·單片微型機原理·接口·通信·控制
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：shuiyuehen1987
近年來，隨著集成電路工藝技術的進步，電子系統的構成發生了兩個重要的變化： 一個是數字信號處理和數字電路成為系統的核心，一個是整個電子系統可以集成在一個芯片上（稱為片上系統)。這些變化改變了模擬電路在電子系統中的作用，并且影響著模擬集成電路的發展。 數字電路不僅具有遠遠超過模擬電路的集成規模，而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設計周期短、對噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強等優點，因而大多數復雜系統以數字信號處理和數字電路為核心已成為必然的趨勢。雖然如此，模擬電路仍然是電子系統中非常重要的組成部分。這是因為我們接觸到的外部世界的物理量主要都是模擬量，比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等，要將它們變換為數字信號，需要模擬信號處理和數據轉換電路，如果這些電路性能不夠高，將會影響整個系統的性能。其次，系統中的許多功能不可能或很難用數字電路完成，如微弱信號放大，很高頻率和寬頻帶信號的實時處理等。因此，雖然模擬電路在系統中不再是核心，但作為固有的模擬世界與數字系統的接口，其地位和作用仍然十分重要。 片上系統要求將數字電路和模擬電路集成在一個芯片上，這希望模擬電路使用與數字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小，使MOS器件的性能不斷提高，MOS數字電路成為數字集成電路的主流，并因此促進了MOS模擬集成電路的迅速發展。為了適應電子系統功能的不斷擴展和性能的不斷提高，對模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴大線性工作范圍和提高性能指標的精度和穩定度等方面提出更高要求，促進了新電路技術的發展。 作為研究生課程的教材，本書內容是在本科相關課程基礎上的深化和擴展，同時涉及實際設計中需要考慮的一些問題，重點介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩定性的新電路技術和在電子系統中占有重要地位的功能電路及其中的新技術。全書共7章，大致可分為三個部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎，比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構成的基本單元電路，為學習本教材其他內容提供必要的知識。由于版圖設計與工藝參數對模擬集成電路性能的影響很大，因此第7章簡單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過程和版圖設計技術，讀者可以通過對該章所介紹的相關背景知識的了解，更深入地理解MOS器件和電路的特性，有助于更好地完成模擬集成電路的可實現性設計。第二部分為新電路技術，由第2章、第3章和第5章的部分組成，包括近年來逐步獲得廣泛應用的電流模電路、抽樣數據電路和對數域電路，它們在提高工作頻率、降低電源電壓、擴大線性工作范圍和提高性能指標的精度和穩定度方面具有明顯的潛力，同時它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內容有助于讀者開拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點和典型電路。與傳統的以電壓作為信號載體的電路不同，這是一種以電流作為信號載體的電路，雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的，但由于信號載體不同，不僅電路性能不同而且電路結構也不同。第3章介紹抽樣數據電路的特點和開關電容與開關電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數據電路類似于數字電路，處理的是時間離散信號，又類似于模擬電路，處理的是幅度連續信號，它比模擬電路具有穩定準確的時間常數，解決了模擬電路實際應用中的一大障礙。對數域電路在第5章中結合其在濾波器中的應用介紹，這類電路除具有良好的電性能外，還提出了一種利用器件的非線性特性實現線性電路的新思路。第三部分介紹幾個模擬電路的功能模塊，它們是電子系統中的關鍵組成部分，并且與信號和信號處理聯系密切，有助于在信號和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數據轉換電路的技術指標和高精度與高速度轉換電路的構成、工作原理、特點和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設計方法和主要類型，包括連續時間濾波器、對數域濾波器和抽樣數據濾波器。第6章介紹通信系統中的收發器與射頻前端電路，包括收信器、發信器的技術指標、結構和典型電路。因為載波通信系統傳輸的是模擬信號，射頻前端電路的性能對整個通信系統有直接的影響，所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書是在為研究生開設的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎上整理而成，由董在望主編，第1、4、7章由李冬梅編寫，第6章由王志華編寫，第5章由李永明和董在望編寫，第2、3章由董在望編寫，李國林參加了部分章節的校核工作。 本書可作為信息與通信工程和電子科學與技術學科相關課程的研究生教材或教學參考書，也可作為本科教學參考書或選修課教材和供相關專業的工程技術人員參考。 清華大學出版社多位編輯為本書的出版做了卓有成效的工作，深致謝意。 限于編者水平，難免有錯誤和疏漏之處，歡迎批評指正。 