本書全面、系統地介紹了MCS-51系列單片機應用系統的各種實用接口技術及其配置。 內容包括:MCS-51系列單片機組成原理:應用系統擴展、開發與調試;鍵盤輸入接口的設計及調試;打印機和顯示器接口及設計實例;模擬輸入通道接口技術;A/D、D/A、接口技術及在控制系統中的應用設計;V/F轉換器接口技術、串行通訊接口技術以及其它與應用系統設計有關的實用技術等。 本書是為滿足廣大科技工作者從事單片機應用系統軟件、硬件設計的需要而編寫的,具有內容新穎、實用、全面的特色。所有的接口設計都包括詳細的設計步驟、硬件線路圖及故障分析,并附有測試程序清單。書中大部分接口軟、硬件設計實例都是作者多年來從事單片機應用和開發工作的經驗總結,實用性和工程性較強,尤其是對應用系統中必備的鍵盤、顯示器、打印機、A/D、D/A通訊接口設計、模擬信號處理及開發系統應用舉例甚多,目的是讓將要開始和正在從事單片機應用開發的科研人員根據自己的實際需要來選擇應用,一書在手即可基本完成單片機應用系統的開發工作。 本書主要面向從事單片機應用開發工作的廣大工程技術人員,也可作為大專院校有關專業的教材或教學參考書。 第一章MCS-51系列單片機組成原理 1.1概述 1.1.1單片機主流產品系列 1.1.2單片機芯片技術的發展概況 1.1.3單片機的應用領域 1.2MCS-51單片機硬件結構 1.2.1MCS-51單片機硬件結構的特點 1.2.2MCS-51單片機的引腳描述及片外總線結構 1.2.3MCS-51片內總體結構 1.2.4MCS-51單片機中央處理器及其振蕩器、時鐘電路和CPU時序 1.2.5MCS-51單片機的復位狀態及幾種復位電路設計 1.2.6存儲器、特殊功能寄存器及位地址空間 1.2.7輸入/輸出(I/O)口 1.3MCS-51單片機指令系統分析 1.3.1指令系統的尋址方式 1.3.2指令系統的使用要點 1.3.3指令系統分類總結 1.4串行接口與定時/計數器 1.4.1串行接口簡介 1.4.2定時器/計數器的結構 1.4.3定時器/計數器的四種工作模式 1.4.4定時器/計數器對輸入信號的要求 1.4.5定時器/計數器的編程和應用 1.5中斷系統 1.5.1中斷請求源 1.5.2中斷控制 1.5.3中斷的響應過程 1.5.4外部中斷的響應時間 1.5.5外部中斷方式的選擇 第二章MCS-51單片機系統擴展 2.1概述 2.2程序存貯器的擴展 2.2.1外部程序存貯器的擴展原理及時序 2.2.2地址鎖存器 2.2.3EPROM擴展電路 2.2.4EEPROM擴展電路 2.3外部數據存貯器的擴展 2.3.1外部數據存貯器的擴展方法及時序 2.3.2靜態RAM擴展 2.3.3動態RAM擴展 2.4外部I/O口的擴展 2.4.1I/O口擴展概述 2.4.2I/O口地址譯碼技術 2.4.38255A可編程并行I/O擴展接口 2.4.48155/8156可編程并行I/O擴展接口 2.4.58243并行I/O擴展接口 2.4.6用TTL芯片擴展I/O接口 2.4.7用串行口擴展I/O接口 2.4.8中斷系統擴展 第三章MCS-51單片機應用系統的開發 3.1單片機應用系統的設計 3.1.1設計前的準備工作 3.1.2應用系統的硬件設計 3.1.3應用系統的軟件設計 3.1.4應用系統的抗干擾設計 3.2單片機應用系統的開發 3.2.1仿真系統的功能 3.2.2開發手段的選擇 3.2.3應用系統的開發過程 3.3SICE—IV型單片機仿真器 3.3.1SICE-IV仿真器系統結構 3.3.2SICE-IV的仿真特性和軟件功能 3.3.3SICE-IV與主機和終端的連接使用方法 3.4KHK-ICE-51單片機仿真開發系統 3.4.1KHK—ICE-51仿真器系統結構 3.4.2仿真器系統功能特點 3.4.3KHK-ICE-51仿真系統的安裝及其使用 3.5單片機應用系統的調試 3.5.1應用系統聯機前的靜態調試 3.5.2外部數據存儲器RAM的測試 3.5.3程序存儲器的調試 3.5.4輸出功能模塊調試 3.5.5可編程I/O接口芯片的調試 3.5.6外部中斷和定時器中斷的調試 3.6用戶程序的編輯、匯編、調試、固化及運行 3.6.1源程序的編輯 3.6.2源程序的匯編 3.6.3用戶程序的調試 3.6.4用戶程序的固化 3.6.5用戶程序的運行 第四章鍵盤及其接口技術 4.1鍵盤輸入應解決的問題 4.1.1鍵盤輸入的特點 4.1.2按鍵的確認 4.1.3消除按鍵抖動的措施 4.2獨立式按鍵接口設計 4.3矩陣式鍵盤接口設計 4.3.1矩陣鍵盤工作原理 