MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用TI公司的MSP430系列微控制器是一個近期推出的單片機品種。它在超低功耗和功能集成上都有一定的特色，尤其適合應用在自動信號采集系統(tǒng)、液晶顯示智能化儀器、電池供電便攜式裝置、超長時間連續(xù)工作設備等領域。《MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用》對這一系列產品的原理、結構及內部各功能模塊作了詳細的說明，并以方便工程師及程序員使用的方式提供軟件和硬件資料。由于MSP430系列的各個不同型號基本上是這些功能模塊的不同組合，因此，掌握《MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用》的內容對于MSP430系列的原理理解和應用開發(fā)都有較大的幫助。《MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用》的內容主要根據(jù)TI公司的《MSP430 Family Architecture Guide and Module Library》一書及其他相關技術資料編寫。 《MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用》供高等院校自動化、計算機、電子等專業(yè)的教學參考及工程技術人員的實用參考，亦可做為應用技術的培訓教材。MSP430系列超低功耗16位單片機原理與應用 目錄 第1章 MSP430系列1.1 特性與功能1.2 系統(tǒng)關鍵特性1.3 MSP430系列的各種型號??第2章 結構概述2.1 CPU2.2 代碼存儲器?2.3 數(shù)據(jù)存儲器2.4 運行控制?2.5 外圍模塊2.6 振蕩器、倍頻器和時鐘發(fā)生器??第3章 系統(tǒng)復位、中斷和工作模式?3.1 系統(tǒng)復位和初始化3.2 中斷系統(tǒng)結構3.3 中斷處理3.3.1 SFR中的中斷控制位3.3.2 外部中斷3.4 工作模式3.5 低功耗模式3.5.1 低功耗模式0和模式13.5.2 低功耗模式2和模式33.5.3 低功耗模式43.6 低功耗應用要點??第4章 存儲器組織4.1 存儲器中的數(shù)據(jù)4.2 片內ROM組織4.2.1 ROM表的處理4.2.2 計算分支跳轉和子程序調用4.3 RAM與外圍模塊組織4.3.1 RAM4.3.2 外圍模塊--地址定位4.3.3 外圍模塊--SFR??第5章 16位CPU?5.1 CPU寄存器5.1.1 程序計數(shù)器PC5.1.2 系統(tǒng)堆棧指針SP5.1.3 狀態(tài)寄存器SR5.1.4 常數(shù)發(fā)生寄存器CG1和CG2?5.2 尋址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 變址模式5.2.3 符號模式5.2.4 絕對模式5.2.5 間接模式5.2.6 間接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的時鐘周期與長度5.3 指令集概述5.3.1 雙操作數(shù)指令5.3.2 單操作數(shù)指令5.3.3 條件跳轉5.3.4 模擬指令的簡短格式5.3.5 其他指令5.4 指令分布??第6章 硬件乘法器?6.1 硬件乘法器的操作6.2 硬件乘法器的寄存器6.3 硬件乘法器的SFR位6.4 硬件乘法器的軟件限制6.4.1 硬件乘法器的軟件限制--尋址模式6.4.2 硬件乘法器的軟件限制--中斷程序??第7章 振蕩器與系統(tǒng)時鐘發(fā)生器?7.1 晶體振蕩器7.2 處理機時鐘發(fā)生器7.3 系統(tǒng)時鐘工作模式7.4 系統(tǒng)時鐘控制寄存器7.4.1 模塊寄存器7.4.2 與系統(tǒng)時鐘發(fā)生器相關的SFR位7.5 DCO典型特性??第8章 數(shù)字I/O配置?8.1 通用端口P08.1.1 P0的控制寄存器8.1.2 P0的原理圖8.1.3 P0的中斷控制功能8.2 通用端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理圖8.2.3 P1、P2的中斷控制功能8.3 通用端口P3、P48.3.1 P3、P4的控制寄存器8.3.2 P3、P4的原理圖8.4 LCD端口8.5 LCD端口--定時器/端口比較器??第9章 通用定時器/端口模塊?9.1 定時器/端口模塊操作9.1.1 定時器/端口計數(shù)器TPCNT1--8位操作9.1.2 定時器/端口計數(shù)器TPCNT2--8位操作9.1.3 定時器/端口計數(shù)器--16位操作9.2 定時器/端口寄存器9.3 定時器/端口SFR位9.4 定時器/端口在A/D中的應用9.4.1 R/D轉換原理9.4.2 分辨率高于8位的轉換??第10章 定時器?10.1 Basic Timer110.1.1 Basic Timer1寄存器10.1.2 SFR位10.1.3 Basic Timer1的操作10.1.4 Basic Timer1的操作--LCD時鐘信號fLCD?10.2 8位間隔定時器/計數(shù)器10.2.1 8位定時器/計數(shù)器的操作10.2.2 8位定時器/計數(shù)器的寄存器10.2.3 與8位定時器/計數(shù)器有關的SFR位10.2.4 8位定時器/計數(shù)器在UART中的應用10.3 看門狗定時器11.1.3 比較模式11.1.4 輸出單元11.2 TimerA的寄存器11.2.1 TimerA控制寄存器TACTL11.2.2 捕獲/比較控制寄存器CCTL11.2.3 TimerA中斷向量寄存器11.3 TimerA的應用11.3.1 TimerA增計數(shù)模式應用11.3.2 TimerA連續(xù)模式應用11.3.3 TimerA增/減計數(shù)模式應用11.3.4 TimerA軟件捕獲應用11.3.5 TimerA處理異步串行通信協(xié)議11.4 TimerA的特殊情況11.4.1 CCR0用做周期寄存器11.4.2 定時器寄存器的啟/停11.4.3 輸出單元Unit0??