89c51一種用N+1條線實(shí)現(xiàn)矩陣鍵盤(pán)
標(biāo)簽： 矩陣鍵盤(pán)
上傳時(shí)間： 2014-12-26
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MCP定時(shí)器產(chǎn)生中心對(duì)稱PWM輸出:PWM波是一種脈寬可調(diào)的脈沖波，用于交、直流電機(jī)的電壓控制。PWM一共有兩種調(diào)整方法，一是定頻調(diào)寬、另一種是定寬調(diào)頻。其中定頻調(diào)寬是種最常見(jiàn)的脈寬調(diào)制方式，它使脈沖波的頻率保持不變，只調(diào)整脈沖寬度。同時(shí)定頻調(diào)寬的PWM波形也分為兩種，一種是單邊的PWM，另一種是中心對(duì)稱的雙邊PWM。中心對(duì)稱的PWM主要應(yīng)用在需要對(duì)稱PWM波形的場(chǎng)合，如半橋、全橋的雙極性驅(qū)動(dòng)等。中心對(duì)稱的PWM的生成原理如圖1-2所示：定時(shí)計(jì)數(shù)器工作在連續(xù)增減計(jì)數(shù)方式，在計(jì)數(shù)初值設(shè)置為0且比較值小于周期值的條件下，當(dāng)增計(jì)數(shù)過(guò)程中計(jì)數(shù)值和比較值匹配時(shí)置位輸出，而在周期匹配時(shí)會(huì)改計(jì)數(shù)方向?yàn)闇p計(jì)數(shù)，當(dāng)減計(jì)數(shù)過(guò)程中計(jì)數(shù)值和比較值匹配時(shí)復(fù)位輸出，當(dāng)減計(jì)數(shù)到零時(shí)會(huì)改計(jì)數(shù)方向?yàn)樵鲇?jì)數(shù)，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。因此中心對(duì)稱的PWM的周期為設(shè)定周期的二倍，占空比為：%100))((×−TPRNTPR（N為比較匹配數(shù)據(jù)，TPR為周期寄存器的值）。比較值的改變會(huì)影響PWM的兩邊的波形，并且兩邊相對(duì)高電平的中心對(duì)稱，這便是中心對(duì)稱雙邊PWM波形的特點(diǎn)。如果比較值為零，那么PWM將一直輸出高電平；如比較值大于等于周期值，則PWM會(huì)一直輸出低電平，占空比為0。
標(biāo)簽： MCP PWM 定時(shí)器 對(duì)稱
上傳時(shí)間： 2013-11-13
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離散傅里葉變換,(DFT)Direct Fouriet Transformer(PPT課件) 一、序列分類對(duì)一個(gè)序列長(zhǎng)度未加以任何限制，則一個(gè)序列可分為： 無(wú)限長(zhǎng)序列：n=-∞~∞或n=0~∞或n=-∞~ 0 有限長(zhǎng)序列：0≤n≤N-1有限長(zhǎng)序列在數(shù)字信號(hào)處理是很重要的一種序列。由于計(jì)算機(jī)容量的限制，只能對(duì)過(guò)程進(jìn)行逐段分析。二、DFT引入由于有限長(zhǎng)序列，引入DFT(離散付里葉變換)。DFT它是反映了“有限長(zhǎng)”這一特點(diǎn)的一種有用工具。DFT變換除了作為有限長(zhǎng)序列的一種付里葉表示，在理論上重要之外，而且由于存在著計(jì)算機(jī)DFT的有效快速算法--FFT,因而使離散付里葉變換(DFT)得以實(shí)現(xiàn)，它使DFT在各種數(shù)字信號(hào)處理的算法中起著核心的作用。三、本章主要討論 離散付里葉變換的推導(dǎo)離散付里葉變換的有關(guān)性質(zhì)離散付里葉變換逼近連續(xù)時(shí)間信號(hào)的問(wèn)題第二節(jié) 付里葉變換的幾種形式傅 里 葉 變 換 ： 建 立 以 時(shí) 間 t 為 自 變 量 的 “ 信 號(hào) ” 與 以 頻 率 f為 自 變 量 的 “ 頻 率 函 數(shù) ”(頻譜) 之 間 的 某 種 變 換 關(guān) 系 . 所 以 “ 時(shí) 間 ” 或 “ 頻 率 ” 取 連 續(xù) 還 是 離 散 值 , 就 形 成 各 種 不 同 形 式 的 傅 里 葉 變 換 對(duì) 。, 在 深 入 討 論 離 散 傅 里 葉 變 換 D F T 之 前 , 先 概 述 四種 不 同 形式 的 傅 里 葉 變 換 對(duì) . 一、四種不同傅里葉變換對(duì)傅 里 葉 級(jí) 數(shù)(FS)：連 續(xù) 時(shí) 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。連 續(xù) 傅 里 葉 變 換(FT)：連 續(xù) 時(shí) 間 , 連 續(xù) 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。序 列 的 傅 里 葉 變 換(DTFT):離 散 時(shí) 間 , 連 續(xù) 頻 率 的 傅 里 葉 變 換.離 散 傅 里 葉 變 換(DFT):離 散 時(shí) 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換1.傅 里 葉 級(jí) 數(shù)(FS)周期連續(xù)時(shí)間信號(hào) 非周期離散頻譜密度函數(shù)。 周期為T(mén)p的周期性連續(xù)時(shí)間函數(shù) x(t) 可展成傅里葉級(jí)數(shù)X(jkΩ0) ,是離散非周期性頻譜 , 表 示為:例子通過(guò)以下 變 換 對(duì) 可 以 看 出 時(shí) 域 的 連 續(xù) 函 數(shù) 造 成 頻 域 是 非 周 期 的 頻 譜 函 數(shù) , 而 頻 域 的 離 散 頻 譜 就 與 時(shí) 域 的 周 期 時(shí) 間 函 數(shù) 對(duì) 應(yīng) . (頻域采樣，時(shí)域周期延 拓)2.連 續(xù) 傅 里 葉 變 換(FT)非周期連續(xù)時(shí)間信號(hào)通過(guò)連續(xù)付里葉變換(FT)得到非周期連續(xù)頻譜密度函數(shù)。
標(biāo)簽： Fouriet Direct DFT Tr
上傳時(shí)間： 2013-11-19
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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(huì)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(jī)來(lái)構(gòu)成。單片機(jī)波形發(fā)生器是以單片機(jī)核心，配相應(yīng)的外圍電路和功能軟件，能實(shí)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(duì)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(jì)1、 機(jī)器通電后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，LED在面板上顯示6個(gè)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(shí)，無(wú)任何波形信號(hào)輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進(jìn)入頻率，幅值波形設(shè)置，使系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，相應(yīng)的數(shù)碼管顯示“一”，此時(shí)，按其它鍵，無(wú)效；3、 