4.3.2按鍵的識別方法 4.3.3鍵盤的編碼 4.3.4鍵盤工作方式 4.3.5矩陣鍵盤接口實例及編程要點 4.3.6雙功能及多功能鍵設計 4.3.7鍵盤處理中的特殊問題一重鍵和連擊 4.48279鍵盤、顯示器接口芯片及應用 4.4.18279的組成和基本工作原理 4.4.28279管腳、引線及功能說明 4.4.38279編程 4.4.48279鍵盤接口實例 4.5功能開關及撥碼盤接口設計 第五章顯示器接口設計 5.1LED顯示器 5.1.1LED段顯示器結構與原理 5.1.2LED顯示器及顯示方式 5.1.3LED顯示器接口實例 5.1.4LED顯示器驅動技術 5.2單片機應用系統中典型鍵盤、顯示接口技術 5.2.1用8255和串行口擴展的鍵盤、顯示器電路 5.2.2由鎖存器組成的鍵盤、顯示器接口電路 5.2.3由8155構成的鍵盤、顯示器接口電路 5.2.4用8279組成的顯示器實例 5.3液晶顯示LCD 5.3.1LCD的基本結構及工作原理 5.3.2LCD的驅動方式 5.3.34位LCD靜態驅動芯片ICM7211系列簡介 5.3.4點陣式液晶顯示控制器HD61830介紹 5.3.5點陣式液晶顯示模塊介紹 5.4熒光管顯示 5.5LED大屏幕顯示器 第六章打印機接口設計 6.1打印機簡介 6.1.1打印機的基本知識 6.1.2打印機的電路構成 6.1.3打印機的接口信號 6.1.4打印機的打印命令 6.2TPμP-40A微打與單片機接口設計 6.2.1TPμP系列微型打印機簡介 6.2.2TPμP-40A打印功能及接口信號 6.2.3TPμP-40A工作方式及打印命令 6.2.48031與TPμP-40A的接口 6.2.5打印編程實例 6.3XLF微型打印機與單片機接口設計 6.3.1XLF微打簡介 6.3.2XLF微打接口信號及與8031接口設計 6.3.3XLF微打控制命令 6.3.4打印機編程 6.4標準寬行打印機與8031接口設計 6.4.1TH3070接口引腳信號及時序 6.4.2與8031的簡單接口 6.4.3通過打印機適配器完成8031與打印機的接口 6.4.4對打印機的編程 第七章模擬輸入通道接口技術 7.1傳感器 7.1.1傳感器的分類 7.1.2溫度傳感器 7.1.3光電傳感器 7.1.4濕度傳感器 7.1.5其他傳感器 7.2模擬信號放大技術 7.2.1基本放大器電路 7.2.2集成運算放大器 7.2.3常用運算放大器及應用舉例 7.2.4測量放大器 7.2.5程控增益放大器 7.2.6隔離放大器 7.3多通道模擬信號輸入技術 7.3.1多路開關 7.3.2常用多路開關 7.3.3模擬多路開關 7.3.4常用模擬多路開關 7.3.5多路模擬開關應用舉例 7.3.6多路開關的選用 7.4采樣/保持電路設計 7.4.1采樣/保持原理 7.4.2集成采樣/保持器 7.4.3常用集成采樣/保持器 7.4.4采樣保持器的應用舉例 7.5有源濾波器的設計 7.5.1濾波器分類 7.5.2有源濾波器的設計 7.5.3常用有源濾波器設計舉例 7.5.4集成有源濾波器 第八章D/A轉換器與MCS-51單片機的接口設計與實踐 8.1D/A轉換器的基本原理及主要技術指標 8.1.1D/A轉換器的基本原理與分類 8.1.2D/A轉換器的主要技術指標 8.2D/A轉換器件選擇指南 8.2.1集成D/A轉換芯片介紹 8.2.2D/A轉換器的選擇要點及選擇指南表 8.2.3D/A轉換器接口設計的幾點實用技術 8.38位D/A轉換器DAC080/0831/0832與MCS-51單片機的接口設計 8.3.1DAC0830/0831/0832的應用特性與引腳功能 8.3.2DAC0830/0831/0832與8031單片機的接口設計 8.3.3DAC0830/0831/0832的調試說明 8.3.4DAC0830/0831/0832應用舉例 8.48位D/A轉換器AD558與MCS-51單片機的接口設計 8.4.1AD558的應用特性與引腳功能 8.4.2AD558與8031單片機的接口及調試說明 8.4.38位D/A轉換器DAC0800系列與8031單片機的接口 8.510位D/A轉換器AD7522與MCS-51的硬件接口設計 8.5.1AD7522的應用特性及引腳功能 8.5.2AD7522與8031單片機的接口設計 8.610位D/A轉換器AD7520/7530/7533與MCS一51單片機的接口設計 8.6.1AD7520/7530/7533的應用特性與引腳功能 8.6.2AD7520系列與8031單片機的接口 