文章提出了一種精簡(jiǎn)指令集8 位單片機(jī)中, 算術(shù)邏輯單元的工作原理。在此基礎(chǔ)上, 對(duì)比傳統(tǒng)PIC 方案、以及在ALU 內(nèi)部再次采用流水線作業(yè)的332 方案、44 方案, 并用Synopsys 綜合工具實(shí)現(xiàn)了它們。綜合及仿真結(jié)果表明, 根據(jù)該單片機(jī)系統(tǒng)要求, 44 方案速度最高, 比332 方案可提高43.9%, 而面積僅比最小的332 方案增加1.6%。在分析性能差異的根本原因之后, 闡明了該方案的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞: 單片機(jī), 精簡(jiǎn)指令集, 算術(shù)邏輯單元, 流水線 Abstract: Work principle for ALU in an 8_bit RISC Singlechip microcomputer is described. The traditional PIC scheme, 332 Pipeline scheme and 44 Pipeline scheme are compared on the base of the principle, which are implemented using Synopsys design tools. Results from synthesis and simulation shows that 44 scheme operates the fast, which is 43.9% faster and only 1.6% larger than 332 scheme. The essential reason why the performance is so different is analyzed.Then the advantage of 44 scheme is clarified.Key words: Singlechip, Microcomputer, RISC, ALU, Pipeline
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本文列舉了單片機(jī)在熱處理爐中的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)設(shè)計(jì)的WDY-1 溫控儀的組成及主要電路的作用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；控制；溫度。單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。本文主要介紹單片機(jī)在溫度控制中的應(yīng)用。東風(fēng)汽車公司變速箱廠熱工科無(wú)罐爐，主要用于變速箱齒輪、軸類零件的滲碳熱處理工序。原來(lái)用XWB 型自動(dòng)平衡記錄儀控制溫度，二位式控溫方式，使得具有大慣量性的無(wú)罐爐溫度波動(dòng)大，誤差達(dá)±10℃左右。并且儀表使用環(huán)境教惡劣，油煙、灰塵常使儀表的機(jī)械傳動(dòng)部分卡死，不但維修工作量大，而且產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)不斷壯大，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，優(yōu)勝劣汰。由此，我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真的調(diào)研和設(shè)計(jì)，尋求了一種更好的控溫方法，亦即本文介紹的WDY-1 溫控儀取代XWB 型自動(dòng)平衡記錄儀。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 中的應(yīng)用 溫度控制
上傳時(shí)間： 2013-10-13
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該文介紹89C51 單片機(jī)在直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)方法、硬件結(jié)構(gòu)等。本系統(tǒng)采用霍爾元器件測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用89C51 單片機(jī)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，用DAC0832 芯片實(shí)現(xiàn)輸出模擬電壓值來(lái)控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來(lái)看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)[4]。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率[1]。
標(biāo)簽： 89C51 單片機(jī) 中的應(yīng)用 直流調(diào)速
上傳時(shí)間： 2013-12-29
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在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中EMI是一個(gè)主要的問(wèn)題。為抗干擾，設(shè)計(jì)者要么除掉干擾源，要么保護(hù)受影響的電路，最終的目的都是為了達(dá)到電磁兼容的目的。僅僅達(dá)到電磁兼容也許還不夠。 雖然電路工作在板級(jí)， 但它有可能對(duì)系統(tǒng)的其他部件輻射噪音、干擾，從而引起系統(tǒng)級(jí)的問(wèn)題。 此外，系統(tǒng)級(jí)或者設(shè)備級(jí)的EMC不得不滿足某些輻射標(biāo)準(zhǔn)，以便不影響其他設(shè)備。
上傳時(shí)間： 2013-11-04
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基于中穎SH79F164單片機(jī)的電子血壓計(jì)應(yīng)用:電子血壓計(jì)因具有無(wú)創(chuàng)性、操作簡(jiǎn)單、攜帶方面等優(yōu)點(diǎn)，目前得到廣泛的應(yīng)用和推廣。無(wú)創(chuàng)檢測(cè)血壓的方法很多，如柯氏音法，測(cè)振法，超聲法、雙袖帶法、恒定袖帶法、逐拍跟蹤法、張力定測(cè)法和恒定容積法等。其中測(cè)振法就是我們常說(shuō)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(shí)現(xiàn)血壓的自動(dòng)檢測(cè)而成為無(wú)創(chuàng)血壓的主流。目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)電子血壓計(jì)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(lái)阻斷動(dòng)脈流，但在放氣過(guò)程中不是檢測(cè)柯氏音，而是檢測(cè)氣袖內(nèi)氣體的振蕩波（測(cè)振法由此得名），這些振蕩波是袖帶與動(dòng)脈耦合的結(jié)果，源于心血管周期內(nèi)血管壁由于收縮舒張引起的壓力脈動(dòng)。