DPTR是一個16位的寄存器，所以它的尋址范圍就是2的十六次方=65536=64K。因用DPTR做為間址寄存器的尋址空間是64K，所以訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設(shè)為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內(nèi)的值放到累加器A中 在執(zhí)行PUSH（壓棧）和POP（出棧）指令時，采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址。例：PUSH 30H ；把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到堆棧區(qū)中堆棧區(qū)是由SP寄存器指定的，如果執(zhí)行上面這條命令前，SP為60H，命令執(zhí)行后會把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到RAM的61H內(nèi)。 那么做為寄存器間接尋址用的寄存器主要有哪些呢？我們前面提到的有四個，R0、R1、DPTR、SP 寄存器間接尋址范圍總結(jié)：1、內(nèi)部RAM低128單元。對內(nèi)部RAM低128單元的間接尋址，應(yīng)使用R0或R1作間址寄存器，其通用形式為@Ri（i=0或1）。 2、外部RAM 64KB。對外部RAM64KB的間接尋址，應(yīng)使用@DPTR作間址尋址寄存器，其形式為：@DPTR。例如MOVX A，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的單元的內(nèi)容送入累加器A中。外部RAM的低256單元是一個特殊的尋址區(qū)，除可以用DPTR作間址寄存器尋址外，還可以用R0或R1作間址寄存器尋址。例如MOVX A，@R0；這條指令的意思是，把R0指定的外部RAM單元的內(nèi)容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應(yīng)算作是寄存器間接尋址，即以堆棧指針SP作間址寄存器的間接尋址方式。 寄存器間接尋址方式不可以訪問特殊功能寄存器！！ 寄存器間接尋址也須以寄存器符號的形式表示，為了區(qū)別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區(qū)別，在寄存器間接尋址方式式中，寄存器的名稱前面加前綴標志“@”。 基址寄存器加變址寄存器的變址尋址 這種尋址方式以程序計數(shù)器PC或DPTR為基址寄存器，累加器A為變址寄存器，變址尋址時，把兩者的內(nèi)容相加，所得到的結(jié)果作為操作數(shù)的地址。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數(shù)據(jù)表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內(nèi)存入的值，而不能寫入，也就是說變址尋址這種方式只能對程序存儲器進行尋址，或者說它是專門針對程序存儲器的尋址方式。例：MOVC A，@A+DPTR這條指令的功能是把DPTR和A的內(nèi)容相加，再把所得到的程序存儲器地址單元的內(nèi)容送A假若指令執(zhí)行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數(shù)地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內(nèi)容是7FH，則執(zhí)行這條指令后，累加器A中的內(nèi)容就是7FH。 變址尋址的指令只有三條，分別如下：JMP @A+DPTRMOVC A，@A+DPTRMOVC A，@A+PC 第一條指令JMP @A+DPTR這是一條無條件轉(zhuǎn)移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內(nèi)容做為一個16位的地址，執(zhí)行JMP這條指令是，程序就轉(zhuǎn)移到A+DPTR指定的地址去執(zhí)行。 第二、三條指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令這兩條指令的通常用于查表操作，功能完全一樣，但使用起來卻有一定的差別，現(xiàn)詳細說明如下。我們知道，PC是程序指針，是十六位的。DPTR是一個16位的數(shù)據(jù)指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應(yīng)是64K。我們在學(xué)習(xí)特殊功能寄存器時已知道，程序計數(shù)器PC是始終跟蹤著程序的執(zhí)行的。也就是說，PC的值是隨程序的執(zhí)行情況自動改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個數(shù)據(jù)指針，我們就可以給空上數(shù)據(jù)指針DPTR進行賦值。我們再看指令MOVC A，@A+PC這條指令的意思是將PC的值與累加器A的值相加作為一個地址，而PC是固定的，累加器A是一個8位的寄存器，它的尋址范圍是256個地址單元。講到這里，大家應(yīng)可明白，MOVC A，@A+PC這條指令的尋址范圍其實就是只能在當前指令下256個地址單元。所在，這在我們實際應(yīng)用中，可能就會有一個問題，如果我們需要查詢的數(shù)據(jù)表在256個地址單元之內(nèi)，則可以用MOVC A，@A+PC這條指令進行查表操作，如果超過了256個單元，則不能用這條指令進行查表操作。剛才我們已說到，DPTR是一個數(shù)據(jù)指針，這個數(shù)據(jù)指針我們可以給它賦值操作的。通過賦值操作。我們可以使MOVC A，@A+DPTR這條指令的尋址范圍達到64K。