8.6.3DAC1020/DAC1220/AD7521系列D/A轉換器接口設計 8.712位D/A轉換器DAC1208/1209/1210與MCS-51單片機的接口設計 8.7.1DAC1208/1209/1210的內部結構與引腳功能 8.7.2DAC1208/1209/1210與8031單片機的接口設計 8.7.312位D/A轉換器DAC1230/1231/1232的應用設計說明 8.7.412位D/A轉換器AD7542與8031單片機的接口設計 8.812位串行DAC-AD7543與MCS-51單片機的接口設計 8.8.1AD7543的應用特性與引腳功能 8.8.2AD7543與8031單片機的接口設計 8.914位D/A轉換器AD75335與MCS-51單片機的接口設計 8.9.1AD8635的內部結構與引腳功能 8.9.2AD7535與8031單片機的接口設計 8.1016位D/A轉換器AD1147/1148與MCS-51單片機的接口設計 8.10.1AD1147/AD1148的內部結構及引腳功能 8.10.2AD1147/AD1148與8031單片機的接口設計 8.10.3AD1147/AD1148接口電路的應用調試說明 8.10.416位D/A轉換器AD1145與8031單片機的接口設計 第九章A/D轉換器與MCS-51單片機的接口設計與實踐 9.1A/D轉換器的基本原理及主要技術指標 9.1.1A/D轉換器的基本原理與分類 9.1.2A/D轉換器的主要技術指標 9.2面對課題如何選擇A/D轉換器件 9.2.1常用A/D轉換器簡介 9.2.2A/D轉換器的選擇要點及應用設計的幾點實用技術 9.38位D/A轉換器ADC0801/0802/0803/0804/0805與MCS-51單片機的接口設計 9.3.1ADC0801~ADC0805芯片的引腳功能及應用特性 9.3.2ADC0801~ADC0805與8031單片機的接口設計 9.48路8位A/D轉換器ADC0808/0809與MCS一51單片機的接口設計 9.4.1ADC0808/0809的內部結構及引腳功能 9.4.2ADC0808/0809與8031單片機的接口設計 9.4.3接口電路設計中的幾點注意事項 9.4.416路8位A/D轉換器ADC0816/0817與MCS-51單片機的接口設計 9.510位A/D轉換器AD571與MCS-51單片機的接口設計 9.5.1AD571芯片的引腳功能及應用特性 9.5.2AD571與8031單片機的接口 9.5.38位A/D轉換器AD570與8031單片機的硬件接口 9.612位A/D轉換器ADC1210/1211與MCS-51單片機的接口設計 9.6.1ADC1210/1211的引腳功能與應用特性 9.6.2ADC1210/1211與8031單片機的硬件接口 9.6.3硬件接口電路的設計要點及幾點說明 9.712位A/D轉換器AD574A/1374/1674A與MCS-51單片機的接口設計 9.7.1AD574A的內部結構與引腳功能 9.7.2AD574A的應用特性及校準 9.7.3AD574A與8031單片機的硬件接口設計 9.7.4AD574A的應用調試說明 9.7.5AD674A/AD1674與8031單片機的接口設計 9.8高速12位A/D轉換器AD578/AD678/AD1678與MCS—51單片機的接口設計 9.8.1AD578的應用特性與引腳功能 9.8.2AD578高速A/D轉換器與8031單片機的接口設計 9.8.3AD578高速A/D轉換器的應用調試說明 9.8.4AD678/AD1678采樣A/D轉換器與8031單片機的接口設計 9.914位A/D轉換器AD679/1679與MCS-51單片機的接口設計 9.9.1AD679/AD1679的應用特性及引腳功能 9.9.2AD679/1679與8031單片機的接口設計 9.9.3AD679/1679的調試說明 9.1016位ADC-ADC1143與MCS-51單片機的接口設計 9.10.1ADC1143的應用特性及引腳功能 9.10.2ADC1143與8031單片機的接口設計 9.113位半積分A/D轉換器5G14433與MCS-51單片機的接口設計 9.11.15G14433的內部結構及引腳功能 9.11.25G14433的外部電路連接與元件參數選擇 9.11.35G14433與8031單片機的接口設計 9.11.45G14433的應用舉例 9.124位半積分A/D轉換器ICL7135與MCS—51單片機的接口設計 9.12.1ICL7135的內部結構及芯片引腳功能 