在進(jìn)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(shí)，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(gè)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(huì)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(shí)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(kāi)始輸出滿足參數(shù)的波形信號(hào)，面板上相應(yīng)類型的運(yùn)行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號(hào)，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(hào)時(shí)，按下任意一個(gè)鍵，就停止波形信號(hào)輸出，等待重新設(shè)置參數(shù)，設(shè)置過(guò)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(hào)；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(guò)綜合比較，決定選用獲得廣泛應(yīng)用，性能價(jià)格高的常用芯片來(lái)構(gòu)成硬件電路。單片機(jī)采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅(qū)動(dòng)器 ULN2803A（一塊）,運(yùn)算放大器 LM324（一塊） 波形發(fā)生器的硬件電路由單片機(jī)、鍵盤(pán)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(jī)電路功能：形成掃描碼，鍵值識(shí)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(shí)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(kuò)展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機(jī)尋址外設(shè)，采用存儲(chǔ)器映像方式，外部接口芯片與內(nèi)部存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時(shí)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(shí)還要負(fù)責(zé)與8255，0832的數(shù)據(jù)傳遞。P2.7是8255的片選信號(hào)，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(guò)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(jī)89C51內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)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(duì)應(yīng)不同的定時(shí)初值，定時(shí)器的溢出信號(hào)作為中斷請(qǐng)求。控制定時(shí)器中斷的特殊功能寄存器設(shè)置如下：定時(shí)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(pán)顯示器接口電路功能：驅(qū)動(dòng)6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示； 提供響應(yīng)界面； 掃面鍵盤(pán)； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803A，6位共陰極數(shù)碼管（LED）和4×4行列式鍵盤(pán)組成。8255的C口作為鍵盤(pán)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L(zhǎng)ED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為L(zhǎng)ED的位選信號(hào)輸出口，與ULN2803A相連接。8255內(nèi)部的4個(gè)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(yùn)放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機(jī)向0832（1）內(nèi)的鎖存器送數(shù)字編碼，不同的編碼會(huì)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(gè)模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號(hào)時(shí)，其幅度是可調(diào)的。0832（2）用于產(chǎn)生各種波形信號(hào)，單片機(jī)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(guò)D/A轉(zhuǎn)換，得到波形的模擬樣值點(diǎn)，假如N個(gè)點(diǎn)就構(gòu)成波形的一個(gè)周期，那么0832（2）輸出N個(gè)樣值點(diǎn)后，樣值點(diǎn)形成運(yùn)動(dòng)軌跡，就是波形信號(hào)的一個(gè)周期。重復(fù)輸出N個(gè)點(diǎn)后，由此成第二個(gè)周期，第三個(gè)周期……。這樣0832（2）就能連續(xù)的輸出周期變化的波形信號(hào)。運(yùn)放A1是直流放大器，運(yùn)放A2是單極性電壓放大器，運(yùn)放A3是雙極性驅(qū)動(dòng)放大器，使波形信號(hào)能帶得起負(fù)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(guò)開(kāi)關(guān)，保險(xiǎn)管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過(guò)硅堆將交流電變成直流電，對(duì)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(jìn)行穩(wěn)壓。最后，＋5V電源配送到各用電負(fù)載。
標(biāo)簽： 波形發(fā)生器 原理圖 電路圖 源程序
上傳時(shí)間： 2013-11-08