目錄 1.1MOS器件基礎及器件模型 1.1.1結構及工作原理 1.1.2襯底調制效應 1.1.3小信號模型 1.1.4亞閾區效應 1.1.5短溝效應 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負載放大電路 1.4運算放大器 1.4.1運算放大器的主要參數 1.4.2單級運算放大器 1.4.3兩級運算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運算放大器的頻率補償 1.5模擬開關 1.5.1導通電阻 1.5.2電荷注入與時鐘饋通 1.6帶隙基準電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對頻率特性的影響 思考題 3抽樣數據電路 3.1開關電容電路和開關電流電路的基本分析方法 3.1.1開關電容電路的時域分析 3.1.2開關電流電路的時域分析 3.1.3抽樣數據電路的頻域分析 3.2開關電容電路 3.2.1開關電容單元電路 3.2.2開關電容電路的特點 3.2.3非理想因素的影響 3.3開關電流電路 3.3.1開關電流單元電路 3.3.2開關電流電路的特點 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉換器與D/A轉換器 4.1概述 4.1.1電子系統中的A/D與D/A轉換 4.1.2A/D與D/A轉換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉換器的性能指標 4.1.4A/D與D/A轉換器的分類 4.1.5A/D與D/A轉換器中常用的數碼類型 4.2高速A/D轉換器 4.2.1全并行結構A/D轉換器 4.2.2兩步結構A/D轉換器 4.2.3插值與折疊結構A/D轉換器 4.2.4流水線結構A/D轉換器 4.2.5交織結構A/D轉換器 4.3高精度A/D轉換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉換器 4.3.3過采樣ΣΔA/D轉換器 4.4D/A轉換器 4.4.1電阻型D/A轉換器 4.4.2電流型D/A轉換器 4.4.3電容型D/A轉換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數學描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設計的逼近方法 5.2連續時間濾波器 5.2.1連續時間濾波器的設計方法 5.2.2跨導電容（GmC）連續時間濾波器 5.2.3連續時間濾波器的片上自動調節電路 5.3對數域濾波器 5.3.1對數域電路概念及其特點 5.3.2對數域電路基本單元 5.3.3對數域濾波器 5.4抽樣數據濾波器 5.4.1設計方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開關電容電路轉換為開關電流電路的方法 思考題 6收發器與射頻前端電路 6.1通信系統中的射頻收發器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號 6.2.2復數信號處理 6.2.3收信器前端結構 6.3集成發信器 6.3.1上變換器 6.3.2發信器結構 6.4收發器的技術指標 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動態范圍 6.5射頻電路設計 6.5.1晶體管模型與參數 6.5.2噪聲 6.5.3集成無源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設計 7.1集成電路制造工藝簡介 7.1.1單晶生長與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴散及離子注入 7.1.5化學氣相淀積（CVD） 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應 7.3版圖設計 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構成 7.3.2版圖設計規則 7.3.3CMOS版圖設計技術 思考題
標簽： 模擬集成電路
上傳時間： 2013-11-13
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摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統時鐘頻率的升高。我們的系統設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統所需要的電流增大, 發 熱量增多, 對系統的穩定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統時鐘頻率應在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統 ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統時鐘為80MHz 的采 集系統達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
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M68HC11單片機原理、應用及技術手冊 【整理者】悠子 【提供者】drre 【詳細說明】M68HC11單片機原理、應用及技術手冊/MOTOROLA單片機開發應用叢書 書名: M68HC11單片機原理、應用及技術手冊/MOTOROLA單片機開發應用叢書 作者: 涂時亮主編 出版社: 復旦大學出版社 出版日期: 1992-11-01 簡介: 介紹了M68HC11單片機的系統結構、指令系統、程序設計方法和片內存貯器和它的定時系統、串行通訊口、串行外圍接口、A/D、脈沖累加器、Watchdog等各種I/O功能的結構和使用方法等。 第一章 MOTOROLA單片機簡介 1.1 發展概述 1.2 MOTOROLA單片機的結構特點 1.2.1 儲存器組織 1.2.2 OPU結構 1.2.3 中斷處理 1.2.4 并行I/O口 1.2.5 定時器系統 1.2.6 串行口 1.2.7 其他I/O功能 1.3MOTOROLA單片機系列 1.3.1抵擋 8 位單片機 1.3.2高檔 8 位單片機 M68HO11 1.3.3MOTOROLA模塊化單片機 .............................. ................................