這就是這兩條指令在實際應(yīng)用當中要注意的問題。 變址尋址方式是MCS-51單片機所獨有的一種尋址方式。 位尋址 80C51單片機有位處理功能，可以對數(shù)據(jù)位進行操作，因此就有相應(yīng)的位尋址方式。所謂位尋址，就是對內(nèi)部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內(nèi)的某個位，直接加以置位為1或復(fù)位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進行位尋址： 1、我們在第十二課學(xué)習(xí)51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)時，我們已知道在單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM的低128單元中有一個區(qū)域叫位尋址區(qū)。它的單元地址是20H-2FH。共有16個單元，一個單元是8位，所以位尋址區(qū)共有128位。這128位都單獨有一個位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。這里就有一個比較麻煩的問題需要大家理解清楚了。我們在前面的學(xué)習(xí)中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個字節(jié)（或者叫單元地址），而在這里，這些數(shù)據(jù)都變成了位地址。我們在指令中，或者在程序中如何來區(qū)分它是一個單元地址還是一個位地址呢？這個問題，也就是我們現(xiàn)在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實，區(qū)分這些數(shù)據(jù)是位地址還是單元地址，我們都有相應(yīng)的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統(tǒng)學(xué)習(xí)中再加以論述。 2、對專用寄存器位尋址。這里要說明一下，不是所有的專用寄存器都可以位尋址的。具體哪些專用寄存器可以哪些專用寄存器不可以，請大家回頭去看看我們前面關(guān)于專用寄存器的相關(guān)文章。一般來說，地址單元可以被8整除的專用寄存器，通常都可以進行位尋址，當然并不是全部，大家在應(yīng)用當中應(yīng)引起注意。 專用寄存器的位尋址表示方法： 下面我們以程序狀態(tài)字PSW來進行說明 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV P 1、直接使用位地址表示：看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示為D5H MOV C，D5H 2、位名稱表示：表示該位的名稱，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示 MOV C，F(xiàn)0 3、單元（字節(jié)）地址加位表示：D0H單元位5，表示為DOH.5 MOV C,D0H.5 4、專用寄存器符號加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 這四種方法實現(xiàn)的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。 例題： 1. 說明下列指令中源操作數(shù)采用的尋址方式。 MOV R5，R7 答案：寄存器尋址方式 MOV A，55H 直接尋址方式 MOV A，＃55H 立即尋址方式 JMP @A+DPTR 變址尋址方式 MOV 30H，C 位尋址方式 MOV A，@R0 間接尋址方式 MOVX A,@R0 間接尋址方式 改錯題 請判斷下列的MCS-51單片機指令的書寫格式是否有錯，若有，請說明錯誤原因。 MOV R0，@R3 答案：間址寄存器不能使用R2～R7。 MOVC A，@R0+DPTR 變址尋址方式中的間址寄存器不可使用R0，只可使用A。 ADD R0，R1 運算指令中目的操作數(shù)必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數(shù)應(yīng)在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
標簽： 單片機指令 系統(tǒng)原理
上傳時間： 2013-11-11
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arm指令集(1) ARM跳轉(zhuǎn)指令可以從當前指令向前或向后的32MB地址空間跳轉(zhuǎn)。這類跳轉(zhuǎn)指令有以下4種。 （1）B 跳4專指令 B〔條件） （地址） B指令屬于ARM指令集，是最簡單的分支指令。一旦遇到一個B指令，ARM處理器將立即跳轉(zhuǎn)到給定的地址，從那里繼續(xù)執(zhí)行。注意：存儲在分支指令中的實際值是相對當前R15的值的一個偏移量，而不是一個絕對地址。它的值由匯編器來計算，是24位有符號數(shù)，左移兩位后有符號擴展為32位，表示的有效偏移位為26位（＋／－ 32 MB）。 （2）BL 帶返回的跳轉(zhuǎn)指令 BI，〔條件） （地址） BL指令也屬于ARM指令集，是另一個分支指令。就在分支之前，在寄存器R14中裝載上R15的內(nèi)容，因此可以重新裝載R14到R15中來返回到這個分支之后的那個指令處執(zhí)行，它是子例程的一個基本但強力的實現(xiàn)。 （3）BLX 帶返回和狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令 BLX ＜地址＞ BLX指令有兩種格式，第1種格式的BLX指令記作BLX（1）。