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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模保莆斩〞r(shí)/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出接口電路設(shè)計(jì)方法。 ２．掌握中斷控制編程技術(shù)的方法和應(yīng)用。３．掌握8086匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 微機(jī)燈光控制系統(tǒng)主要用于娛樂(lè)場(chǎng)所的彩燈控制。系統(tǒng)的彩燈共有12組，在實(shí)驗(yàn)時(shí)用12個(gè)發(fā)光二極管模擬。1. 基本要求：燈光控制共有8種模式，如12個(gè)燈依次點(diǎn)亮；12個(gè)燈同時(shí)閃爍等八種。系統(tǒng)可以通過(guò)鍵盤(pán)和顯示屏的人機(jī)對(duì)話，將8種模式進(jìn)行任意個(gè)數(shù)、任意次序的連接組合。系統(tǒng)不斷重復(fù)執(zhí)行輸入的模式組合，直至鍵盤(pán)有任意一個(gè)鍵按下，退出燈光控制系統(tǒng)，返回DOS系統(tǒng)。2. 提高要求：音樂(lè)彩燈控制系統(tǒng)，根據(jù)音樂(lè)的變化控制彩燈的變化，主要有以下幾種：第一種為音樂(lè)節(jié)奏控制彩燈，按音樂(lè)的節(jié)拍變換彩燈花樣。第二種音律的強(qiáng)弱（信號(hào)幅度大小）控制彩燈。強(qiáng)音時(shí)，燈的亮度加大，且被點(diǎn)亮的數(shù)目增多。第三種按音調(diào)高低（信號(hào)頻率高低）控制彩燈。低音時(shí)，某一部分燈點(diǎn)亮；高音時(shí)，另一部分點(diǎn)亮。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 １．設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 ２．總體設(shè)計(jì) ３．硬件設(shè)計(jì)：原理圖（接線圖）及簡(jiǎn)要說(shuō)明 ４．軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單５．設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)（包括遇到的問(wèn)題及解決的方法） 四、設(shè)計(jì)原理我們以背景霓虹燈的一種顯示效果為例，介紹控制霓虹燈顯示的基本原理。設(shè)有一排 n 段水平排列的霓虹燈，某種顯示方式為從左到右每0.2 秒逐個(gè)點(diǎn)亮。其控制過(guò)程如下： 若以“ 1 ”代表霓虹燈點(diǎn)亮，以“ 0 ”代表霓虹燈熄滅，則開(kāi)始時(shí)刻， n 段霓虹燈的控制信號(hào)均為“ 0 ”，隨后，控制器將一幀 n 個(gè)數(shù)據(jù)送至 n 段霓虹燈的控制端，其中，最左邊的一段霓虹燈對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)為“ 1 ”，其余的數(shù)據(jù)均為零，即 1000 … 000 。當(dāng) n 個(gè)數(shù)據(jù)送完以后，控制器停止送數(shù)，保留這種狀態(tài)（定時(shí)） 0.2 秒，此時(shí)，第 1 段霓虹燈被點(diǎn)亮，其余霓虹燈熄滅。隨后，控制器又在極短的時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù) 1100 … 000 送至霓虹燈的控制端，并定時(shí) 0.2 秒，這段時(shí)間，前兩段霓虹燈被點(diǎn)亮。由于送數(shù)據(jù)的過(guò)程很快，我們觀測(cè)到的效果是第一段霓虹燈被點(diǎn)亮 0.2 秒后，第 2 段霓虹燈接著被點(diǎn)亮，即每隔 0.2 秒顯示一幀圖樣。如此下去，最后控制器將數(shù)據(jù) 1111 … 111 送至 n 段霓虹燈的控制端，則 n 段霓虹燈被全部點(diǎn)亮。 只要改變送至每段霓虹燈的數(shù)據(jù)，即可改變霓虹燈的顯示方式，顯然，我們可以通過(guò)合理地組合數(shù)據(jù)（編程）來(lái)得到霓虹燈的不同顯示方式。 五、總體方案論證分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如下：1) 采集8位開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)，若輸入數(shù)據(jù)為0時(shí)，將其修改為1。確定輸入的硬件接口電路。采樣輸入開(kāi)關(guān)量，并存入NUM的軟件程序段。2) 以12個(gè)燈依次點(diǎn)亮為例(即燈光控制模式M1)，考慮與其相應(yīng)的燈光顯示代碼數(shù)據(jù)。確定顯示代碼數(shù)據(jù)輸出的接口電路。輸出一個(gè)同期顯示代碼的軟件程序段（暫不考慮時(shí)隙的延時(shí)要求）。3) 應(yīng)用定時(shí)中斷服務(wù)和NUM數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)t＝N×50ms的方法。4) 實(shí)現(xiàn)某一種模式燈光顯示控制中12個(gè)時(shí)隙一個(gè)周期，共重復(fù)四次的控制方法。要求在初始化時(shí)采樣開(kāi)關(guān)輸入數(shù)據(jù)NUM，并以此控制每一時(shí)隙的延時(shí)時(shí)間；在每一時(shí)隙結(jié)束時(shí)，檢查有無(wú)鍵按下，若是退出鍵按下，則結(jié)束燈光控制，返回DOS系統(tǒng)，若是其他鍵就返回主菜單，重新輸入控制模式數(shù)據(jù)。5) 通過(guò)人機(jī)對(duì)話，輸入8種燈光顯示控制模式的任意個(gè)數(shù)、任意次序連接組合的控制模式數(shù)據(jù)串（以ENTER鍵結(jié)尾）。對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，若數(shù)據(jù)都在1 - 8之間，則存入INBUF；若有錯(cuò)誤，則通過(guò)屏幕顯示輸入錯(cuò)誤，準(zhǔn)備重新輸入燈光顯示控制模式數(shù)據(jù)。6) 依次讀取INBUF中的控制模式數(shù)據(jù)進(jìn)行不同模式的燈光顯示控制，在沒(méi)有任意鍵按下的情況下，系統(tǒng)從第一個(gè)控制模式數(shù)據(jù)開(kāi)始，順序工作到最后一個(gè)控制模式數(shù)據(jù)后，又返回到第一個(gè)控制模式數(shù)據(jù)，不斷重復(fù)循環(huán)進(jìn)行燈光顯示控制。7) 本系統(tǒng)的軟件在總體上有兩部份，即主程序（MAIN）和實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序（INTT）。討論以功能明確、相互界面分割清晰的軟件程序模塊化設(shè)計(jì)方法。即確定有關(guān)功能模塊，并畫(huà)出以功能模塊表示的主程序（MAIN）流程框圖和定時(shí)中斷服務(wù)程序的流程框圖。 六、硬件電路設(shè)計(jì) 以微機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和PC機(jī)資源為硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),不需要外加電路。主要利用了以下的資源：1．8255并行口電路8255并行口電路主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸入與輸出，可以輸出數(shù)據(jù)控制發(fā)光二極管的亮滅和讀取乒乓開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以將8255的A口、B口和一組發(fā)光二極管相連，C口和乒乓開(kāi)關(guān)相連。2．8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器和8259中斷控制器一起實(shí)現(xiàn)時(shí)隙定時(shí)。本設(shè)計(jì)的定時(shí)就是采用的t＝N×50ms的方法，50ms由8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器0控制定時(shí)，N是在中斷服務(wù)程序中軟件計(jì)時(shí)。8253的OUT0接到IRQ2，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)。8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)結(jié)束會(huì)發(fā)出中斷信號(hào)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。3．PC機(jī)資源本設(shè)計(jì)除了利用PC機(jī)作為控制器之外，還利用了PC機(jī)的鍵盤(pán)和顯示器。鍵盤(pán)主要是輸入控制模式數(shù)據(jù)，顯示器就是顯示提示信息。 七、軟件設(shè)計(jì) 軟件主要分為主程序（MAIN）和中斷服務(wù)程序（INTT），主程序包含系統(tǒng)初始化、讀取乒乓開(kāi)關(guān)、讀取控制模式數(shù)據(jù)以及按鍵處理等模塊。中斷服務(wù)程序主要是定時(shí)時(shí)間到后根據(jù)控制模式數(shù)據(jù)點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管。1．主程序主程序的程序流程圖如圖1所示。