理論計(jì)算和實(shí)踐均證明此振蕩波的幅度有一定的規(guī)律，與動(dòng)脈收縮壓、平均壓以及舒張壓有一定的函數(shù)關(guān)系。針對(duì)示波法，本文將詳細(xì)介紹基于中穎電子SH79F164 單片機(jī)的血壓計(jì)系統(tǒng)方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)。 在硬件電路設(shè)計(jì)方面，筆者參考了大量的資料，最終選定SH79F164 單片機(jī)作為主控IC。其理由是SH79F164 內(nèi)建資源豐富，既能節(jié)省大量外圍器件，又方便系統(tǒng)調(diào)試。SH79F164 內(nèi)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(zhuǎn)換器、時(shí)基定時(shí)器(RTC)。硬件部分構(gòu)成：壓力傳感器、SH79F164 單片機(jī)、LCD、袖套、充氣泵、放氣閥、按鍵等(見(jiàn)圖3)。
上傳時(shí)間： 2013-10-23
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匯編語(yǔ)言在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用(自學(xué))1、數(shù)值轉(zhuǎn)換中應(yīng)用 數(shù)據(jù)輸入/輸出時(shí)的轉(zhuǎn)換2、串操作中應(yīng)用 串移動(dòng)、串搜索、串比較、 串插入、串刪除3、代碼轉(zhuǎn)換中應(yīng)用 ASCII碼 BCD碼 二進(jìn)數(shù) BCD碼 4、算術(shù)運(yùn)算 在這一部分，我們將匯編語(yǔ)言在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用集中起來(lái)給大家，其中有些程序在11章中已經(jīng)介紹過(guò)。
標(biāo)簽： 匯編語(yǔ)言 數(shù)據(jù)處理 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-10-23
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為了提高測(cè)量的可靠性，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)是必不可少的。將硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于基于微機(jī)的精密電感測(cè)微系統(tǒng)中。提出了通過(guò)從電路合理的布局布線和元器件的篩選以及軟件的數(shù)字濾波和零點(diǎn)處理等措施來(lái)達(dá)到抗干擾的目的。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明了采用這些措施之后，測(cè)量?jī)x器的可靠性和穩(wěn)定性得到了很大的提高。關(guān)健詞:硬件抗干擾軟件杭干擾電感測(cè)微儀
標(biāo)簽： 微機(jī) 測(cè)量系統(tǒng) 抗干擾措施
上傳時(shí)間： 2013-10-08
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在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，代碼的使用效率問(wèn)題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問(wèn)題仍困擾著 工程師。為幫助工程師解決單片機(jī)設(shè)計(jì)上的難題，《電子工程專輯》網(wǎng)站特邀Holtek香 港分公司工程部處長(zhǎng)鄧宏杰先生擔(dān)任《單片機(jī)應(yīng)用編程技巧》專題討論的嘉賓，與廣大 設(shè)計(jì)工程師交流單片機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)根據(jù)論壇中的討論歸納出單片機(jī)開(kāi)發(fā)中應(yīng)掌握 的幾個(gè)基本技巧。一、 如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率鄧宏杰指出，用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。他強(qiáng)調(diào):“ 如果使用C編程時(shí)，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語(yǔ)言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的 時(shí)候，使用編譯效率最高的語(yǔ)句。” 他指出，各家的C編譯器都會(huì)有一定的差異，故編譯效率也會(huì)有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(zhǎng)5-20％。他說(shuō)：“對(duì)于復(fù)雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語(yǔ)言，但前提是要求你對(duì)該MCU系統(tǒng)的C語(yǔ)言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語(yǔ)言是最普遍的一種高級(jí)語(yǔ)言，但由于不同的MCU廠家其C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對(duì)這些特性不了解，那么調(diào)試起來(lái)問(wèn)題就會(huì)很 多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語(yǔ)言。” 二、 如何減少程序中的bug？ 對(duì)于如何減少程序的bug，鄧宏杰給出了一些建議，他指出系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)有： 1．物理參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵(lì)參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參 數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。合理設(shè)定這些邊界，將超出邊界的參數(shù)都視為非正常激勵(lì)或 非正常回應(yīng)進(jìn)行出錯(cuò)處理。 2．資源參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、 存儲(chǔ)單元長(zhǎng)度、堆疊深度。在程式設(shè)計(jì)中，對(duì)資源參數(shù)不允許超范圍使用。 3．應(yīng)用參數(shù)。這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。如E2PROM的擦 寫(xiě)次數(shù)與資料存儲(chǔ)時(shí)間等應(yīng)用參數(shù)界限。 4．過(guò)程參數(shù)。指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。