第12章 USART外圍接口--UART模式?12.1 異步操作12.1.1 異步幀格式12.1.2 異步通信的波特率發(fā)生器12.1.3 異步通信格式12.1.4 線路空閑多處理機模式12.1.5 地址位格式12.2 中斷與控制功能12.2.1 USART接收允許12.2.2 USART發(fā)送允許12.2.3 USART接收中斷操作12.2.4 USART發(fā)送中斷操作12.3 控制與狀態(tài)寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率選擇和調制控制寄存器12.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF12.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF12.4 UART模式--低功耗模式應用特性12.4.1 由UART幀啟動接收操作12.4.2 時鐘頻率的充分利用與UART模式的波特率12.4.3 節(jié)約MSP430資源的多處理機模式12.5 波特率的計算??第13章 USART外圍接口--SPI模式?13.1 USART的同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式--MM=1、SYNC=113.1.2 SPI模式中的從模式--MM=0、SYNC=113.2 中斷與控制功能13.2.1 USART接收允許13.2.2 USART發(fā)送允許13.2.3 USART接收中斷操作13.2.4 USART發(fā)送中斷操作13.3 控制與狀態(tài)寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率選擇和調制控制寄存器13.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF13.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF??第14章 液晶顯示驅動?14.1 LCD驅動基本原理14.2 LCD控制器/驅動器14.2.1 LCD控制器/驅動器功能14.2.2 LCD控制與模式寄存器14.2.3 LCD顯示內存14.2.4 LCD操作軟件例程14.3 LCD端口功能14.4 LCD與端口模式混合應用實例??第15章 A/D轉換器?15.1 概述15.2 A/D轉換操作15.2.1 A/D轉換15.2.2 A/D中斷15.2.3 A/D量程15.2.4 A/D電流源15.2.5 A/D輸入端與多路切換15.2.6 A/D接地與降噪15.2.7 A/D輸入與輸出引腳15.3 A/D控制寄存器??第16章 其他模塊16.1 晶體振蕩器16.2 上電電路16.3 晶振緩沖輸出??附錄A 外圍模塊地址分配?附錄B 指令集描述?B1 指令匯總B2 指令格式B3 不增加ROM開銷的指令模擬B4 指令說明B5 用幾條指令模擬的宏指令??附錄C EPROM編程?C1 EPROM操作C2 快速編程算法C3 通過串行數(shù)據(jù)鏈路應用\"JTAG\"特性的EPROM模塊編程C4 通過微控制器軟件實現(xiàn)對EPROM模塊編程??附錄D MSP430系列單片機參數(shù)表?附錄E MSP430系列單片機產品編碼?附錄F MSP430系列單片機封裝形式?
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MSP430系列flash型超低功耗16位單片機MSP430系列單片機在超低功耗和功能集成等方面有明顯的特點。該系列單片機自問世以來，頗受用戶關注。在2000年該系列單片機又出現(xiàn)了幾個FLASH型的成員，它們除了仍然具備適合應用在自動信號采集系統(tǒng)、電池供電便攜式裝置、超長時間連續(xù)工作的設備等領域的特點外，更具有開發(fā)方便、可以現(xiàn)場編程等優(yōu)點。這些技術特點正是應用工程師特別感興趣的。《MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機》對該系列單片機的FLASH型成員的原理、結構、內部各功能模塊及開發(fā)方法與工具作詳細介紹。MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機 目錄 第1章 引 論1.1 MSP430系列單片機1.2 MSP430F11x系列1.3 MSP430F11x1系列1.4 MSP430F13x系列1.5 MSP430F14x系列第2章 結構概述2.1 引 言2.2 CPU2.3 程序存儲器2.4 數(shù)據(jù)存儲器2.5 運行控制2.6 外圍模塊2.7 振蕩器與時鐘發(fā)生器第3章 系統(tǒng)復位、中斷及工作模式3.1 系統(tǒng)復位和初始化3.1.1 引 言3.1.2 系統(tǒng)復位后的設備初始化3.2 中斷系統(tǒng)結構3.3 MSP430 中斷優(yōu)先級3.3.1 中斷操作--復位/NMI3.3.2 中斷操作--振蕩器失效控制3.4 中斷處理 3.4.1 SFR中的中斷控制位3.4.2 中斷向量地址3.4.3 外部中斷3.5 工作模式3.5.1 低功耗模式0、1（LPM0和LPM1）3.5.2 低功耗模式2、3（LPM2和LPM3）3.5.3 低功耗模式4（LPM4）22 3.6 低功耗應用的要點23第4章 存儲空間4.1 引 言4.2 存儲器中的數(shù)據(jù)4.3 片內ROM組織4.3.1 ROM 表的處理4.3.2 計算分支跳轉和子程序調用4.4 RAM 和外圍模塊組織4.4.1 RAM4.4.2 外圍模塊--地址定位4.4.3 外圍模塊--SFR4.5 FLASH存儲器4.5.1 FLASH存儲器的組織4.5.2 FALSH存儲器的數(shù)據(jù)結構4.5.3 FLASH存儲器的控制寄存器4.5.4 FLASH存儲器的安全鍵值與中斷4.5.5 經JTAG接口訪問FLASH存儲器39第5章 16位CPU5.1 CPU寄存器5.1.1 程序計數(shù)器PC5.1.2 系統(tǒng)堆棧指針SP5.1.3 狀態(tài)寄存器SR5.1.4 常數(shù)發(fā)生寄存器CG1和CG25.2 尋址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 變址模式5.2.3 符號模式5.2.4 絕對模式5.2.5 間接模式5.2.6 間接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的時鐘周期與長度5.3 指令組概述5.3.1 雙操作數(shù)指令5.3.2 單操作數(shù)指令5.3.3 條件跳轉5.3.4 模擬指令的簡短格式5.3.5 其他指令第6章 硬件乘法器6.1 硬件乘法器6.2 硬件乘法器操作6.2.1 無符號數(shù)相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.2 有符號數(shù)相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.3 無符號數(shù)乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.4 有符號數(shù)乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.3 硬件乘法器寄存器6.4 硬件乘法器的軟件限制6.4.1 尋址模式6.4.2 中斷程序6.4.3 MACS第7章 基礎時鐘模塊7.1 基礎時鐘模塊7.2 LFXT1與XT27.2.1 LFXT1振蕩器7.2.2 XT2振蕩器7.2.3 振蕩器失效檢測7.2.4 XT振蕩器失效時的DCO7.3 DCO振蕩器7.3.1 DCO振蕩器的特性7.3.2 DCO調整器7.4 時鐘與運行模式7.4.1 由PUC啟動7.4.2 基礎時鐘調整7.4.3 用于低功耗的基礎時鐘特性7.4.4 選擇晶振產生MCLK7.4.5 時鐘信號的同步7.5 基礎時鐘模塊控制寄存器7.5.1 DCO時鐘頻率控制7.5.2 振蕩器與時鐘控制寄存器7.5.3 SFR控制位第8章 輸入輸出端口8.1 引 言8.2 端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理8.2.3 P1、P2的中斷控制功能8.3 端口P3、P4、P5和P68.3.1 端口P3、P4、P5和P6的控制寄存器8.3.2 端口P3、P4、P5和P6的端口邏輯第9章 看門狗定時器WDT9.1 看門狗定時器9.2 WDT寄存器9.3 WDT中斷控制功能9.4 WDT操作第10章 16位定時器Timer_A10.1 引 言10.2 Timer_A的操作10.2.1 定時器模式控制10.2.2 時鐘源選擇和分頻10.2.3 定時器啟動10.3 定時器模式10.3.1 停止模式10.3.2 增計數(shù)模式10.3.3 連續(xù)模式10.3.4 增/減計數(shù)模式10.4 捕獲/比較模塊10.4.1 捕獲模式10.4.2 比較模式10.5 輸出單元10.5.1 輸出模式10.5.2 輸出控制模塊10.5.3 輸出舉例10.6 Timer_A的寄存器10.6.1 Timer_A控制寄存器TACTL10.6.2 Timer_A寄存器TAR10.6.3 捕獲/比較控制寄存器CCTLx10.6.4 Timer_A中斷向量寄存器10.7 Timer_A的UART應用 第11章 16位定時器Timer_B11.1 引 言11.2 Timer_B的操作11.2.1 定時器長度11.2.2 定時器模式控制11.2.3 時鐘源選擇和分頻11.2.4 定時器啟動11.3 定時器模式11.3.1 停止模式11.3.2 增計數(shù)模式11.3.3 連續(xù)模式11.3.4 增/減計數(shù)模式11.4 捕獲/比較模塊11.4.1 捕獲模式11.4.2 比較模式11.5 輸出單元11.5.1 輸出模式11.5.2 輸出控制模塊11.5.3 輸出舉例11.6 Timer_B的寄存器11.6.1 Timer_B控制寄存器TBCTL11.6.2 Timer_B寄存器TBR11.6.3 捕獲/比較控制寄存器CCTLx11.6.4 Timer_B中斷向量寄存器第12章 USART通信模塊的UART功能12.1 異步模式12.1.1 異步幀格式12.1.2 異步通信的波特率發(fā)生器12.1.3 異步通信格式12.1.4 線路空閑多機模式12.1.5 地址位多機通信格式12.2 中斷和中斷允許12.2.1 USART接收允許12.2.2 USART發(fā)送允許12.2.3 USART接收中斷操作12.2.4 USART發(fā)送中斷操作12.3 控制和狀態(tài)寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率選擇和調整控制寄存器12.