上傳時(shí)間： 2014-04-05
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PC機(jī)之間串口通信的實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;１．熟悉微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。 ２．掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 ３．學(xué)會(huì)串行通信程序的編制方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 １．基本要求主機(jī)接收開(kāi)關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)（二進(jìn)制或十六進(jìn)制），從鍵盤(pán)上按“傳輸”鍵（可自行定義），就將該數(shù)據(jù)通過(guò)8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數(shù)據(jù)。具體操作說(shuō)明如下：（１）出現(xiàn)提示信息“start with R in the board!”，通過(guò)調(diào)整乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，設(shè)置8位數(shù)據(jù)；（２）在小鍵盤(pán)上按“R”鍵，系統(tǒng)將此時(shí)乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)讀入計(jì)算機(jī)I中，并顯示出來(lái)，同時(shí)顯示經(jīng)串行通訊后，計(jì)算機(jī)II接收到的數(shù)據(jù)；（３）完成后，系統(tǒng)提示“do you want to send another data? Y/N”，根據(jù)用戶需要，在鍵盤(pán)按下“Y”鍵，則重復(fù)步驟（1），進(jìn)行另一數(shù)據(jù)的通訊；在鍵盤(pán)按除“Y”鍵外的任意鍵，將退出本程序。２．提高要求 能夠進(jìn)行出錯(cuò)處理，例如采用奇偶校驗(yàn)，出錯(cuò)重傳或者采用接收方回傳和發(fā)送方確認(rèn)來(lái)保證發(fā)送和接收正確。 三、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 １．設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 ２．總體設(shè)計(jì) ３．硬件設(shè)計(jì)：原理圖（接線圖）及簡(jiǎn)要說(shuō)明 ４．軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單５．設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)（包括遇到的問(wèn)題及解決的方法） 四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，必須要有“接收移位寄存器”（串→并）和“發(fā)送移位寄存器”（并→串）。能夠完成上述“串←→并”轉(zhuǎn)換功能的電路，通常稱為“通用異步收發(fā)器”（UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 8250/8251。8251A異步工作方式：如果8251A編程為異步方式，在需要發(fā)送字符時(shí)，必須首先設(shè)置TXEN和CTS#為有效狀態(tài)，TXEN(Transmitter Enable)是允許發(fā)送信號(hào)，是命令寄存器中的一位；CTS#(Clear To Send)是由外設(shè)發(fā)來(lái)的對(duì)CPU請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)。然后就開(kāi)始發(fā)送過(guò)程。在發(fā)送時(shí)，每當(dāng)CPU送往發(fā)送緩沖器一個(gè)字符，發(fā)送器自動(dòng)為這個(gè)字符加上1個(gè)起始位，并且按照編程要求加上奇／偶校驗(yàn)位以及1個(gè)、1.5個(gè)或者2個(gè)停止位。串行數(shù)據(jù)以起始位開(kāi)始，接著是最低有效數(shù)據(jù)位，最高有效位的后面是奇／偶校驗(yàn)位，然后是停止位。按位發(fā)送的數(shù)據(jù)是以發(fā)送時(shí)鐘TXC的下降沿同步的，也就是說(shuō)這些數(shù)據(jù)總是在發(fā)送時(shí)鐘TXC的下降沿從8251A發(fā)出。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈嗜Q于編程時(shí)指定的波特率因子，為發(fā)送器時(shí)鐘頻率的1、1/16或1/64。當(dāng)波特率指定為16時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈示褪前l(fā)送器時(shí)鐘頻率的1/16。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)送到8251A的數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器以后，再傳輸?shù)桨l(fā)送緩沖器，經(jīng)移位寄存器移位，將并行數(shù)據(jù)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)，從TxD端送往外部設(shè)備。在8251A接收字符時(shí)，命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過(guò)檢測(cè)RxD引腳上的低電平來(lái)準(zhǔn)備接收字符，在沒(méi)有字符傳送時(shí)RxD端為高電平。8251A不斷地檢測(cè)RxD引腳，從RxD端上檢測(cè)到低電平以后，便認(rèn)為是串行數(shù)據(jù)的起始位，并且啟動(dòng)接收控制電路中的一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的頻率等于接收器時(shí)鐘頻率。計(jì)數(shù)器是作為接收器采樣定時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)到相當(dāng)于半個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間時(shí)再次對(duì)RxD端進(jìn)行采樣，如果仍為低電平，則確認(rèn)該數(shù)位是一個(gè)有效的起始位。若傳輸一個(gè)字符需要16個(gè)時(shí)鐘，那么就是要在計(jì)數(shù)8個(gè)時(shí)鐘后采樣到低電平。