BLX（1）從ARM指令集跳轉(zhuǎn)到指令中指定的目標地址，并將程序狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，該指令同時將PC寄存器的內(nèi)容復(fù)制到LR寄存器中。 BLX（1）指令屬于無條件執(zhí)行的指令。 第2種格式的BLX指令記作BLX（2）。BLX（2）指令從ARM指令集跳轉(zhuǎn)到指令中指定的目標地址，目標地址的指令可以是ARM指令，也可以是Thumb指令。目標地址放在指令中的寄存器＜dest＞中，該地址的bit［0］值為0，目標地址處的指令類型由CPSR中的T位決定。該指令同時將PC寄存器的內(nèi)容復(fù)制到LR寄存器中。 （4）BX 帶狀態(tài)切換的跳轉(zhuǎn)指令 BX（條件） （dest） BX指令跳轉(zhuǎn)到指令中指定的目標地址，目標地址處的指令可以是ARM指令，也可以是Thumb指令。目標地址值為指令的值和0xFl·FFFFFF做“與”操作的結(jié)果，目標地址處的指令類型由寄存器決定。
上傳時間： 2014-12-27
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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：（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。
上傳時間： 2013-11-08
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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(nèi)有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態(tài)RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數(shù)據(jù)存儲器，8級深度的硬堆棧。 用PIC單片機設(shè)計的電子密碼鎖微芯公司生產(chǎn)的PIC8位COMS單片機，采用類RISC指令集和哈弗總線結(jié)構(gòu)，以及先進的流水線時序，與傳統(tǒng)51單片機相比其在速度和性能方面更具優(yōu)越性和先進性。PIC單片機的另一個優(yōu)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(shè)計更加簡單，節(jié)約設(shè)計成本，提高整機性能。因此PIC單片機已成為產(chǎn)品開發(fā)，尤其是產(chǎn)品設(shè)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(nèi)有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態(tài)RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數(shù)據(jù)存儲器，8級深度的硬堆棧。硬件設(shè)計 電路原理見圖1。Xx8位數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，經(jīng)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(qū)動繼電器動作。有效密碼長度為4位，根據(jù)實際情況，可通過修改源程序增加密碼位數(shù)。產(chǎn)品初始密碼為3345，這是一隨機數(shù)，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(jié)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(zhí)行一次開鎖動作。 若用戶輸入的密碼正確，揚聲器發(fā)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(fā)出短促的“滴”聲。連續(xù)3次輸入密碼錯誤之后，程序鎖死，揚聲器報警。直到CPU被復(fù)位或從新上電。軟件設(shè)計 軟件流程圖見圖3。CPU上電或復(fù)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(nèi)沒有接受到用戶的任何輸入，CPU自動轉(zhuǎn)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(nèi)部4個連續(xù)的EEPROM單元，掉電后該數(shù)據(jù)任有效。每執(zhí)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(yīng)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(chǎn)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(chǎn)品體積小巧，能很方便的嵌入防盜鐵門、保險箱柜。
標簽： PIC 單片機設(shè)計 電子密碼鎖
上傳時間： 2013-10-31