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF12.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF12.4 UART模式，低功耗模式應用特性12.4.1 由UART幀啟動接收操作12.4.2 時鐘頻率的充分利用與UART的波特率12.4.3 多處理機模式對節(jié)約MSP430資源的支持12.5 波特率計算 第13章 USART通信模塊的SPI功能13.1 USART同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式13.1.2 SPI模式中的從模式13.2 中斷與控制功能 13.2.1 USART接收/發(fā)送允許位及接收操作13.2.2 USART接收/發(fā)送允許位及發(fā)送操作13.2.3 USART接收中斷操作13.2.4 USART發(fā)送中斷操作13.3 控制與狀態(tài)寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率選擇和調制控制寄存器13.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF13.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF第14章 比較器Comparator_A14.1 概 述14.2 比較器A原理14.2.1 輸入模擬開關14.2.2 輸入多路切換14.2.3 比較器14.2.4 輸出濾波器14.2.5 參考電平發(fā)生器14.2.6 比較器A中斷電路14.3 比較器A控制寄存器14.3.1 控制寄存器CACTL114.3.2 控制寄存器CACTL214.3.3 端口禁止寄存器CAPD14.4 比較器A應用14.4.1 模擬信號在數(shù)字端口的輸入14.4.2 比較器A測量電阻元件14.4.3 兩個獨立電阻元件的測量系統(tǒng)14.4.4 比較器A檢測電流或電壓14.4.5 比較器A測量電流或電壓14.4.6 測量比較器A的偏壓14.4.7 比較器A的偏壓補償14.4.8 增加比較器A的回差第15章 模數(shù)轉換器ADC1215.1 概 述15.2 ADC12的工作原理及操作15.2.1 ADC內核15.2.2 參考電平15.3 模擬輸入與多路切換15.3.1 模擬多路切換15.3.2 輸入信號15.3.3 熱敏二極管的使用15.4 轉換存儲15.5 轉換模式15.5.1 單通道單次轉換模式15.5.2 序列通道單次轉換模式15.5.3 單通道重復轉換模式15.5.4 序列通道重復轉換模式15.5.5 轉換模式之間的切換15.5.6 低功耗15.6 轉換時鐘與轉換速度15.7 采 樣15.7.1 采樣操作15.7.2 采樣信號輸入選擇15.7.3 采樣模式15.7.4 MSC位的使用15.7.5 采樣時序15.8 ADC12控制寄存器15.8.1 控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL115.8.2 轉換存儲寄存器ADC12MEMx15.8.3 控制寄存器ADC12MCTLx15.8.4 中斷標志寄存器ADC12IFG.x和中斷允許寄存器ADC12IEN.x15.8.5 中斷向量寄存器ADC12IV15.9 ADC12接地與降噪第16章 FLASH型芯片的開發(fā)16.1 開發(fā)系統(tǒng)概述16.1.1 開發(fā)技術16.1.2 MSP430系列的開發(fā)16.1.3 MSP430F系列的開發(fā)16.2 FLASH型的FET開發(fā)方法16.2.1 MSP430芯片的JTAG接口16.2.2 FLASH型仿真工具16.3 FLASH型的BOOT ROM16.3.1 標準復位過程和進入BSL過程16.3.2 BSL的UART協(xié)議16.3.3 數(shù)據(jù)格式16.3.4 退出BSL16.3.5 保護口令16.3.6 BSL的內部設置和資源附錄A 尋址空間附錄B 指令說明B.1 指令匯總B.2 指令格式B.3 不增加ROM開銷的模擬指令B.4 指令說明（字母順序）B.5 用幾條指令模擬的宏指令附錄C MSP430系列單片機參數(shù)表附錄D MSP430系列單片機封裝形式附錄E MSP430系列器件命名
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世界著名廠家單片機簡介1.Motorola 單片機:Motorola是世界上最大的單片機廠商,品種全,選擇余地大,新產品多,在8位機方面有68HC05和升級產品68HC08,68HC05有30多個系列200多個品種,產量超過20億片.8位增強型單片機68HC11也有30多個品種,年產量1億片以上,升級產品有68HC12.16位單片機68HC16也有十多個品種.32位單片機683XX系列也有幾十個品種.