之后，8251A每隔一個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間對(duì)RxD端采樣一次，依次確定串行數(shù)據(jù)位的值。串行數(shù)據(jù)位順序進(jìn)入接收移位寄存器，通過(guò)校驗(yàn)并除去停止位，變成并行數(shù)據(jù)以后通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送入接收緩沖器，此時(shí)發(fā)出有效狀態(tài)的RxRDY信號(hào)通知CPU，通知CPU8251A已經(jīng)收到一個(gè)有效的數(shù)據(jù)。一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以是5～8位。如果一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不到8位，8251A會(huì)在移位轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的時(shí)候，自動(dòng)把他們的高位補(bǔ)成0。 五、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案進(jìn)行論證分析如下：1．獲取8位開(kāi)關(guān)量可使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8255A可編程并行接口芯片，因?yàn)橹灰@取8位數(shù)據(jù)量，只需使用基本輸入和8位數(shù)據(jù)線，所以將8255A工作在方式0，PA0-PA7接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8位開(kāi)關(guān)量。2．當(dāng)使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，雖然同步通信速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異步通信，可達(dá)500kbit/s，但由于其需要有一個(gè)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的同步，硬件電路復(fù)雜，通常計(jì)算機(jī)之間的通信只采用異步通信。3．由于8251A本身沒(méi)有時(shí)鐘，需要外部提供，所以本設(shè)計(jì)中使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8253芯片的計(jì)數(shù)器2來(lái)實(shí)現(xiàn)。4：顯示和鍵盤(pán)輸入均使用DOS功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)思路框圖，如下圖所示： 六、硬件設(shè)計(jì)硬件電路主要分為8位開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路，串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送電路，串行通信數(shù)據(jù)接收電路三個(gè)部分。1．8位開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)。此次設(shè)計(jì)在獲取8位開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)量時(shí)采用8255令其工作在方式0，A口輸入8位數(shù)據(jù)，CS#接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上CS1口，對(duì)應(yīng)端口為280H-283H，PA0-PA7接8個(gè)開(kāi)關(guān)。2．串行通信電路串行通信電路本設(shè)計(jì)中8253主要為8251充當(dāng)頻率發(fā)生器，接線如下圖所示。
上傳時(shí)間： 2013-12-19
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九.輸入/輸出保護(hù)為了支持多任務(wù)，80386不僅要有效地實(shí)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(hù)。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護(hù)80386采用I/O特權(quán)級(jí)IPOL和I/O許可位圖的方法來(lái)控制輸入/輸出，實(shí)現(xiàn)輸入/輸出保護(hù)。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(jí)(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(wèn)I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級(jí)。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(jí)執(zhí)行的程序所訪問(wèn)。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(hù)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(xiě)數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫(xiě)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(shí)才可以執(zhí)行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見(jiàn)，當(dāng)前特權(quán)級(jí)不在I/O特權(quán)級(jí)外層時(shí)，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當(dāng)特權(quán)級(jí)在I/O特權(quán)級(jí)外層時(shí)，執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護(hù)異常，而其它四條指令是否能夠被執(zhí)行要根據(jù)訪問(wèn)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(cuò)碼為0的通用保護(hù)異常。 由于每個(gè)任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個(gè)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(shí)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(shí)際要求需要。因?yàn)檫@樣做會(huì)使得在特權(quán)級(jí)3執(zhí)行的應(yīng)用程序要么可訪問(wèn)所有I/O地址，要么不可訪問(wèn)所有I/O地址。實(shí)際需要與此剛好相反，只允許任務(wù)甲的應(yīng)用程序訪問(wèn)部分I/O地址，只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問(wèn)另一部分I/O地址，以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問(wèn)I/O地址時(shí)發(fā)生沖突，從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨(dú)享設(shè)備時(shí)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(jìn)制位串組成。