在冶金、化工，機(jī)械等各類工業(yè)控制中，電加熱爐都得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)的電加熱爐溫度控制器大多還停留在國(guó)際60年代水平，仍在使用繼電一接觸器控制或常規(guī)PID控制，自動(dòng)化程度低，動(dòng)態(tài)控制精度差，滿足不了日益發(fā)展的工藝技術(shù)要求。電加熱爐的溫度是生產(chǎn)工藝的一項(xiàng)重要指標(biāo)，溫度控制的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。電加熱爐由電阻絲加熱，溫度控制具有非線性、大滯后、大慣性、時(shí)變性、升溫尊向性等特點(diǎn)。而且，在實(shí)際應(yīng)用和研究中，電加熱爐溫度控制遇到了很多困難：第一，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型：第二，不能很好地解決非線性、大滯后等問題。以精確數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)地經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制論在解決這些問題時(shí)遇到了極大地困難，而以語言規(guī)則模型(IF—THEN)為基礎(chǔ)的模糊控制理論卻是解決上述問題的有效途徑和方法。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的一些模糊設(shè)計(jì)方法大多存在不同缺點(diǎn)，而且真正把理論研究應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)的也較少。所以，深入研究在電加熱爐系統(tǒng)控制中具體模糊控制設(shè)計(jì)理論是十分必要的。本文針對(duì)電加熱爐這一控制對(duì)象，以Ts．94—1型號(hào)的箱形電加熱爐為參考對(duì)象，分別采用工業(yè)控制中普遍使用的PID控制、經(jīng)常見到的模糊控制策略，如基本模糊控制，對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，比較，并進(jìn)行了理論分析。針對(duì)上述電加熱爐控制中存在的問題，本文設(shè)計(jì)了雙模糊控制器。雙模糊控制器在參數(shù)自整定模糊控制理論的基礎(chǔ)上，對(duì)比例因子進(jìn)行調(diào)整，克服原算法復(fù)雜麗不實(shí)用的特點(diǎn)，根據(jù)電加熱爐不同的工作狀態(tài)采用不同的模糊控制器，提高了控制精度，改善了控制效果。本文把模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，建立了自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)。把不依賴精確數(shù)學(xué)模型的模糊控制系統(tǒng)與有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或參考模型相結(jié)合，彌補(bǔ)了模糊控制的不足，使模糊控制系統(tǒng)更能發(fā)揮其強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，控制效果理想。在實(shí)踐應(yīng)用方面，以電加熱爐為控制對(duì)象，開發(fā)了89C51單片機(jī)模糊控制器，主要進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 中的應(yīng)用 模糊控制 電加熱爐
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標(biāo)簽： Q-Writer SPMC 65 單片機(jī)
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標(biāo)簽： FortisIDE SPMC 65 單片機(jī)
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電加熱爐是典型工業(yè)過程控制對(duì)象，其溫度控制具有升溫單向性，大慣性，純滯后，時(shí)變性等特點(diǎn)，很難用數(shù)學(xué)方法建立精確的模型和確定參數(shù)。而PID控制因其成熟，容易實(shí)現(xiàn)，并具有可消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)，在大多數(shù)情況下可以滿足系統(tǒng)性能要求，但其性能取決于參數(shù)的整定情況。且快速性和超調(diào)量之間存在矛盾，使其不一定滿足快速升溫、超調(diào)小的技術(shù)要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調(diào)量方面有著自身的優(yōu)勢(shì)，但其理論并不完善，算法復(fù)雜，控制過程會(huì)存在穩(wěn)態(tài)誤差。 將模糊控制算法引入傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)構(gòu)成智能模糊控制系統(tǒng)，利用模糊控制規(guī)則自適應(yīng)在線修改PID參數(shù)，構(gòu)成模糊自整定：PID控制系統(tǒng)，借此提高其控制效果。 基于PID控制算法，以ADuC845單片機(jī)為主體，構(gòu)成一個(gè)能處理較復(fù)雜數(shù)據(jù)和控制功能的智能控制器，使其既可作為獨(dú)立的單片機(jī)控制系統(tǒng)，又可與微機(jī)配合構(gòu)成兩級(jí)控制系統(tǒng)。該控制器控制精度高，具有較高的靈活性和可靠性。 2 溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控、前向通道、后向通道、人機(jī)接口和接口擴(kuò)展等模塊組成，如圖l所示。由圖1可見，以內(nèi)含C52兼容單片機(jī)的ADuC845為控制核心．配有640 KB的非易失RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、外擴(kuò)鍵盤輸人、320x240點(diǎn)陣的圖形液晶顯示器進(jìn)行漢字、圖形、曲線和數(shù)據(jù)顯示，超溫報(bào)警裝置等外圍電路；預(yù)留微型打印機(jī)接口，可以現(xiàn)場(chǎng)打印輸出結(jié)果；預(yù)留RS232接口，能和PC機(jī)聯(lián)機(jī)，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)來進(jìn)一步處理、顯示、打印和存檔。