9.12.2ICL7135的外部電路連接與元件參數選擇 9.12.3ICL7135與8031單片機的硬件接口設計 9.124ICL7135的應用舉例 9.1312位雙積分A/D轉換器ICL7109與MCS—51單片機的接口設計 9.13.1ICL7109的內部結構與芯片引腳功能 9.13.2ICL7109的外部電路連接與元件參數選擇 9.13.3ICL7109與8031單片機的硬件接口設計 9.1416位積分型ADC一ICL7104與MCS-51單片機的接口設計 9.14.1ICL7104的主要應用特性及引腳功能 9.14.2ICL7104與8031單片機的接口設計 9.14.3其它積分型A/D轉換器簡介 第十章V/F轉換器接口技術 10.1V/F轉換的特點及應用環境 10.2V/F轉換原理及用V/F轉換器實現A/D轉換的方法 10.2.1V/F轉換原理 10.2.2用V/F轉換器實現A/D轉換的方法 10.3常用V/F轉換器簡介 10.3.1VFC32 10.3.2LMX31系列V/F轉換器 10.3.3AD650 10.3.4AD651 10.4V/F轉換應用系統中的通道結構 10.5LM331應用實例 10.5.1線路原理 10.5.2軟件設計 10.6AD650應用實例 10.6.1AD650外圍電路設計 10.6.2定時/計數器(8253—5簡介) 10.6.3線路原理 10.6.4軟件設計 第十一章串行通訊接口技術 11.1串行通訊基礎 11.1.1異步通訊和同步通訊 11.1.2波特率和接收/發送時鐘 11.1.3單工、半雙工、全雙工通訊方式 11.14信號的調制與解調 11.1.5通訊數據的差錯檢測和校正 11.1.6串行通訊接口電路UART、USRT和USART 11.2串行通訊總線標準及其接口 11.2.1串行通訊接口 11.2.2RS-232C接口 11.2.3RS-449、RS-422、RS-423及RS485 11.2.420mA電流環路串行接口 11.3MCS-51單片機串行接口 11.3.1串行口的結構 11.3.2串行接口的工作方式 11.3.3串行通訊中波特率設置 11.4MCS-51單片機串行接口通訊技術 11.4.1單片機雙機通訊技術 11.4.2單片機多機通訊技術 11.5IBMPC系列機與單片機的通訊技術 11.5.1異步通訊適配器 11.5.2IBM-PC機與8031雙機通訊技術 11.5.3IBM—PC機與8031多機通訊技術 11.6MCS-51單片機串行接口的擴展 11.6.1Intel8251A可編程通訊接口 11.6.2擴展多路串行口的硬件設計 11.6.3通訊軟件設計 第十二章應用系統設計中的實用技術 12.1MCS-51單片機低功耗系統設計 12.1.1CHMOS型單片機80C31/80C51/87C51的組成與使用要點 12.1.2CHMOS型單片機的空閑、掉電工作方式 12.1.3CHMOS型單片機的I/O接口及應用系統實例 12.1.4HMOS型單片機的節電運行方式 12.2邏輯電平接口技術 12.2.1集電極開路門輸出接口 12.2.2TTL、HTL、ECL、CMOS電平轉換接口 12.3電壓/電流轉換 12.3.1電壓/0~10mA轉換 12.3.2電壓1~5V/4~20mA轉換 12.3.30~10mA/0~5V轉換 12.344~20mA/0~5V轉換 12.3.5集成V/I轉換電路 12.4開關量輸出接口技術 12.4.1輸出接口隔離技術 12.4.2低壓開關量信號輸出技術 12.4.3繼電器輸出接口技術 12.4.4可控硅(晶閘管)輸出接口技術 12.4.5固態繼電器輸出接口 12.4.6集成功率電子開關輸出接口 12.5集成穩壓電路 12.5.1電源隔離技術 12.5.2三端集成穩壓器 12.5.3高精度電壓基準 12.6量程自動轉換技術 12.6.1自動轉換量程的硬件電路 12.6.2自動轉換量程的軟件設計 附錄AMCS-51單片機指令速查表 附錄B常用EPROM固化電壓參考表 參考文獻
上傳時間: 2013-10-15
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日本富士通公司(FUJITSV)是世界著名的電子公司,在計算機和通信領域占有重要 位置,1995年列日本通信企業營業額第二名,做為通信公司和計算機技術的核心——CPU 技術,富士通公司在技術上是先進的。本書對該公司的8位單片機做了系統介紹,包括 CPU硬件結構,軟件應用,程序示例,并對該公司8位單位機F↑2MC—8L系列各品種做了 概括介紹,使讀者能夠對該公司的單片機選型、開發及應用。單片機技術的主要應用范圍 是控制領域,尤其是在中國的家電領域,有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-10-22
