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微机接口技术在单片机中的应用.pdf

微机接口技术在单片机中的应用

pengkingli
2011-08-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《微机接口技术在单片机中的应用pdf》,可适用于高等教育领域

!第"#卷第$期$年’月!!!!贵州教育学院学报(自然科学)()*,)*)**),)(,:<=>A>B)!!!!CD<E"#E,DE$FE$微机接口技术在单片机中的应用!唐晓慧(贵州教育学院数学系贵州贵阳!G)摘要:以A<公司的H=I"系列单片机为例阐述了其与模数转换器的接口意在说明微机接口在单片机中的应用以期拓宽学生思路达学以致用之目的。关键词:单片机(微控制器)接口存储器寄存器端口锁存器模数转换器。中图分类号:JGGG!!文献标识码:!!文章编号:"$#KLG($)$ILMIG!""#$’$()(*$,(("’,$)’,*’)(#($)$)#$"$),NDOP:(HPQ>BFQA:RPD:S:>DAD<<T:UAT:RPD:GPA)!’,’:PB><:BBH=I"VQ<UQSAA<>DFDDABWQF<DSB>:BBPAOV>XYABAT<I>PFIQ>PAASZEPTD<BDBPDYPFF<>DADVQ>D>DQF:AV>ABAT<I>PFIQ>PADDFA:FPQDSDVPB:SABPAATASD<<DYPB:SABDB:SUVDFF<UATE(,:BAT<I>PFIQ>PA(Q>D>DAD<<)AV>QQDUTBFD<>PZ>DAE!!在微机接口教学中学生获得更多的是教材上的理论知识学生潜意识里认为接口这门技术主要用于外设与微机界面的设计因为书上所有的接口都是围绕微机来阐述的从串行Z并行接口到模数Z数模转换接口无不如此。这给学生一种错觉:接口电路只应用在微机控制的设备中。然而现在很多智能设备都与接口技术密不可分如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统和家用电器等。控制着这些设备的是单片机。下面以H=I"系列单片机为例分析接口技术在单片机中的应用。"!H=I"系列单片机结构简述单片机又称微控制器各种单片机的内部结构基本上都是相似的其主要部分功能见图":""!J*单元的结构图"!H=I"系列单片机内部结构!!J*包括运算器和控制器。运算器是以算逻ML!收稿日期:$’I"$I$#作者简介:唐晓慧("K#GI)女副教授研究方向:电子技术。万方数据单元!"#为核心再加上暂存缓冲寄存器$、工作寄存器’、累加器!((、程序标志寄存器)*和布尔处理器构成这一系列寄存器配合进行工作其中标志寄存器)*中的标志((进位标志)、!((辅助进位标志)、,(算术操作溢出标志)及(奇偶校验标志)是编程中常用到的判断标志布尔处理器是一个可按位()进行逻辑运算的处理器件。控制器是协调各部件间数据传输及运算操作的部件它由指令寄存器(,)事先装入要运行的程序由地址指针寄存器($)及程序计数器引导着逐一取出寄存器(,)存储单元的指令经指令译码器进行译码产生各种控制信息与时钟节拍相结合控制各部件协调工作。存储器()系列单片机数量很多其结构基本一样只是片内,、!容量不同中断源数量、定时计数器的数量、输入输出端口引脚数有区别因此在硬件连接及编程时需查清楚相关单片机的硬件资源(可通过:<:=>或AB等公司的网站查询)。如ABCD单片机内有CE的,(为F,)占有GGGGHIIIHCE的地址空间若程序大于CE需使用片外存储器。单片机处理问题之前必须事先将程序存入F,其(#在处理完内部存储器程序后会自动访问外部存储器。ABCD内部有J个单元的内部数据存储器!(可外部扩展到JKE)其中GGHIH为四组工作寄存器的地址每组寄存器占C个字节记为GLD由状态寄存器中的)位和)G位的组合来选用各工作寄存器。GHIH为位寻址区该区域内不仅可按字节寻址还可按位寻址MGHDIH为内部随机存储器。CGHIIH为专用寄存器区个功能寄存器的地址都在这一段中这些功能寄存器大体分为两类一类作为内部功能控制用另一类与芯片的引脚有关与引脚有关的特殊功能寄存器标为GLM(见图)它们实际上是K个C位锁存器加驱动的输入输出口其中G、作为地址数据端口M作为中断串行和计时时钟端口四个输入输出口共提供了M根,线ABCGM、ABCG、ABCD等与此类似。