近年來以PowerPC,Codfire,M.CORE等作為CPU,用DSP作為輔助模塊集成的單片機也紛紛推出,目前仍是單片機的首選品牌.Motorola單片機特點之一是在同樣的速度下所用的時鐘較Intel類單片機低的多因而使得高頻噪聲低,抗干擾能力強,更適合用于工控領域以及惡劣環(huán)境.Motorola 8位單片機過去策略是掩膜為主,最近推出OTP計劃以適應單片機的發(fā)展,在32位機上,M.CORE在性能和功耗上都勝過ARM7.2.Microchip 單片機:Microchip 單片機是市場份額增長最快的單片機.他的主要產品是16C系列8位單片機,CPU采用RISC結構,僅33條指令,運行速度快,且以低價位著稱,一般單片機價格都在1美元以下.Microchip 單片機沒有掩膜產品,全部都是OTP器件(現(xiàn)已推出FLASH型單片機).Microchip強調節(jié)約成本的最優(yōu)化設計,是使用量大,檔次低,價格敏感的產品.3.Scenix單片機:Scenix單片機的I/O模塊最有創(chuàng)意.I/O模塊的集成與組合技術是單片機技術不可缺少的重要方面.除傳統(tǒng)的I/O功能模塊如并行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模塊不斷出現(xiàn),如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32位單片機,它集成了包括各種通信協(xié)議在內的I/O模塊,而Scenix單片機在I/O模塊的處理上引入了虛擬I/O的概念. Scenix單片機采用了RISC結構的CPU,使CPU最高工作頻率達50MHz.運算速度接近50MIPS.有了強有力的CPU,各種I/O功能便可以用軟件的辦法模擬.單片機的封裝采用20/28引腳.公司提供各種I/O的庫函數(shù),用于實現(xiàn)各種I/O模塊的功能.這些軟件完成的模塊包括多路UART,多種A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驅動等,這些都是通常用硬件實現(xiàn)起來相當復雜的模塊.4.NEC單片機:NEC單片機自成體系,以8位機78K系列產量最高,也有16位,32位單片機.16位單片機采用內部倍頻技術,以降低外時鐘頻率.有的單片機采用內置操作系統(tǒng).NEC的銷售策略注重服務大客戶,并投入相當大的技術力量幫助大客戶開發(fā)新產品.5.東芝單片機:東芝單片機從4位倒64位,門類齊全.4位機在家電領域仍有較大市場.8位機主要有870系列,90系列等.該類單片機允許使用慢模式,采用32KHz時鐘功耗低至10uA數(shù)量級.CPU內部多組寄存器的使用,使得中斷響應與處理更加快捷.東芝公司的32位機采用MIPS3000 ARISC的CPU結構,面向VCD,數(shù)字相機,圖象處理市場.6.富士通單片機:富士通也有8位,16位和32位單片機,但是8位機使用的是16位的CPU內核.也就是說8位機與16位機指令相同,使得開發(fā)比較容易.8位機有名是MB8900系列,16位機有MB90系列.富士通注重服務大公司,大客戶,幫助大客戶開發(fā)產品.7.Epson 單片機:Epson公司以擅長制造液晶顯示器著稱,故Epson單片機主要為該公司生產的LCD配套.其單片機的LCD驅動做的特別好.在低電壓,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供電的單片機已經上市,不久LCD顯示手表將使用0.5V供電.
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采用調試PWM方式產生正弦波:系統(tǒng)說明SPMC75F2413A的MCP是專為電機控制而設計的定時模塊，可以根據(jù)用戶設定產生電機驅動所需的各種PWM波形，本例使用SPMC75F2413A的TMR3產生六路中心對稱SPWM（正弦脈寬調制），三相波形互差120度，其硬件結構如圖 1.1：圖 1.1 硬件結構其中PWMUN = ！PWMU、PWMVN = ！PWMV、PWMWN = ！PWMW，由于死區(qū)保護時間的影響，這里所述的關系并不絕對成立。1.2 正弦波生成原理圖 1.2是三相SPWM生成原理，是基于三角波比較法得出的。如U相：當電壓比三角波的電壓高時PWM輸出高電平，反之輸出低點平。當三角波的頻率比輸入電壓頻率高得多時，PWM的占空比便隨輸入電壓的大小而線性變化，同時PWM的周期等于三角波的周期。
上傳時間： 2013-11-25
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SPCE061A單片機硬件結構 從第一章中SPCE061A的結構圖可以看出SPCE061A的結構比較簡單，在芯片內部集成了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構及應用。2.1 μ’nSP™的內核結構μ’nSP™的內核如0所示其結構。它由總線、算術邏輯運算單元、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位基本的算術邏輯運算，也能做帶移位操作的16位算術邏輯運算，同時還能做用于數(shù)字信號處理的16位×16位的乘法運算和內積運算。1． 16位算術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)在經過ALU的算邏操作前可先進行移位處理，然后再經ALU完成算邏運算操作。移位包括：算術右移、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)里專有一組復合式的‘移位算邏操作’指令；此一條指令完成移位和算術邏輯操作兩項功能。程序設計者可利用這些復合式的指令，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