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總線:指能為多個部件服務的信息傳送線,在微機系統中各個部件通過總線相互通信。地址總線:它是傳送由CPU發出的用于選擇要訪問的器件或部件的地址。數據總線:它是用來傳送微型機系統內的各種類型的數據。匯編:是能完成一定任務的機器指令的集合。二進制數:只有0和1兩個數碼,基數為二。16進制數:采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F等16個數碼,其中A-F相應的十進數為10-15,基數是16。指令:是計算機所能執行的一種基本操作的描述,是計算機軟件的基本單元。存儲器:用來存放計算機中的所有信息:包括程序、原始數據、運算的中間結果及最終結果等。
標簽: 單片機
上傳時間: 2013-11-14
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摘要:介紹一種基于單片機AT89C51和V/F轉換器LM331的壓力數據采集系統,該系統以AT89C51單片機為核心,實時測量由壓力傳感器MPXV5004G檢測的壓力。與傳統電路設計相比較,其外部硬件電路少,結構簡單,無較大的時延。只要對其功能進行擴展,能夠實現相應控制。關鍵詞:壓力傳感器,V/F轉換器,單片機,頻率測量,LM331
上傳時間: 2013-10-09
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以典型的9S08 系列為例,當你選擇了一個MCU 型號后,在圖1-4 右側會顯示出所有針對該型號芯片可用的項目調試場景。其中:Full Chip Simulator是芯片全功能模擬仿真,即無需任何目標系統的硬件資源,直接在你的PC 機上模擬運行單片機的程序,在模擬運行過程中可以觀察調試程序的各項控制和運行流程,分析代碼運行的時間,觀察各種變量,等等。CW 提供了功能強大的模擬激勵功能,可以在模擬運行時模擬一些外部事件的輸入,配合程序調試;P&E Multilink/Cyclone Pro是基于P&E 公司的硬件調試工具實現實時在線硬件調試。實際就是我們經常說的BDM 調試。BDM 調試是基于芯片本身內含的在線調試功能,可實現程序下載,單步/全速運行,可以設若干個斷點,可以觀察和修改任意寄存器或RAM 內存空間。BDM 幾乎是開發飛思卡爾8 位(9S08 和RS08 系列)、16 位(9S12 系列)和32 位(Coldfire V1 系列)單片機的標準調試模式,運用最為廣泛;SofTec HCS08是另外一家SofTec 公司提供的硬件調試工具,國內使用較少;HCS08 Serial Monitor是基于芯片串口的監控調試開發模式。由于開發效率較低,現在幾乎無人使用。
上傳時間: 2013-10-10
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基于中穎SH79F164單片機的電子血壓計應用:電子血壓計因具有無創性、操作簡單、攜帶方面等優點,目前得到廣泛的應用和推廣。無創檢測血壓的方法很多,如柯氏音法,測振法,超聲法、雙袖帶法、恒定袖帶法、逐拍跟蹤法、張力定測法和恒定容積法等。其中測振法就是我們常說的示波法,由于具有較好的抗干擾能力,能比較可靠地判斷血壓、實現血壓的自動檢測而成為無創血壓的主流。目前國內外大多數電子血壓計都采用示波法。示波法的原理同柯氏音法,也需要充氣袖套來阻斷動脈流,但在放氣過程中不是檢測柯氏音,而是檢測氣袖內氣體的振蕩波(測振法由此得名),這些振蕩波是袖帶與動脈耦合的結果,源于心血管周期內血管壁由于收縮舒張引起的壓力脈動。理論計算和實踐均證明此振蕩波的幅度有一定的規律,與動脈收縮壓、平均壓以及舒張壓有一定的函數關系。針對示波法,本文將詳細介紹基于中穎電子SH79F164 單片機的血壓計系統方案與軟硬件實現。 在硬件電路設計方面,筆者參考了大量的資料,最終選定SH79F164 單片機作為主控IC。其理由是SH79F164 內建資源豐富,既能節省大量外圍器件,又方便系統調試。SH79F164 內建資源主要有:可編程儀表放大器(PGA)、帶通濾波器、固定增益放大器、恒流源放大器、10 位A/D 轉換器、時基定時器(RTC)。硬件部分構成:壓力傳感器、SH79F164 單片機、LCD、袖套、充氣泵、放氣閥、按鍵等(見圖3)。