模数(!)转换器!(GCGN与单片机的接口一个实时控制系统要实现监控工作过程中各种参数的变化必先由传感器将现场各种模拟量(如温度、流量、压力、光信号等)转换成相应的电信号经放大、滤波、多路开关切换及采样保持方送入!转换器转换出来的数据量送入单片机进行处理后再输出并由数模(!)转换器转换成为模拟量去控制执行部件。!转换芯片有许多有单输入、双输入、单极性输入、双极性输入、单参考电压、双参考电压等应根据具体需要进行选择。下面以!(GCGN为例说明!转换器与单片机的接口。(!)转换器!(GCGN的结构与引脚!(GCGN是(,)的C位!转换芯片。片内带有锁存功能的八路模拟开关具有多路开关的地址译码和锁存电路由该电路来选择八个模拟量中的一个片内有比较器、逐次逼近寄存器)!、树状电子开关、J电阻$型网络及控制与时序逻辑电路见图。!转换采用逐次逼近技术输出与$$"兼容可直接连于单片机上无须零和满度调整。!(GCGN的引脚功能如下:图!(GCGN内部结构图OGLOD:接外部已处理的模拟量输入最多可接八路。!!、!’、!(:译码选择八路模拟输入中的一路输入通常接到数据线G、上由编程进行八路模拟输入译码。!"F:地址锁存允许信号高电平对译码信号进行锁存由写信号*及片选信号()使之有效。!"F有效时选择一路模拟量输入进行!转换。)$!$:!转换启动信号高电平时将输入的模拟量进行!转换由写信号*片选信号()CC贵州教育学院学报(自然科学)第J卷万方数据使之有效。!"#:转换结束信号。当$转换结束时输出此信号可经反向接于单片机’()*,(或,、,、,等)的脚(中断请求输入’端)亦可采用查询方式查询此信号。"!:输出允许信号。单片机的#接到!"#信号在读信号有效(#必须有效)时使"!信号有效从而将输出锁存缓冲器的数据取走。#::时钟脉冲信号由外部时钟电路供给时钟频率范围<=>,<=通常取<=在取<=时转换时间为!。##:电源电压。!A():参考电压输入端取>##。!A(B):参考电压地端通常与C相连。C:地。D$#,E与单片机的接口及编程)硬件接口利用$#,E进行$转换时其与’()*,(或,、,等)的接口电路如图由编程选择某一路模拟信号输入$#,E进行模数转换转换数据的速率由#:决定因,E内部无时钟信号通常由外部输入<=时钟信号转换时间为!。,E的八位输出数据线直接与,数据线相连接于F>F上八路模拟开关的地址译码线$$、$G、$#分别接在数据线的F、F、F上F>F是分时复用线分时传送数据和地址信号在选通某路模拟信号输入时F>F与F>F组合构成H位地址线寻找外部端口。因此要选通’并启动$转换必须F、F、F、F为低电平其余为高电平则对应地址信号为AGA,<依此类推选通’>’并启动$转换所对应的地址为AGAE<>AGAA<。转换结束后!"#输出高电平经反向输入到,的F外部中断请求输入端低电平有效,接到该信号在F及信号有效时使输出允许"!有效把输出缓冲锁存器的数据读到单片机。)软件编程编程常采用查询方式和中断方式。若采用查询方式如图可用程序反复查询(读取)是否为低电平(进行位查询)若为低电平则从$#,E的输出缓冲锁存器中将数据取走。这种方法程序简单传送数据可靠但单片机的工作效率低查询占用了其#的大部分工作时间因此图D$#,E与单片机接口图对于转换速度较快的$转换器可采用这种方式。采用中断方式#不用反复去查询位它可以执行其主程序并将中断对外开放当外部接口处理完数据便向#提出中断请求#接到该请求便去将$#,E的输出缓冲寄存器的数据取走这样不用占用#的时间查询提高了单片机的工作效率对于转换速度较慢的$芯片可采用这种方式。各种接口芯片都可以用于单片机就如同和微机接口一样。而单片机的优点也如同微机一样突出可以用于几乎任何领域甚至更方便因为它小巧仅是一小块芯片。自从E年美国德克萨斯公司发表四位单片机I以来单片机已经历了从四位、八位、十六位到三十二位几个发展阶段其优势越来越显现其无穷的潜力使之发展更加迅猛因此学生如果能在学好微机接口的基础上适当地进行单片机的学习及应用这对其以后工作能力的提高将有极大的帮助。