上傳用戶：星仔
PIC16F84 單片機的內部硬件資源：學些PIC 單片機，在Microchip 尚未推出其他Flash 系列的情況下，很多菜鳥都是從PIC16F84 開始的，我們把它整理了一份中文資料供大家學習。首先介紹PIC16F84 單片機的內部結構，如圖1 所示的框圖。由圖1 看出，其基本組成可分為四個主要部分，即運算器ALU 和工作寄存器W；程序存儲器；數(shù)據(jù)存儲器和輸入/輸出(I/O)口；堆棧存儲器和定時器等。現(xiàn)分別介紹如下。
上傳時間： 2013-12-26
上傳用戶：zgu489
基于PIC單片機的低功耗讀卡器硬件設計:本文提出了一個完整的基于串口的智能讀卡器子系統(tǒng)設計方案并將其實現(xiàn)。讀卡器的設計突出了小型化的要求，全部器件使用貼片封裝。為了減小讀卡器的體積，設計中還使用了串口竊電的技術，使用串口信號線直接給讀卡器供電。為此，讀卡器使用了省電的設計，采用了省電的集成電路，并大膽簡化了許多傳統(tǒng)的設計電路。關鍵字： 讀卡器， 單片機， 串口竊電 Abstract： This paper aims to put forward a complete design of Smart IC card reader based onSerial Port and propose the way of realizing it for the purpose of Network Security. SMD isadopted to make Smart IC reader smaller in this design. To reduce the volume of Smart ICreader， Serial Port powered technology is employed to get power from the signal line of Serial Port. For this reason， low-power consumption components are adopted in the design and some traditional designs are simplified to reduce the power consumption.Keywords： Card Reader； Single-chip Computer； Serial Port Powered IC 卡系統(tǒng)保存了加密算法所需要的工作密鑰，供加密算法對網絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密使用，是整個系統(tǒng)網絡安全的核心。在IC 卡子系統(tǒng)中，讀卡器是一個重要的部分。它起著管理IC卡、在IC 卡和PC或網絡計算機間傳遞數(shù)據(jù)的重要作用。本文以一片PIC單片機為核心完成了基于RS232 串口的讀卡器的硬件設計。
上傳時間： 2014-04-14
上傳用戶：wanghui2438
用單片機制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機制作多功能莫爾斯碼電路莫爾斯電碼通信有著悠久的歷史，盡管它已被現(xiàn)代通信方式所取代，但在業(yè)余無線電通信和特殊的專業(yè)場合仍具有重要的地位，這是因為等幅電碼通信的抗干擾能力是其它任何一種通信方式都無法相比的。在短波波段用幾瓦的功率即可進行國際間的通信，收發(fā)射設備簡單易制成本低廉，所以深受業(yè)余無線電愛好者的喜愛，是業(yè)余無線電高手必備的技能。要想熟練掌握莫爾斯電碼的收發(fā)技術除了持之以恒的毅力外，還需要相關的設備。設計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓練的工具。 一、功能簡介 本電路可以配合自動鍵體和手動鍵體，產生莫爾斯碼控制信號，設有16種速度，從初學者到操作高手都能適用。監(jiān)聽音調也有16種,均可以通過功能鍵進行選擇。可以按程序中設定好的呼號自動呼叫，設有聽抄練習功能，聽抄練習有短碼和混合碼兩種模式，分別對10個數(shù)字和常用的38個混合碼模擬隨機取樣，產生分組報碼，供愛好者提高抄收水平之用，速度低4檔的聽抄練習是專為初學者所設，內容是時間間隔較長的單字符。設有PTT開關鍵，可以決定是否控制發(fā)射機工作，不需要反復通斷控制線。無論當前處于呼叫狀態(tài)還是聽抄狀態(tài)只要電鍵接點接通則自動轉到人工發(fā)報程序。4分鐘內不使用電路將自動關閉電源，只有按復位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習鍵復位則進入短碼練習狀態(tài)，其它功能不變。從開機到自動關機執(zhí)行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關接口，以適應不同的發(fā)射設備。 二、硬件電路原理硬件電路如圖1所示。設計電路的目的在于方便實用，以免在緊張的操作中失誤，所以除了聽抄練習鍵外其它鍵沒有定義復用功能。各鍵的作用在圖中已經標出。PTT控制在每次復位時處于關閉狀態(tài),每按動一次PTT功能鍵則改變一次狀態(tài)，這樣可以使用軟件開關控制發(fā)射。 PTT處于控制狀態(tài)時發(fā)光二極管隨控制信號閃亮。考慮到自制設備及淘汰軍用設備與高檔設備控制電流的不同，PTT開關管采用了2SC2073，可以承受500mA的電流，同時還增加了無極性PTT開關電路，無論外部被控制的端口直流極性如何加到VT3的極性始終不變，供有興趣的愛好者實驗。