上傳時間： 2014-12-25
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Sonix(松翰)8bit單片26系列IO型原理及基礎教程
上傳時間： 2013-11-05
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P87LPC767 OTP 單片機原理 P87LPC767 是20 腳封裝的單片機適合于許多要求高集成度低成本的場合可以滿足許多方面的性能要求作為Philips 小型封裝系列中的一員P87LPC767 提供高速和低速的晶振和RC 振蕩方式可編程選擇具有較寬的操作電壓范圍可編程I/O 口線輸出模式選擇可選擇施密特觸發輸入LED 驅動輸出有內部看門狗定時器P87LPC767 采用80C51 加速處理器結構指令執行速度是標準80C51 MCU 的兩倍特性 操作頻率為20MHz 時除乘法和除法指令外加速80C51 指令執行時間為300600ns VDD=4.5 5.5V 時時鐘頻率可達20MHz VDD=2.7 4.5V 時時鐘頻率最大為10MHz 4 通道多路8 位A/D 轉換器在振蕩器頻率fosc=20MHz 時轉換時間為9.3μs 用于數字功能時操作電壓范圍為2.7 6.0V 4K 字節OTP 程序存儲器128 字節的RAM 32Byte 用戶代碼區可用來存放序列碼及設置參數 2 個16 位定時/計數器每一個定時器均可設置為溢出時觸發相應端口輸出 內含 2 個模擬比較器 全雙工通用異步接收/發送器UART 及I2C 通信接口 八個鍵盤中斷輸入另加2 路外部中斷輸入 4 個中斷優先級 看門狗定時器利用片內獨立振蕩器,無需外接元件,看門狗定時器溢出時間有8 種選擇 低電平復位使用片內上電復位時不需要外接元件 低電壓復位選擇預設的兩種電壓之一復位可在掉電時使系統安全關閉也可將其設置為一個中斷源 振蕩器失效檢測看門狗定時器具有獨立的片內振蕩器因此它可用于振蕩器的失效檢測 可配置的片內振蕩器及其頻率范圍和RC 振蕩器選項(用戶通過對EPROM 位編程選擇) 選擇RC 振蕩器時不需外接振蕩器件 可編程 I/O 口輸出模式準雙向口,開漏輸出,上拉和只有輸入功能可選擇施密特觸發輸入 所有口線均有20mA 的驅動能力 可控制口線輸出轉換速度以降低EMI,輸出最小上升時間約為10ns 最少 15 個I/O 口,選擇片內振蕩和片內復位時可多達18 個I/O 口 如果選擇片內振蕩及復位時,P87LPC767 僅需要連接電源線和地線 串行 EPROM 編程允許在線編程2 位EPROM 安全碼可防止程序被讀出 空閑和掉電兩種省電模式提供從掉電模式中喚醒功能低電平中斷輸入啟動運行典型的掉電電流為1μA 低功耗 4MHz-20MHz,1.7-10mA@3.3v 100KHz-4MHz,0.044-1.7mA@3.3v 20KHz-100KHz,9-44μA@3.3v 20 腳DIP 和SO 封裝
上傳時間： 2013-11-06
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單片機系統組成原理(PPT篇) 2.1 MCS-51單片機組成原理2.2 單片機復位電路設計2.3 MCS-51存儲器配置2.4 定時器/計數器2.5 中斷系統 MCS-51單片機的組成 ：1. 8位CPU2. 片內ROM/EPROM、RAM3. 片內并行 I/O接口4. 片內16位定時器/計數器5. 片內中斷處理系統6. 片內全雙工串行I/O口
上傳時間： 2013-12-25
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單片機指令系統原理 51單片機的尋址方式 學習匯編程序設計，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的方法。在我們學習的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，指令多是雙字節的，一般第一個字節是操作碼，第二個字節是操作數。該操作數直接參與操作，所以又稱立即數，有“#”號表示。立即數就是存放在程序存儲器中的常數，換句話說就是操作數（立即數）是包含在指令字節中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節指令，這條指令的功能是把立即數3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學單片機的專用寄存器時，我們已學過，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的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數的低8位（即00H）送入DPL寄存器。這里也特別說明一下：在80C51單片機的指令系統中，僅有一條指令的操作數是16位的立即數，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數的高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，操作數項給出的是參加運算的操作數的地址，而不是操作數。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數就在30H單元中，也就是30H是操作數的地址，并非操作數。 在80C51單片機中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內部數據存儲器以及位地址空間，具體的說就是：1、內部數據存儲器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。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 前面的學習我們已知道，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。 關于數據存儲器RAM的內部情況，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的內容送入內部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學過，數據前面加了“#”的，表示后面的數是立即數（如#85H，就表示85H就是一個立即數），數據前面沒有加“#”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習中，我們已知道，是由程序狀態字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位的狀態設置，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在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內容傳送到累加器A中，操作數就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內容加1 從前面的學習中我產應可以理解到，其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態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的地址，即操作數是通過寄存器間接得到的，因此稱為寄存器間接尋址。 