上傳時間: 2013-10-23
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離散傅里葉變換,(DFT)Direct Fouriet Transformer(PPT課件) 一、序列分類對一個序列長度未加以任何限制,則一個序列可分為: 無限長序列:n=-∞~∞或n=0~∞或n=-∞~ 0 有限長序列:0≤n≤N-1有限長序列在數字信號處理是很重要的一種序列。由于計算機容量的限制,只能對過程進行逐段分析。二、DFT引入由于有限長序列,引入DFT(離散付里葉變換)。DFT它是反映了“有限長”這一特點的一種有用工具。DFT變換除了作為有限長序列的一種付里葉表示,在理論上重要之外,而且由于存在著計算機DFT的有效快速算法--FFT,因而使離散付里葉變換(DFT)得以實現,它使DFT在各種數字信號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離散付里葉變換的有關性質離散付里葉變換逼近連續時間信號的問題第二節付里葉變換的幾種形式傅 里 葉 變 換 : 建 立 以 時 間 t 為 自 變 量 的 “ 信 號 ” 與 以 頻 率 f為 自 變 量 的 “ 頻 率 函 數 ”(頻譜) 之 間 的 某 種 變 換 關 系 . 所 以 “ 時 間 ” 或 “ 頻 率 ” 取 連 續 還 是 離 散 值 , 就 形 成 各 種 不 同 形 式 的 傅 里 葉 變 換 對 。, 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 . 一、四種不同傅里葉變換對傅 里 葉 級 數(FS):連 續 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。連 續 傅 里 葉 變 換(FT):連 續 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。序 列 的 傅 里 葉 變 換(DTFT):離 散 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換.離 散 傅 里 葉 變 換(DFT):離 散 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換1.傅 里 葉 級 數(FS)周期連續時間信號 非周期離散頻譜密度函數。 周期為Tp的周期性連續時間函數 x(t) 可展成傅里葉級數X(jkΩ0) ,是離散非周期性頻譜 , 表 示為:例子通過以下 變 換 對 可 以 看 出 時 域 的 連 續 函 數 造 成 頻 域 是 非 周 期 的 頻 譜 函 數 , 而 頻 域 的 離 散 頻 譜 就 與 時 域 的 周 期 時 間 函 數 對 應 . (頻域采樣,時域周期延 拓)2.連 續 傅 里 葉 變 換(FT)非周期連續時間信號通過連續付里葉變換(FT)得到非周期連續頻譜密度函數。
上傳時間: 2013-11-19
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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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單片機音樂中音調和節拍的確定方法:調號-音樂上指用以確定樂曲主音高度的符號。很明顯一個八度就有12個半音。A、B、C、D、E、F、G。經過聲學家的研究,全世界都用這些字母來表示固定的音高。比如,A這個音,標準的音高為每秒鐘振動440周。 升C調:1=#C,也就是降D調:1=BD;277(頻率)升D調:1=#D,也就是降E調:1=BE;311升F調:1=#F,也就是降G調:1=BG;369升G調:1=#G,也就是降A調:1=BA;415升A調:1=#A,也就是降B調:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所謂1=A,就是說,這首歌曲的“導”要唱得同A一樣高,人們也把這首歌曲叫做A調歌曲,或叫“唱A調”。1=C,就是說,這首歌曲的“導”要唱得同C一樣高,或者說“這歌曲唱C調”。同樣是“導”,不同的調唱起來的高低是不一樣的。