應該注意，如果被控制的負載是感性，則電感兩端必須并聯(lián)續(xù)流二極管，除自制設備外成品機在這方面一般沒有什么問題。手動鍵只有一個接點，接通后產生連續(xù)的音頻和發(fā)射控制信號。在本電路中手動鍵的輸入端是P1.5 ，程序不斷檢測P1.5電平，當按鍵按下時P1.5電平為0，程序轉入手動鍵子程序。 自動鍵的接點分別接到P1.3和P1.4 ，同樣當程序檢測到有接點閉合時便自動產生“點”或“劃”。音頻信號從P輸出，經VT1放大后推動揚聲器發(fā)音。單片機的I/O口在輸入狀態(tài)下阻抗較高，容易受到高低頻信號干擾，所以在每個輸入端口和三極管的be端并聯(lián)電阻和高頻旁路電容，確保在較長的電鍵連線和大功率發(fā)射時電路工作穩(wěn)定。圖2是印刷電路版圖，尺寸為110mmX85mm，揚聲器用粘合劑直接粘接在電路版有銅箔的面。 三、軟件設計方法 “點”時間長度是莫爾斯電碼中的基本時間單位。按規(guī)定“劃”的時間長度不小于三個“點”，同字符中“點”與“劃”的間隔不小于一個“點”，字符之間不小于一個“劃”，詞與詞之間不應小于五個“點”。在本程序中用條件轉移指令來產生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設置16種延時參數(shù)。用T0中斷產生監(jiān)聽音頻信號，并將中斷設為優(yōu)先級，保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關機計時，如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1，單片機進入休眠狀態(tài),此時耗電量僅有幾個微安。自動鍵的“點”或“劃”以及手動鍵的連續(xù)發(fā)音都是子程序的反復調用。P1.2對地短接時自動呼叫可設定為另一內容。為了便于熟悉匯編語言的讀者對發(fā)音內容進行修改，這里介紹發(fā)音字符的編碼方法。莫爾斯碼的信息與計算機中二進制恰好相同，我們可以用0表示“點”，用1表示“劃”。提示音、自動呼叫、聽抄內容等字符是預先按一定編碼方式存儲在程序中的常數(shù)。每個字符的莫爾斯碼一般是由1至6位“點”、“劃”組成，也就是發(fā)音次數(shù)最多6次。程序中每個字符占用1個字節(jié)，字符時間間隔不占用字節(jié)，但更長的延時或發(fā)音結束信息占用一個字節(jié)。我們用字節(jié)的低三位表示字節(jié)的性質，對于5次及5次以下發(fā)音的字符我們用存儲器的高5位存儲發(fā)音信息，發(fā)音順序由高位至低位，用低3位存儲發(fā)音次數(shù)，發(fā)音時將數(shù)據(jù)送入累加器A，先得到發(fā)音次數(shù)，然后使A左環(huán)移，對E0進行位尋址，判斷是發(fā)“點”還是“劃”，環(huán)移次數(shù)由發(fā)音次數(shù)決定。對于6次發(fā)音的字符不能完全按照上述編碼規(guī)則，否則會出現(xiàn)信息重疊，如果是6次發(fā)音且最后一次是“劃”我們把發(fā)音次數(shù)定義為111B，因為這時第6次位尋址得到的是1。如果第6次發(fā)音是“點”，那么這個字符的低三位定義為000B。字符間隔時間由程序自動產生，更長的時間隔或結束標志由字節(jié)低三位110B來定義，高半字節(jié)表示字符間隔的倍數(shù)，例如26H表示再加兩倍時間間隔。如果字節(jié)為06H則表示讀字符程序結束，返回主程序。更詳細的內容不再贅述，讀者可閱讀源程序。四、使用注意事項手動鍵的操作難度相對大一些，時間節(jié)拍全由人掌握，其特點是發(fā)出的電碼帶有“人情味”。自動鍵的“點”、“劃”靠電路產生，發(fā)音標準，容易操作，而且可以達到相當快的速度，長時間工作也不易疲勞。在干擾較大、信號微弱的條件下自動鍵碼的辨別程度好于手動鍵碼。初學者初次使用手動鍵練習發(fā)報要有老師指導，且不可我行我素，一旦養(yǎng)成不正確的手法則很難糾正。在電臺上時常聽到一些讓對方難以抄收的電碼，這可能會使對方反感而拒絕回答。使用自動鍵也應在一定的聽抄基礎上再去練習。在暫時找不老師的情況下可多練習聽力，這對于今后能夠發(fā)出標準正確的電碼非常有益。
上傳時間： 2013-10-31
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當拿到一張CASE單時，首先得確定的是能用什么母體才能實現(xiàn)此功能，然后才能展開對外圍硬件電路的設計，因此首先得了解每個母體的基本功能及特點，下面大至的介紹一下本公司常用的IC：單芯片解決方案• SN8P1900 系列– 高精度 16-Bit 模數(shù)轉換器– 可編程運算放大器 (PGIA)• 信號放大低漂移: 2V• 放大倍數(shù)可編程: 1/16/64/128 倍– 升壓- 穩(wěn)壓調節(jié)器 (Charge-Pump Regulator)• 電源輸入: 2.4V ~ 5V• 穩(wěn)壓輸出: e.g. 3.8V at SN8P1909– 內置液晶驅動電路 (LCD Driver)– 單芯片解決方案 • 耳溫槍 SN8P1909 LQFP 80 Pins• 5000 解析度量測器 SN8P1908 LQFP 64 Pins• 體重計 SN8P1907 SSOP 48 Pins單芯片解決方案• SN8P1820 系列– 精確的12-Bit 模數(shù)轉換器– 可編程運算放大器 (PGIA)• Gain Stage One: Low Offset 5V, Gain: 16/32/64/128• Gain