MCS-51單片機規定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內部或外部數據存儲器的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 ；把內部RAM地址30H內的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內的值放到累加器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，所以訪問片外數據存儲器時，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內的值放到累加器A中 在執行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 ；把內部RAM地址30H內的值放到堆棧區中堆棧區是由SP寄存器指定的，如果執行上面這條命令前，SP為60H，命令執行后會把內部RAM地址30H內的值放到RAM的61H內。 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：1、內部RAM低128單元。對內部RAM低128單元的間接尋址，應使用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，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單元的內容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應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，為了區別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區別，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，把兩者的內容相加，所得到的結果作為操作數的地址。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數據表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內存入的值，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的內容相加，再把所得到的程序存儲器地址單元的內容送A假若指令執行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內容是7FH，則執行這條指令后，累加器A中的內容就是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這是一條無條件轉移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內容做為一個16位的地址，執行JMP這條指令是，程序就轉移到A+DPTR指定的地址去執行。 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位的數據指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應是64K。我們在學習特殊功能寄存器時已知道，程序計數器PC是始終跟蹤著程序的執行的。也就是說，PC的值是隨程序的執行情況自動改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個數據指針，我們就可以給空上數據指針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，這在我們實際應用中，可能就會有一個問題，如果我們需要查詢的數據表在256個地址單元之內，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是一個數據指針，這個數據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，可以對數據位進行操作，因此就有相應的位尋址方式。所謂位尋址，就是對內部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內的某個位，直接加以置位為1或復位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進行位尋址： 1、我們在第十二課學習51單片機的存儲器結構時，我們已知道在單片機的內部數據存儲器RAM的低128單元中有一個區域叫位尋址區。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。我們在前面的學習中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個字節（或者叫單元地址），而在這里，這些數據都變成了位地址。我們在指令中，或者在程序中如何來區分它是一個單元地址還是一個位地址呢？這個問題，也就是我們現在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實，區分這些數據是位地址還是單元地址，我們都有相應的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統學習中再加以論述。 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于專用寄存器的相關文章。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，大家在應用當中應引起注意。 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，F0 3、單元（字節）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必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數應在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
上傳時間： 2013-11-11
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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、液晶顯示智能化儀器、電池供電便攜式裝置、超長時間連續工作設備等領域。《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 數據存儲器2.4 運行控制?2.5 外圍模塊2.6 振蕩器、倍頻器和時鐘發生器??第3章 系統復位、中斷和工作模式?3.1 系統復位和初始化3.2 中斷系統結構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 存儲器中的數據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 程序計數器PC5.1.2 系統堆棧指針SP5.1.3 狀態寄存器SR5.1.4 常數發生寄存器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 雙操作數指令5.3.2 單操作數指令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 振蕩器與系統時鐘發生器?7.1 晶體振蕩器7.2 處理機時鐘發生器7.3 系統時鐘工作模式7.4 系統時鐘控制寄存器7.4.1 模塊寄存器7.4.2 與系統時鐘發生器相關的SFR位7.5 DCO典型特性??