標(biāo)簽： 單片機(jī)開(kāi)發(fā) 基本技巧
上傳時(shí)間： 2013-10-21
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語(yǔ)音編解碼芯片MT8965在ALU中的應(yīng)用:：MT8965是一種功能較強(qiáng)的語(yǔ)音編解碼芯片，它采用( 律編碼，可通過(guò)控制總線接收從處理器.發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)寫(xiě)控制寄存器，從而控制驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)。文章介紹了MT8965的性能特點(diǎn)及其在ALU中的應(yīng)用。
標(biāo)簽： 8965 ALU MT 語(yǔ)音編解碼
上傳時(shí)間： 2013-10-10
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作為嵌入式系統(tǒng)主控單元——單片機(jī)，其軟件往往是一個(gè)微觀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，且大部分是為某種應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)程序有實(shí)時(shí)過(guò)程控制或?qū)崟r(shí)信息處理的能力，要求能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件并對(duì)該事件做出快速處理。而分時(shí)操作系統(tǒng)卻是把CPU的時(shí)間劃分成長(zhǎng)短基本相同的時(shí)間區(qū)間，即“時(shí)間片”，通過(guò)操作系統(tǒng)的管理，把這些時(shí)間片依次輪流地分配給各個(gè)用戶使用。如果某個(gè)作業(yè)在時(shí)間片結(jié)束之前，整個(gè)任務(wù)還沒(méi)有完成，那么該作業(yè)就被暫停下來(lái)，放棄CPU，等待下一輪循環(huán)再繼續(xù)做。此時(shí)CPU又分配給另一個(gè)作業(yè)去使用。由于計(jì)算機(jī)的處理速度很快，只要時(shí)間片的間隔取得適當(dāng)，那么一個(gè)用戶作業(yè)從用完分配給它的一個(gè)時(shí)間片到獲得下一個(gè)CPU時(shí)間片，中間有所“停頓”；但用戶察覺(jué)不出來(lái)，好像整個(gè)系統(tǒng)全由它“獨(dú)占”似的。分時(shí)操作系統(tǒng)主要具有以下3個(gè)特點(diǎn)：① 多路性。用戶通過(guò)各自的終端，可以同時(shí)使用一個(gè)系統(tǒng)。② 及時(shí)性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)和處理。③ 獨(dú)占性。在分時(shí)系統(tǒng)中，雖然允許多個(gè)用戶同時(shí)使用一個(gè)CPU，但用戶之間操作獨(dú)立，互不干涉。分時(shí)操作系統(tǒng)主要是針對(duì)小型機(jī)以上的計(jì)算機(jī)提出的。一般而言，微處理器（MPU）驅(qū)動(dòng)的通用計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)每一臺(tái)的最終具體應(yīng)用都是不得而知的，因此，在價(jià)格允許的情況下，硬件設(shè)計(jì)務(wù)求CPU時(shí)鐘盡可能的快；計(jì)算及管理能力盡可能的強(qiáng)；程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量盡可能的大；各種計(jì)算機(jī)外設(shè)的配接盡可能的詳盡等等，特別是采用分時(shí)操作系統(tǒng)的機(jī)器，因?yàn)槭且粰C(jī)多用戶的管理系統(tǒng)，它的要求就更高了。相對(duì)而言，微控制器（MCU）俗稱單片機(jī)，是一個(gè)單片集成系統(tǒng)，它將這些或那些計(jì)算機(jī)所需的外設(shè)，諸如程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、端口以及有關(guān)的子系統(tǒng)集成到一片芯片上。從硬件上，單片機(jī)系統(tǒng)與采用分時(shí)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是無(wú)法比擬的。但是，在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)其最終具體應(yīng)用是一清二楚的，它的使用環(huán)境相對(duì)是單一固定的。所控制的過(guò)程的可預(yù)見(jiàn)性為分時(shí)系統(tǒng)思想的實(shí)現(xiàn)提供了可能性。具體一點(diǎn)就是：雖然單片機(jī)的CPU速度較低，但其任務(wù)是可預(yù)見(jiàn)的，這樣作業(yè)調(diào)度將變得簡(jiǎn)單而無(wú)須占用很多的CPU時(shí)間，同時(shí)“時(shí)間片”的設(shè)計(jì)是具體而有針對(duì)性的，因此可變得很有效。一、單片機(jī)分時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)往往是一個(gè)嵌入式的控制系統(tǒng)，因此目前絕大部分的單片機(jī)系統(tǒng)還是一實(shí)時(shí)系統(tǒng)。能夠真正體現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想的往往是那些多路重復(fù)檢測(cè)控制系統(tǒng)。即便是在這些多路重復(fù)檢測(cè)控制系統(tǒng)中，它的實(shí)時(shí)性也是非常重要的。也就是說(shuō)，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用了分時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，但其及時(shí)性應(yīng)首先進(jìn)行考慮。
標(biāo)簽： 分時(shí)操作系統(tǒng) 中的實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)編程
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