各調的對應的標準頻率為: 單片機演奏音樂時音調和節拍的確定方法 經常看到一些剛學單片機的朋友對單片機演奏音樂比較有興趣,本人也曾是這樣。在此,本人將就這方面的知識做一些簡介,但愿能對單片機演奏音樂比較有興趣而又不知其解的朋友能有所啟迪。 一般說來,單片機演奏音樂基本都是單音頻率,它不包含相應幅度的諧波頻率,也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可,也就是“音調”和“節拍”。音調表示一個音符唱多高的頻率,節拍表示一個音符唱多長的時間。 在音樂中所謂“音調”,其實就是我們常說的“音高”。在音樂中常把中央C上方的A音定為標準音高,其頻率f=440Hz。當兩個聲音信號的頻率相差一倍時,也即f2=2f1時,則稱f2比f1高一個倍頻程, 在音樂中1(do)與 ,2(來)與 ……正好相差一個倍頻程,在音樂學中稱它相差一個八度音。在一個八度音內,有12個半音。以1—i八音區為例, 12個半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。這12個音階的分度基本上是以對數關系來劃分的。如果我們只要知道了這十二個音符的音高,也就是其基本音調的頻率,我們就可根據倍頻程的關系得到其他音符基本音調的頻率。 知道了一個音符的頻率后,怎樣讓單片機發出相應頻率的聲音呢?一般說來,常采用的方法就是通過單片機的定時器定時中斷,將單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反,或者說來回清零,置位,從而讓蜂鳴器發出聲音,為了讓單片機發出不同頻率的聲音,我們只需將定時器予置不同的定時值就可實現。那么怎樣確定一個頻率所對應的定時器的定時值呢?以標準音高A為例: A的頻率f = 440 Hz,其對應的周期為:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上圖可知,單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反的時間應為:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs這個時間t也就是單片機上定時器應有的中斷觸發時間。一般情況下,單片機奏樂時,其定時器為工作方式1,它以振蕩器的十二分頻信號為計數脈沖。設振蕩器頻率為f0,則定時器的予置初值由下式來確定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL為定時器待確定的計數初值。因此定時器的高低計數器的初值為: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 將t=1136μs代入上面兩式(注意:計算時應將時間和頻率的單位換算一致),即可求出標準音高A在單片機晶振頻率f0=12Mhz,定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值為 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根據上面的求解方法,我們就可求出其他音調相應的計數器的予置初值。 音符的節拍我們可以舉例來說明。在一張樂譜中,我們經常會看到這樣的表達式,如1=C 、1=G …… 等等,這里1=C,1=G表示樂譜的曲調,和我們前面所談的音調有很大的關聯, 、 就是用來表示節拍的。以 為例加以說明,它表示樂譜中以四分音符為節拍,每一小結有三拍。比如: 其中1 、2 為一拍,3、4、5為一拍,6為一拍共三拍。1 、2的時長為四分音符的一半,即為八分音符長,3、4的時長為八分音符的一半,即為十六分音符長,5的時長為四分音符的一半,即為八分音符長,6的時長為四分音符長。那么一拍到底該唱多長呢?一般說來,如果樂曲沒有特殊說明,一拍的時長大約為400—500ms 。我們以一拍的時長為400ms為例,則當以四分音符為節拍時,四分音符的時長就為400ms,八分音符的時長就為200ms,十六分音符的時長就為100ms。可見,在單片機上控制一個音符唱多長可采用循環延時的方法來實現。首先,我們確定一個基本時長的延時程序,比如說以十六分音符的時長為基本延時時間,那么,對于一個音符,如果它為十六分音符,則只需調用一次延時程序,如果它為八分音符,則只需調用二次延時程序,如果它為四分音符,則只需調用四次延時程序,依次類推。通過上面關于一個音符音調和節拍的確定方法,我們就可以在單片機上實現演奏音樂了。