第8章 數字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/端口計數器TPCNT1--8位操作9.1.2 定時器/端口計數器TPCNT2--8位操作9.1.3 定時器/端口計數器--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/計數器10.2.1 8位定時器/計數器的操作10.2.2 8位定時器/計數器的寄存器10.2.3 與8位定時器/計數器有關的SFR位10.2.4 8位定時器/計數器在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增計數模式應用11.3.2 TimerA連續模式應用11.3.3 TimerA增/減計數模式應用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發送允許12.2.3 USART接收中斷操作12.2.4 USART發送中斷操作12.3 控制與狀態寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 發送控制寄存器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接收數據緩存URXBUF12.3.6 USART發送數據緩存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發送允許13.2.3 USART接收中斷操作13.2.4 USART發送中斷操作13.3 控制與狀態寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 發送控制寄存器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接收數據緩存URXBUF13.3.6 USART發送數據緩存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 通過串行數據鏈路應用\"JTAG\"特性的EPROM模塊編程C4 通過微控制器軟件實現對EPROM模塊編程??附錄D MSP430系列單片機參數表?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?
上傳時間： 2014-05-07
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含原理圖+電路圖+程序的波形發生器:在工作中，我們常常會用到波形發生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現在的波形發生器都采用單片機來構成。單片機波形發生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現各種波形發生的應用系統，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調配和使用，從而完成波形發生的任務。 波形發生器的技術指標：（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：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統處于初始狀態，等待用戶輸入設置命令，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，幅值波形設置，使系統進入設置狀態，相應的數碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態后，輸入0~9等數字鍵，（數字鍵僅在設置狀態時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數，LED將參數顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數，系統恢復初始狀態，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數設定完畢后，所有參數顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統會將各波形參數傳遞到波形產生模塊中，以便控制波形發生，實現不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發生器開始輸出滿足參數的波形信號，面板上相應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；7、 波形發生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數，設置過程如上所述，如果不改變參數，可按下“EN”鍵，繼續輸出原波形信號；8、 要停止波形發生器的使用，可按下復位按鈕，將系統復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產生定時中斷；形成波形的數字編碼,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，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內部存儲器統一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）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的數據傳遞。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經過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內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內部有兩個定時器/計數器，在波形發生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，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：驅動6位數碼管動態顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器ULN2803A，6位共陰極數碼管（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，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：將波形樣值的數字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片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）內的鎖存器送數字編碼，不同的編碼會產生不同的輸出值，在本發生器中，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，其幅度是可調的。0832（2）用于產生各種波形信號，單片機在波形產生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經過D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，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：為波形發生器提供直流能量；構成由變壓器、整流硅堆，穩壓塊7805組成。220V的交流電，經過開關，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。為保證直流電壓穩定，使用7805進行穩壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
上傳時間： 2013-11-08
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