位串中的每一位依次對(duì)應(yīng)一個(gè)I/O地址，位串的第0位對(duì)應(yīng)I/O地址0，位串的第n位對(duì)應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對(duì)應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)；否則對(duì)應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級(jí)或更內(nèi)層特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)。如果在I/O外層特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)位串中位值為1的位所對(duì)應(yīng)的I/O地址，那么將引起通用保護(hù)異常。 I/O地址空間按字節(jié)進(jìn)行編址。一條I/O指令最多可涉及四個(gè)I/O地址。在需要根據(jù)I/O位圖決定是否可訪問(wèn)I/O地址的情況下，當(dāng)一條I/O指令涉及多個(gè)I/O地址時(shí)，只有這多個(gè)I/O地址所對(duì)應(yīng)的I/O許可位圖中的位都為0時(shí)，該I/O指令才能被正常執(zhí)行，如果對(duì)應(yīng)位中任一位為1，就會(huì)引起通用保護(hù)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(jìn)制位串最大長(zhǎng)度是64K個(gè)位，即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個(gè)任務(wù)實(shí)際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲(chǔ)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(chǔ)，所以位串所含的位數(shù)總被認(rèn)為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見(jiàn)，TSS內(nèi)偏移66H的字確定I/O許可位圖的開(kāi)始偏移。由于I/O許可位圖最長(zhǎng)可達(dá)8K字節(jié)，所以開(kāi)始偏移應(yīng)小于56K，但必須大于等于104，因?yàn)門(mén)SS中前104字節(jié)為T(mén)SS的固定格式，用于保存任務(wù)的狀態(tài)。 1.I/O訪問(wèn)許可檢查細(xì)節(jié)保護(hù)模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時(shí)進(jìn)行許可檢查的細(xì)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(kāi)始偏移；(3)計(jì)算I/O地址對(duì)應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)的偏移；(4)計(jì)算位偏移以形成屏蔽碼值，即計(jì)算I/O地址對(duì)應(yīng)位在字節(jié)中的第幾位；(5)把字節(jié)偏移加上位圖開(kāi)始偏移，再加1，所得值與TSS界限比較，若越界，則產(chǎn)生出錯(cuò)碼為0的通用保護(hù)故障；(6)若不越界，則從位圖中讀對(duì)應(yīng)字節(jié)及下一個(gè)字節(jié)；(7)把讀出的兩個(gè)字節(jié)與屏蔽碼進(jìn)行與運(yùn)算，若結(jié)果不為0表示檢查未通過(guò)，則產(chǎn)生出錯(cuò)碼為0的通用保護(hù)故障；(8)進(jìn)行I/O訪問(wèn)。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(duì)應(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對(duì)應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對(duì)用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對(duì)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(huì)引起通用保護(hù)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(shí)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(xì)節(jié)可見(jiàn)，不論是否必要，當(dāng)進(jìn)行許可位檢查時(shí)，80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個(gè)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(gè)字節(jié)。例如，上面的第(8)條指令要對(duì)I/O位圖中的兩個(gè)位進(jìn)行檢查，其低位是某個(gè)字節(jié)的最高位，高位是下一個(gè)字節(jié)的最低位。可見(jiàn)即使只要檢查兩個(gè)位，也可能需要讀取兩個(gè)字節(jié)。另一方面，最多檢查四個(gè)連續(xù)的位，即最多也只需讀取兩個(gè)字節(jié)。所以每次要讀取兩個(gè)字節(jié)。這也是在判別是否越界時(shí)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(shí)產(chǎn)生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個(gè)全1的字節(jié)，即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個(gè)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(kāi)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(kāi)始偏移加8K時(shí)，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(jìn)行。當(dāng)TSS的界限不大于I/O許可位圖開(kāi)始偏移加8K時(shí)，I/O許可位圖有效部分就不到8K字節(jié)，于是對(duì)較小I/O地址訪問(wèn)的許可檢查根據(jù)位圖進(jìn)行，而對(duì)較大I/O地址訪問(wèn)的許可檢查總被認(rèn)為不可訪問(wèn)而引起通用保護(hù)故障。因?yàn)檫@時(shí)會(huì)發(fā)生字節(jié)越界而引起通用保護(hù)異常，所以在這種情況下，可認(rèn)為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個(gè)特點(diǎn)，可大大節(jié)約TSS中I/O許可位圖占用的存儲(chǔ)單元，也就大大減小了TSS段的長(zhǎng)度。 <二>重要標(biāo)志保護(hù)輸入輸出的保護(hù)與存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)輸入輸出保護(hù)。