参考文献:[]立本#HA,的应用$转换器[]电子报()[]贾智平石冰微机原理及接口技术[I]北京:中国水利水电出版社EEE[]JKLMMNKOJ(*OMP(M(PQM)R)R*,#G<’()*#JSTE,[U]MVWVRX*S’()*SYNVM(P)R*,,HCSNTRMVOVJTSJV*OOJS)J)R*,’()*#JSTEEH[]I#BIMVSJVJ()SJ*SANKMZO*S’OIN(XN’()*#JSTEEUE,D第期DDDDDDDDDDD唐晓慧:微机接口技术在单片机中的应用DDDDDDDDDDDDDDD万方数据微机接口技术在单片机中的应用作者:唐晓慧TANGXiaohui作者单位:贵州教育学院,数学系,贵州,贵阳,刊名:贵州教育学院学报(自然科学)英文刊名:JOURNALOFGUIZHOUEDUCATIONALINSTITUTE(NATURALSCIENCES)年卷(期):()引用次数:次参考文献(条)立本PCF的应用AD转换器贾智平石冰微机原理及接口技术TomWilliamsonDesigningwiththeCBHRickSchulerInterfacingtheGraphicscoprocessortotheMCSMicrocontrollerFamilyUser'sManual相似文献(条)学位论文靳超伟混合信号微控制器实验系统的设计与开发单片机技术经过几十年的发展经过单片机、微控制器等不同的发展阶段正在向片上系统迈进。由于单片机技术的重实践性教学实验系统在单片机教学中是不可或缺的本文所讨论的教学实验系统采用片上资源丰富的混合信号微控制器CF作为系统的核心简化了系统硬件设计很适合于单片机实验教学。本文主要从教学实验系统的硬件结构、软件设计以及实验系统的性能特点几个方面对实验系统进行深入阐述。第一章简要介绍了教学实验系统课题的背景及发展现状并给出了混合信号微控制器实验系统的总体结构。第二章从硬件设计和软件设计方面对教学实验系统的构成和实现进行了探讨。本文重点分析阐述了实验系统的三大模块接口实验模块、数据采集模块和波形产生模块。在接口实验模块主要就当前应用十分广泛的通用串行总线(USB)进行了深入细致的分析讨论。重点讨论了USB四种类型的传输即控制传输、中断传输、批量传输和等时传输。对批量传输在深入分析USBXpress软件开发包所提供固件接口库函数的基础上重新实现并封装了接口函数。在数据采集模块实现了电话录音功能并讨论了模拟信号的多通道数字化切换和AD动态取样频率的实现技术。波形产生模块研究了I<'>C总线的通信原理及实现方法通过片外DA芯片MAX实现了函数发生器可在此基础上产生用函数表定义的任何周期函数。在本文的附录中给出了实验模块的部分代码。期刊论文陈汝全MCU网络接口方案的自由选择单片机与嵌入式系统应用()单片机(微控制器,MCU)的连通性正成为带一个或多个网络接口MCU的附加标准本文介绍国外带一个或多个网络接口MCU的发展、网络构成、芯片选择、嵌入式无线网络及其应用情况学位论文柴艳红基于DSP的实时监测与故障诊断系统的研究与应用该文在NS碎碾机状态监测及故障诊断系统的工业试验方案的基础上提出了产品定型的初步方案,采用双CPU的系统结构,使DSP芯片承担数据处理功能,而单片机微控制器用作外设控制和IO接口处理机,实现优势互补,优化了系统结构,使系统能更好地满足实际工况的需要,并且根据系统的结构设计了相应的软件,使系统完成NS碎碾机组实时状态监测的功能在元件的选型上根据试验中产生的问题做了改动,特别是改用了位定点DSP处理器TMSVC与C的主从系统的设计方案,使TMSVC与充分发挥其性能优势,分别实现系统中的不同功能,C作为数字信号处理的核心,C则实现系统的IO控制功能,使双CPU能发挥各自的优势,系统能够较好地完成各模块的功能其次,在软件编写方面,除了常用的数据通信、人机交互等模块的软件设计以外,主要是实现信号处理模块的编写,对于AD采样后的数据,进行FFT变换,然后通过IIR软件滤波器,以及自适应软件滤波器进行噪声滤波处理,提取其频谱特性在该文中还介绍了数字信号处理技术方面的知识和机械故障诊断技术的发展本文链接:http:dgwanfangdatacomcnPeriodicalguizjyxyxbaspx下载时间:年月日

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