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C8051F單片機(jī) C8051F系列單片機(jī) 單片機(jī)自20世紀(jì)70年代末誕生至今，經(jīng)歷了單片微型計(jì)算機(jī)SCM、微控制器MCU及片上系統(tǒng)SoC三大階段，前兩個(gè)階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領(lǐng)域中對(duì)單片機(jī)的性能和功能要求越來越高，以往的單片機(jī)無論是運(yùn)行速度還是系統(tǒng)集成度等多方面都不能滿足新的設(shè)計(jì)需要，這時(shí)Silicon Labs 公司推出了C8051F系列單片機(jī)，成為SoC的典型代表。 C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發(fā)快(開發(fā)工具易用，可縮短研發(fā)周期)和見效快(調(diào)試手段靈活)的特點(diǎn)，其性能優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下方面： 基于增強(qiáng)的CIP-51內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標(biāo)準(zhǔn)8051的組織架構(gòu)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的803x/805x匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。CIP-51采用流水線結(jié)構(gòu)，70%的的指令執(zhí)行時(shí)間為1或2個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，是標(biāo)準(zhǔn)8051指令執(zhí)行速度的12倍；其峰值執(zhí)行速度可達(dá)100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機(jī)。 增加了中斷源。標(biāo)準(zhǔn)的8051只有7個(gè)中斷源Silicon Labs 公司 C8051F系列單片機(jī)擴(kuò)展了中斷處理這對(duì)于時(shí)實(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的處理是很重要的擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供22個(gè)中斷源允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷一個(gè)中斷處理需要較少的CPU干預(yù)卻有更高的執(zhí)行效率。 集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機(jī)都集成了單個(gè)或兩個(gè)ADC，在片內(nèi)模擬開關(guān)的作用下可實(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換；片內(nèi)ADC的采樣精度最高可達(dá)24bit，采樣速率最高可達(dá)500ksps，部分型號(hào)還集成了單個(gè)或兩個(gè)獨(dú)立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數(shù)混合信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)與模擬電子系統(tǒng)的無縫接口；片內(nèi)溫度傳感器則可以迅速而精確的監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度并通過程序作出相應(yīng)處理，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 集成了豐富的外部設(shè)備接口。具有兩路UART和最多可達(dá)5個(gè)定時(shí)器及6個(gè)PCA模塊，此外還根據(jù)不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設(shè)接口在不使用時(shí)可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。與其他類型的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)相同的功能需要多個(gè)芯片的組合才能完成相比，C8051單片機(jī)不僅減少了系統(tǒng)成本，更大大降低了功耗。 增強(qiáng)了在信號(hào)處理方面的性能，部分型號(hào)具有16x16 MAC以及DMA功能，可對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的算法處理并提高了數(shù)據(jù)傳送能力。 具有獨(dú)立的片內(nèi)時(shí)鐘源(精度最高可達(dá)0.5%)，設(shè)計(jì)人員既可選擇外接時(shí)鐘，也可直接應(yīng)用片內(nèi)時(shí)鐘，同時(shí)可以在內(nèi)外時(shí)鐘源之間自如切換。片內(nèi)時(shí)鐘源降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，而時(shí)鐘切換功能則有利于系統(tǒng)整體功耗的降低。 提供空閑模式及停機(jī)模式等多種電源管理方式來降低系統(tǒng)功耗 實(shí)現(xiàn)了I/O從固定方式到交叉開關(guān)配置。固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則采用開關(guān)網(wǎng)絡(luò)以硬件方式實(shí)現(xiàn)I/O端口的靈活配置，外設(shè)電路單元通過相應(yīng)的配置寄存器控制的交叉開關(guān)配置到所選擇的端口上。 復(fù)位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復(fù)位發(fā)展成多源復(fù)位，提供了上電復(fù)位、掉電復(fù)位、外部引腳復(fù)位、軟件復(fù)位、時(shí)鐘檢測(cè)復(fù)位、比較器0復(fù)位、WDT復(fù)位和引腳配置復(fù)位。眾多的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來極大的好處。 從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試。C8051F在8位單片機(jī)中率先配置了標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的JTAG邏輯還為在系統(tǒng)測(cè)試提供邊界掃描功能。通過邊界寄存器的編程控制，可對(duì)所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實(shí)現(xiàn)觀察和控制。 C8051F系列單片機(jī)型號(hào)齊全，可根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇不同規(guī)模和帶有特定外設(shè)接口的型號(hào)，提供從多達(dá)100個(gè)引腳的高性能單片機(jī)到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設(shè)計(jì)的需要。 