類似地，對(duì)EFLAGS中的IF位也必須加以保護(hù)，否則CLI和STI作為敏感指令對(duì)待是無(wú)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(duì)EFLAGS中的這三個(gè)字段的處理比較特殊，只有在較高特權(quán)級(jí)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(jí)下對(duì)這三個(gè)字段的處理情況。 不同特權(quán)級(jí)對(duì)標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級(jí) 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(jiàn)，只有在特權(quán)級(jí)0執(zhí)行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相對(duì)于IOPL同級(jí)或更內(nèi)層特權(quán)級(jí)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(jí)不滿足上述條件的情況下，當(dāng)執(zhí)行POPF指令和IRET指令時(shí)，如果試圖修改這些字段中的任何一個(gè)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(hù)的實(shí)例(實(shí)例九)下面給出一個(gè)用于演示輸入輸出保護(hù)的實(shí)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(guò)任務(wù)門(mén)調(diào)用任務(wù)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實(shí)例演示的內(nèi)容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實(shí)模式下做必要準(zhǔn)備后，切換到保護(hù)模式；(2)進(jìn)入保護(hù)模式的臨時(shí)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(jìn)入演示代碼段，演示代碼段的特權(quán)級(jí)是0；(4)通過(guò)任務(wù)門(mén)調(diào)用測(cè)試任務(wù)1。測(cè)試任務(wù)1能夠順利進(jìn)行；(5)通過(guò)任務(wù)門(mén)調(diào)用測(cè)試任務(wù)2。測(cè)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(hù)異常；(6)通過(guò)任務(wù)門(mén)調(diào)用測(cè)試任務(wù)3。測(cè)試任務(wù)3演示I/O敏感指令如何引起通用保護(hù)異常；(7)通過(guò)任務(wù)門(mén)調(diào)用測(cè)試任務(wù)4。測(cè)試任務(wù)4演示特權(quán)指令如何引起通用保護(hù)異常；(8)從演示代碼轉(zhuǎn)臨時(shí)代碼，準(zhǔn)備返回實(shí)模式；(9)返回實(shí)模式，并作結(jié)束處理。
上傳時(shí)間： 2013-12-11
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PLC 以 其 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、配套齊全、功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，使用梯形圖符號(hào)進(jìn)行編程，與繼電器電路相當(dāng)接近，被廣大工程技術(shù)人員接受。但是在實(shí)際應(yīng)用中，如何編程能夠提高PLC程序運(yùn)行速度是一個(gè)值得我們思考研究的問(wèn)題。1 PLC工作原理PLC 與 計(jì) 算機(jī)的工作原理基本相同，即在系統(tǒng)程序的管理下，通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但兩者的工作方式有所不同。計(jì)算機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而PLC在確定了工作任務(wù)并裝人了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。PLC 有 兩 種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行(RUN)與停止(STOP)狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)下，PLC的掃描過(guò)程及所要完成的任務(wù)是不盡相同的，如圖1所示。 PLC在RUN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值通常為1一100nis，不同PLC廠家的產(chǎn)品則略有不同。掃描周期由內(nèi)部處理時(shí)間、輸A/ 輸出處理執(zhí)行時(shí)間、指令執(zhí)行時(shí)間等三部分組成。通常在一個(gè)掃描過(guò)程中，執(zhí)行指令的時(shí)間占了絕大部分，而執(zhí)行指令的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短有關(guān)。用戶 程 序 是根據(jù)控制要求由用戶編制，由許多條PLC指令所組成。不同的指令所對(duì)應(yīng)的程序步不同，以三菱FX2N系列的PLC為例，PLC對(duì)每一個(gè)程序步操作處理時(shí)間為:基本指令占0.741s/步，功能指令占幾百微米/步。完成一個(gè)控制任務(wù)可以有多種編制程序的方法，因此，選擇合理、巧妙的編程方法既可以大大提高程序運(yùn)行速度，又可以保證可靠性。 提高PLC程序運(yùn)行速度的幾種編程方法2.1 用數(shù)據(jù)傳送給位元件組合的方法來(lái)控制輸出在 PL C應(yīng) 用編程中，最后都會(huì)有一段輸出控制程序，一般都是用邏輯取及輸出指令來(lái)編寫(xiě)，如圖2所示。在圖2所示的程序中，邏輯取的程序步為1，輸出的程序步為2，執(zhí)行上述程序共需3個(gè)程序步。通常情況下，PLC要控制的輸出都不會(huì)是少量的，比如，有8個(gè)輸出，在條件滿足時(shí)要同時(shí)輸出。此時(shí)，執(zhí)行圖2所示的程序共需17個(gè)程序步。若我們通過(guò)位元件的組合并采用數(shù)據(jù)傳送的方法來(lái)完成圖2所示的程序，就會(huì)大大減少程序步驟。在三 菱 PLC中，只處理ON/OFF狀態(tài)的元件(如X,Y,M和S)，稱為位元件。但將位元件組合起來(lái)也可以處理數(shù)據(jù)。位元件組合由Kn加首元件號(hào)來(lái)表示。位元件每4bit為一組組合成單元。如K YO中的n是組數(shù)，當(dāng)n=1時(shí)，K,Yo 對(duì)應(yīng)的是Y3一Yo。當(dāng)n二2時(shí)，KZYo對(duì)應(yīng)的是Y7一Yo。通過(guò)位元件組合，就可以用處理數(shù)據(jù)的方式來(lái)處理位元件，圖2程序所示的功能可用圖3所示的傳送數(shù)據(jù)的方式來(lái)完成。
標(biāo)簽： PLC 程序 運(yùn)行速度 編程方法
上傳時(shí)間： 2013-11-11
上傳用戶：幾何公差