具體的實現方法為:將樂譜中的每個音符的音調及節拍變換成相應的音調參數和節拍參數,將他們做成數據表格,存放在存儲器中,通過程序取出一個音符的相關參數,播放該音符,該音符唱完后,接著取出下一個音符的相關參數……,如此直到播放完畢最后一個音符,根據需要也可循環不停地播放整個樂曲。另外,對于樂曲中的休止符,一般將其音調參數設為FFH,FFH,其節拍參數與其他音符的節拍參數確定方法一致,樂曲結束用節拍參數為00H來表示。下面給出部分音符(三個八度音)的頻率以及以單片機晶振頻率f0=12Mhz,定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值 : C調音符 頻率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC調音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7頻率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C調音符 頻率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
上傳時間: 2013-10-20
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電子密碼鎖的設計與實現一、實驗目的 1.進一步掌握鍵盤掃描和LED顯示的程序設計。 2.了解按鍵消抖的方法。 3.綜合運用微機原理的軟硬件知識。 二、實驗內容與要求 1.基本要求 (1)具有密碼輸入功能,密碼最多為6位;(2)設置退格鍵,以便刪除輸入錯誤的密碼;(3)在輸入的密碼時數碼管上只顯示8,并根據輸入位數依次橫移;(4)設置確認鍵,當確認鍵按下后,判斷輸入密碼是否正確;(5)當輸入密碼正確時,點亮發光二極管;當輸入密碼不正確時,發光二極管不亮并且蜂鳴器報警,重新輸入,當三次密碼輸入不正確時,系統應鎖定鍵盤10s。2.提高要求 將用戶分為管理者和使用者,管理者擁有超級密碼,可以修改其他人的密碼。使用者不能修改密碼。 三、實驗報告要求 1.設計目的和內容 2.總體設計 3.硬件設計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設計框圖及程序清單5.設計結果和體會(包括遇到的問題及解決的方法) 四、總體設計 電子密碼鎖的原理是:從鍵盤輸入一組密碼,CPU把該密碼和設置密碼比較,對則將鎖打開(不同鎖的控制方式不一樣,比如加電控制電磁鐵抽回,從而打開),錯則要求重新輸入,并記錄錯誤次數,如果三次錯誤,則被強制鎖定并報警,除非超級密碼或者其他的手段打開,比如延時一段時間。 初步設計思路如下: 1.輸入密碼用矩形鍵盤,包括數字鍵和功能鍵,功能鍵包括退格鍵和確認鍵。 2.LED數碼管顯示輸入密碼,但是只是輸出顯示符號8 。采用動態掃描輸出。 3.用發光二極管模擬鎖的情況,鎖關時發光二極管滅,打開時發光二極管亮。 4.輸入密碼錯誤時報警,3次輸入錯誤時鍵盤鎖定10s,鍵盤無法接收數據。 軟件的設計主要包括矩形鍵盤鍵值的讀取、LED動態掃描輸出程序、密碼判斷程序和報警程序。 五、硬件設計 根據設計思路,硬件電路可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成,由于實驗平臺上的各個功能模塊已經設計好,用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接,因此,硬件電路的設計及實現相對簡單。完整系統的硬件連接如圖1所示。硬件電路由LED數碼管顯示模塊、按鍵模塊、發光二極管電路和蜂鳴器模塊組成。各個模塊的詳細說明:1.LED數碼管模塊實驗平臺上提供一組六個LED數碼管。插孔CS1用于數碼管段選的輸出選通,插孔CS2用于數碼管位選信號的輸出選通。本設計用6個數碼管來動態顯示時分秒,動態顯示的定時時間由8253定時/計數器來實現。8253主要是實現每位顯示時間1ms,由8253的計數器0來實現。Clk0接實驗平臺分頻電路輸出Q6,f=46875hz。GATE0接8255的PA0,由8255的PA0輸出來控制計數器的起停。OUT0接8259的IRQ2,定時完成請求中斷,進入中斷服務程序。軟件在中斷服務程序中LED數碼管顯示。
標簽: 電子密碼鎖
上傳時間: 2013-10-16
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