Stage One: Low Offset 2mV, Gain: 1.3 ~ 2.5– 升壓- 穩(wěn)壓調節(jié)器• 電源輸入: 2.4V ~ 5V• 穩(wěn)壓輸出: e.g. 3.8V at SN8P1829– 內置可編程運算放大電路– 內置液晶驅動電路 – 單芯片解決方案 • 電子醫(yī)療器 SN8P1829 LQFP 80 Pins 高速/低功耗/高可靠性微控制器• 最新SN8P2000 系列– SN8P2500/2600/2700 系列– 高度抗交流雜訊能力• 標準瞬間電壓脈沖群測試 (EFT): IEC 1000-4-4• 雜訊直接灌入芯片電源輸入端• 只需添加1顆 2.2F/50V 旁路電容• 測試指標穩(wěn)超 4000V (歐規(guī))– 高可靠性復位電路保證系統(tǒng)正常運行• 支持外部復位和內部上電復位• 內置1.8V 低電壓偵測可靠復位電路• 內置看門狗計時器保證程序跳飛可靠復位– 高抗靜電/栓鎖效應能力– 芯片工作溫度有所提高: -200C ~ 700C 工規(guī)芯片溫度： -400C ~ 850C 高速/低功耗/高可靠性微控制器• 最新 SN8P2000 系列– SN8P2500/2600/2700 系列– 1T 精簡指令級結構• 1T: 一個外部振蕩周期執(zhí)行一條指令• 工作速度可達16 MIPS / 16 MHz Crystal– 工作消耗電流 < 2mA at 1-MIPS/5V– 睡眠模式下消耗電流 < 1A / 5V額外功能• 高速脈寬調制輸出 (PWM)– 8-Bit PWM up to 23 KHz at 12 MHz System Clock– 6-Bit PWM up to 93 KHz at 12 MHz System Clock– 4-Bit PWM up to 375 KHz at 12 MHz System Clock• 內置高速16 MHz RC振蕩器 (SN8P2501A)• 電壓變化喚醒功能• 可編程控制沿觸發(fā)/中斷功能– 上升沿 / 下降沿 / 雙沿觸發(fā)• 串行編程接口
上傳時間： 2013-10-21
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作為嵌入式系統(tǒng)主控單元——單片機，其軟件往往是一個微觀的實時操作系統(tǒng)，且大部分是為某種應用而專門設計的。系統(tǒng)程序有實時過程控制或實時信息處理的能力，要求能夠及時響應隨機發(fā)生的外部事件并對該事件做出快速處理。而分時操作系統(tǒng)卻是把CPU的時間劃分成長短基本相同的時間區(qū)間，即“時間片”，通過操作系統(tǒng)的管理，把這些時間片依次輪流地分配給各個用戶使用。如果某個作業(yè)在時間片結束之前，整個任務還沒有完成，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CPU又分配給另一個作業(yè)去使用。由于計算機的處理速度很快，只要時間片的間隔取得適當，那么一個用戶作業(yè)從用完分配給它的一個時間片到獲得下一個CPU時間片，中間有所“停頓”；但用戶察覺不出來，好像整個系統(tǒng)全由它“獨占”似的。分時操作系統(tǒng)主要具有以下3個特點：① 多路性。用戶通過各自的終端，可以同時使用一個系統(tǒng)。② 及時性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時間內得到響應和處理。③ 獨占性。在分時系統(tǒng)中，雖然允許多個用戶同時使用一個CPU，但用戶之間操作獨立，互不干涉。分時操作系統(tǒng)主要是針對小型機以上的計算機提出的。一般而言，微處理器（MPU）驅動的通用計算機，系統(tǒng)設計人員對每一臺的最終具體應用都是不得而知的，因此，在價格允許的情況下，硬件設計務求CPU時鐘盡可能的快；計算及管理能力盡可能的強；程序和數(shù)據(jù)存儲器的容量盡可能的大；各種計算機外設的配接盡可能的詳盡等等，特別是采用分時操作系統(tǒng)的機器，因為是一機多用戶的管理系統(tǒng)，它的要求就更高了。相對而言，微控制器（MCU）俗稱單片機，是一個單片集成系統(tǒng)，它將這些或那些計算機所需的外設，諸如程序和數(shù)據(jù)存儲器、端口以及有關的子系統(tǒng)集成到一片芯片上。從硬件上，單片機系統(tǒng)與采用分時操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)是無法比擬的。但是，在單片機系統(tǒng)的設計中，設計人員對其最終具體應用是一清二楚的，它的使用環(huán)境相對是單一固定的。所控制的過程的可預見性為分時系統(tǒng)思想的實現(xiàn)提供了可能性。具體一點就是：雖然單片機的CPU速度較低，但其任務是可預見的，這樣作業(yè)調度將變得簡單而無須占用很多的CPU時間，同時“時間片”的設計是具體而有針對性的，因此可變得很有效。一、單片機分時系統(tǒng)的設計單片機系統(tǒng)往往是一個嵌入式的控制系統(tǒng)，因此目前絕大部分的單片機系統(tǒng)還是一實時系統(tǒng)。能夠真正體現(xiàn)分時系統(tǒng)的設計思想的往往是那些多路重復檢測控制系統(tǒng)。即便是在這些多路重復檢測控制系統(tǒng)中，它的實時性也是非常重要的。也就是說，在單片機系統(tǒng)中應用了分時系統(tǒng)設計思想，但其及時性應首先進行考慮。
標簽： 分時操作系統(tǒng) 中的實現(xiàn) 單片機編程
上傳時間： 2013-12-23
上傳用戶：佳期如夢