摘要: 本文介紹了L ED 顯示屏常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方式及其存在的缺陷, 提出了簡(jiǎn)單的L ED 顯示屏恒流驅(qū)動(dòng)方式及電路的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞:L ED 顯示屏 動(dòng)態(tài)掃描 驅(qū)動(dòng)電路中圖分類號(hào): TN 873+ . 93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 1005- 9490(2001) 03- 0252- 051 引 言 L ED 顯示屏是80 年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體, 它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元, 組成大面積顯示屏幕, 以其可靠性高、使用壽命、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn), 在信息顯示領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用[ 1 ]。L ED 顯示屏主要包括發(fā)光二極管構(gòu)成的陣列、驅(qū)動(dòng)電路、控制系統(tǒng)及傳輸接口和相應(yīng)的應(yīng)用軟件等, 其中驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的好壞, 對(duì)L ED 顯示屏的顯示效果、制作成本及系統(tǒng)的運(yùn)行性能起著很重要的作用。所以, 設(shè)計(jì)一種既能滿足控制驅(qū)動(dòng)的要求, 同時(shí)使用器件少、成本低的控制驅(qū)動(dòng)電路是很有必要的。本文就常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)作些分析并提出恒流驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方式。2 L ED 顯示屏常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) L ED 顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì), 與所用控制系統(tǒng)相配合, 通常分為動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動(dòng)二大類。以下就動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)為例為進(jìn)行分析:動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的4 行、8 行、16 行等n 行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器, 通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作, 使得每行L ED 的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的1ön , 只要每行的刷新速率大于50 Hz, 利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng), 人們就可以看到一幅完整的文字或畫(huà)面[ 2 ]。常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595 或MC14094 等作為列數(shù)據(jù)鎖存, 以8050 等小功率N PN 三極管為列驅(qū)動(dòng), 而以達(dá)林頓三極管如T IP127 等作為行掃描管, 其電路如圖1 所示。
標(biāo)簽： LED 顯示屏 恒流驅(qū)動(dòng) 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2014-02-19
上傳用戶：lingzhichao
電子元器件 任何一個(gè)電子電路，都是由電子元器件組合而成。了解常用元器件的性能、型號(hào)規(guī)格、組成分類及識(shí)別方法，用簡(jiǎn)單測(cè)試的方法判斷元器件的好壞，是選擇、使用電子元器件的基礎(chǔ)，是組裝、調(diào)試電子電路必須具備的技術(shù)技能。下面我們首先分別介紹電阻器、電容器、電感器、繼電器、晶體管、光電器件、集成電路等元器件的基本知識(shí)1 .電阻器電阻器在電路中起限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載、匹配等作用。1.1電阻器的分類電阻器按其結(jié)構(gòu)可分為三類，即固定電阻器、可變電阻器(電位器)和敏感電阻器。按組成材料的不同，又可分為炭膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻器、熱敏電阻器、壓敏電阻器等。常用電阻器的外形圖如圖1.1 1.2 電阻器的參數(shù)及標(biāo)注方法電阻器的參數(shù)很多，通常考慮的有標(biāo)稱阻值、額定功率和允許偏差等。（１）、標(biāo)稱阻值和允許誤差 電阻器的標(biāo)稱阻值是指電阻器上標(biāo)出的名義阻值。而實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值之間允許的最大偏差范圍叫做阻值允許偏差，一般用標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值之差除以標(biāo)稱阻值所得的百分?jǐn)?shù)表示，又稱阻值誤差。普通電阻器阻值誤差分三個(gè)等級(jí)：允許誤差小于±5﹪的稱Ⅰ級(jí)，允許誤差小于±１０﹪的稱Ⅱ級(jí)，允許誤差小于±２０﹪的稱Ⅲ級(jí)。表示電阻器的阻值和誤差的方法有兩種：一是直標(biāo)法，二是色標(biāo)法。直標(biāo)法是將電阻的阻值直接用數(shù)字標(biāo)注在電阻上；色標(biāo)法是用不同顏色的色環(huán)來(lái)表示電阻器的阻值和誤差，其規(guī)定如表1.1（a）和（b）。 用色標(biāo)法表示電阻時(shí)，根據(jù)阻值的精密情況又分為兩種：一是普通型電阻，電阻體上有四條色環(huán)，前兩條表示數(shù)字，第三條表示倍乘，第四條表示誤差。二是精密型電阻，電阻體上有五條色環(huán)，前三條表示數(shù)字，第四條表示倍乘，第五條表示誤差。通用電阻器的標(biāo)稱阻值系列如表1.2所示，任何電阻器的標(biāo)稱阻值都應(yīng)為表1.2所列數(shù)值乘以10nΩ，其中n為整數(shù)。（2）、電阻器的額定功率 電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中，長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。常用的額定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。電阻器的額定功率有兩種表示方法，一是2W以上的電阻，直接用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)注在電阻體上，二是2W以下的炭膜或金屬膜電阻，可以根據(jù)其幾何尺寸判斷其額定功率的大小如表1.3。3 電阻器的簡(jiǎn)單測(cè)試 電阻器的好壞可以用儀表測(cè)試，電阻器阻值的大小也可以用有關(guān)儀器、儀表測(cè)出,測(cè)試電阻值通常有兩種方法，一是直接測(cè)試法，另一種是間接測(cè)試法。（1）．直接測(cè)試法就是直接用歐姆表、電橋等儀器儀表測(cè)出電阻器阻值的方法。通常測(cè)試小于1Ω的小電阻時(shí)可用單臂電橋，測(cè)試1Ω到1MΩ電阻時(shí)可用電橋或歐姆表（或萬(wàn)用表），而測(cè)試1MΩ以上大電阻時(shí)應(yīng)使用兆歐表。
上傳時(shí)間： 2013-10-26
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