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P C B 可測性設(shè)計布線規(guī)則之建議― ― 從源頭改善可測率PCB 設(shè)計除需考慮功能性與安全性等要求外，亦需考慮可生產(chǎn)與可測試。這里提供可測性設(shè)計建議供設(shè)計布線工程師參考。1. 每一個銅箔電路支點，至少需要一個可測試點。如無對應(yīng)的測試點，將可導(dǎo)致與之相關(guān)的開短路不可檢出，并且與之相連的零件會因無測試點而不可測。2. 雙面治具會增加制作成本，且上針板的測試針定位準確度差。所以Layout 時應(yīng)通過Via Hole 盡可能將測試點放置于同一面。這樣就只要做單面治具即可。3. 測試選點優(yōu)先級：A.測墊(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件腳(Component Lead) D.貫穿孔(Via Hole)(未Mask)。而對于零件腳，應(yīng)以AI 零件腳及其它較細較短腳為優(yōu)先，較粗或較長的引腳接觸性誤判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm)，厚度少于此值之PCB 容易板彎變形，影響測點精準度，制作治具需特殊處理。5. 避免將測點置于SMT 之PAD 上，因SMT 零件會偏移，故不可靠，且易傷及零件。6. 避免使用過長零件腳(>170mil(4.3mm))或過大的孔(直徑>1.5mm)為測點。7. 對于電池(Battery)最好預(yù)留Jumper，在ICT 測試時能有效隔離電池的影響。8. 定位孔要求：(a) 定位孔(Tooling Hole)直徑最好為125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 須有2 個定位孔和一個防呆孔(也可說成定位孔,用以預(yù)防將PCB反放而導(dǎo)致機器壓破板)，且孔內(nèi)不能沾錫。(c) 選擇以對角線，距離最遠之2 孔為定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不應(yīng)設(shè)計成中心對稱,即PCB 旋轉(zhuǎn)180 度角后仍能放入PCB,這樣,作業(yè)員易于反放而致機器壓破板)9. 測試點要求：(e) 兩測點或測點與預(yù)鉆孔之中心距不得小于50mil(1.27mm)，否則有一測點無法植針。以大于100mil(2.54mm)為佳，其次是75mil(1.905mm)。(f) 測點應(yīng)離其附近零件(位于同一面者)至少100mil，如為高于3mm 零件，則應(yīng)至少間距120mil，方便治具制作。(g) 測點應(yīng)平均分布于PCB 表面，避免局部密度過高，影響治具測試時測試針壓力平衡。(h) 測點直徑最好能不小于35mil(0.9mm)，如在上針板，則最好不小于40mil(1.00mm)，圓形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之測點需額外加工，以導(dǎo)正目標。(i) 測點的Pad 及Via 不應(yīng)有防焊漆(Solder Mask)。(j) 測點應(yīng)離板邊或折邊至少100mil。(k) 錫點被實踐證實是最好的測試探針接觸點。因為錫的氧化物較輕且容易刺穿。以錫點作測試點，因接觸不良導(dǎo)致誤判的機會極少且可延長探針使用壽命。錫點尤其以PCB 光板制作時的噴錫點最佳。PCB 裸銅測點，高溫后已氧化，且其硬度高，所以探針接觸電阻變化而致測試誤判率很高。如果裸銅測點在SMT 時加上錫膏再經(jīng)回流焊固化為錫點，雖可大幅改善，但因助焊劑或吃錫不完全的緣故，仍會出現(xiàn)較多的接觸誤判。
標簽： PCB 可測性設(shè)計 布線規(guī)則
上傳時間： 2014-01-14
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微處理器及微型計算機的發(fā)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(chǔ)上發(fā)展起來的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基礎(chǔ)發(fā)展起來的；M68000是Motorola公司在M6800 的基礎(chǔ)發(fā)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(fā)展更加迅猛，1993年3月被命名為PENTIUM的微處理機面世，98年P(guān)ENTIUM 2又被推向市場。 INTEL CPU 發(fā)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(nèi)存640 bytes,生產(chǎn)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(nèi)存64KB,生產(chǎn)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(nèi)存1MB,生產(chǎn)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(nèi)存4GB,緩存8/16/32/64KB,生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)曰期2001年7月. 更大的緩存、更高的頻率、 超級流水線、分支預(yù)測、亂序執(zhí)行超線程技術(shù) 微型計算機組成結(jié)構(gòu)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(nèi)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(fā)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(zhí)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(tǒng)，匯編語言就是在此基礎(chǔ)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?qū)ο笳Z言 C++，Java等編程語言是面向?qū)ο蟮恼Z言。 1.3 微型計算機中信息的表示及運算基礎(chǔ)（一） 十進制ND有十個數(shù)碼：0～9，逢十進一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加權(quán)展開式以10稱為基數(shù)，各位系數(shù)為0～9，10i為權(quán)。 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(shù)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(quán)展開式以2為基數(shù)，各位系數(shù)為0、1， 2i為權(quán)。 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(shù)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(shù)，各位系數(shù)為0～9，A～F，16i為權(quán)。 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(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 （二）二進制與十六進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 24=16 ，四位二進制數(shù)對應(yīng)一位十六進制數(shù)。舉例：（三）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進制數(shù)整數(shù)、小數(shù)分別轉(zhuǎn)換 1.整數(shù)轉(zhuǎn)換法“除基取余”：十進制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進制基數(shù)，直至商為0。每除一次取一個余數(shù)，從低位排向高位。舉例： 2. 小數(shù)轉(zhuǎn)換法“乘基取整”：用轉(zhuǎn)換進制的基數(shù)乘以小數(shù)部分，直至小數(shù)為0或達到轉(zhuǎn)換精度要求的位數(shù)。每乘一次取一次整數(shù)，從最高位排到最低位。舉例： 三、帶符號數(shù)的表示方法 機器數(shù)：機器中數(shù)的表示形式。真值： 機器數(shù)所代表的實際數(shù)值。舉例:一個8位機器數(shù)與它的真值對應(yīng)關(guān)系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 機器數(shù)：[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(shù)值位與真值數(shù)值位相同。 例 8位原碼機器數(shù)： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 機器數(shù)： [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(fù)雜。 正數(shù)的反碼與原碼表示相同。 負數(shù)反碼符號位為 1，數(shù)值位為原碼數(shù)值各位取反。 例 8位反碼機器數(shù)： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、補碼（Two’s Complement）正數(shù)的補碼表示與原碼相同。 負數(shù)補碼等于2n－abs（x）8位機器數(shù)表示的真值四、 二進制編碼例：求十進制數(shù)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(shè)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(shù)編碼表示一個漢字 例如“巧”字的代碼是39H、41H漢字內(nèi)碼例如“巧”字的代碼是0B9H、0C1H1·4 運算基礎(chǔ) 一、二進制數(shù)的運算加法規(guī)則：“逢2進1” 減法規(guī)則：“借1當2” 乘法規(guī)則：“逢0出0，全1出1”二、二—十進制數(shù)的加、減運算 BCD數(shù)的運算規(guī)則 循十進制數(shù)的運算規(guī)則“逢10進1”。但計算機在進行這種運算時會出現(xiàn)潛在的錯誤。為了解決BCD數(shù)的運算問題，采取調(diào)整運算結(jié)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(diào)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(diào)整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 帶符號二進制數(shù)的運算 1.5 幾個重要的數(shù)字邏輯電路編碼器譯碼器計數(shù)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(zhí)行1.6 微機基本結(jié)構(gòu)微機結(jié)構(gòu)各部分組成連接方式1、以CPU為中心的雙總線結(jié)構(gòu)；2、以內(nèi)存為中心的雙總線結(jié)構(gòu)；3、單總線結(jié)構(gòu)CPU結(jié)構(gòu)管腳特點 1、多功能；2、分時復(fù)用內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1、控制; 2、運算; 3、寄存器; 4、地址程序計數(shù)器堆棧定義 1、定義；2、管理；3、堆棧形式
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