基于上述特點(diǎn)，Silicon Labs 公司C8051F系列單片機(jī)作為SoC芯片的杰出代表能夠滿足絕大部分場(chǎng)合的復(fù)雜功能要求，并在嵌入式領(lǐng)域的各個(gè)場(chǎng)合都得到了廣泛的應(yīng)用：在工業(yè)控制領(lǐng)域，其豐富的模擬資源可用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多種物理量的監(jiān)測(cè)、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領(lǐng)域，其低功耗和強(qiáng)大的外設(shè)接口也非常適合各種信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機(jī)也在汽車電子行業(yè)中嶄露頭角。正是這些優(yōu)勢(shì)，使得C8051單片機(jī)在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的短短幾年內(nèi)就迅速風(fēng)靡，相信隨著新型號(hào)的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機(jī)將迎來日益廣闊的發(fā)展空間，成為嵌入式領(lǐng)域的時(shí)代寵兒 此系列單片機(jī)完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發(fā)周期短，大大節(jié)約了開發(fā)成本。C8051F系統(tǒng)集成度高，總線時(shí)鐘可達(dá)25M
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單片機(jī)指令系統(tǒng)原理 51單片機(jī)的尋址方式 學(xué)習(xí)匯編程序設(shè)計(jì)，要先了解CPU的各種尋址法，才能有效的掌握各個(gè)命令的用途，尋址法是命令運(yùn)算碼找操作數(shù)的方法。在我們學(xué)習(xí)的8051單片機(jī)中，有6種尋址方法，下面我們將逐一進(jìn)行分析。 立即尋址 在這種尋址方式中，指令多是雙字節(jié)的，一般第一個(gè)字節(jié)是操作碼，第二個(gè)字節(jié)是操作數(shù)。該操作數(shù)直接參與操作，所以又稱立即數(shù)，有“#”號(hào)表示。立即數(shù)就是存放在程序存儲(chǔ)器中的常數(shù)，換句話說就是操作數(shù)（立即數(shù)）是包含在指令字節(jié)中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節(jié)指令，這條指令的功能是把立即數(shù)3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學(xué)單片機(jī)的專用寄存器時(shí)，我們已學(xué)過，DPTR是一個(gè)16位的寄存器，它由DPH及DPL兩個(gè)8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數(shù)的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數(shù)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(jī)的指令系統(tǒng)中，僅有一條指令的操作數(shù)是16位的立即數(shù)，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數(shù)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(shù)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(shù)項(xiàng)給出的是參加運(yùn)算的操作數(shù)的地址，而不是操作數(shù)。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數(shù)就在30H單元中，也就是30H是操作數(shù)的地址，并非操作數(shù)。 在80C51單片機(jī)中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及位地址空間，具體的說就是：1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(gè)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(qū)。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(hào)形式給出。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE，#85H 前面的學(xué)習(xí)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(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的內(nèi)部情況，請(qǐng)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(nèi)容送入內(nèi)部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內(nèi)容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內(nèi)容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數(shù)85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學(xué)過，數(shù)據(jù)前面加了“#”的，表示后面的數(shù)是立即數(shù)（如#85H，就表示85H就是一個(gè)立即數(shù)），數(shù)據(jù)前面沒有加“#”號(hào)的，就表示后面的是一個(gè)地址地址（如，MOV 65H，A這條指令的65H就是一個(gè)單元地址）。 寄存器尋址 寄存器尋址的尋址范圍是：1、4個(gè)工作寄存器組共有32個(gè)通用寄存器，但在指令中只能使用當(dāng)前寄存器組（工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學(xué)習(xí)中，我們已知道，是由程序狀態(tài)字PSW中的RS1和RS0來確定的），因此在使用前常需要通過對(duì)PSW中的RS1、RS0位的狀態(tài)設(shè)置，來進(jìn)行對(duì)當(dāng)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(jìn)位位CY。 寄存器尋址方式是指操作數(shù)在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數(shù)。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內(nèi)容傳送到累加器A中，操作數(shù)就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內(nèi)容加1 從前面的學(xué)習(xí)中我產(chǎn)應(yīng)可以理解到，其實(shí)寄存器尋址方式就是對(duì)由PSW程序狀態(tài)字確定的工作寄存器組的R0-R7進(jìn)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(shù)的地址，即操作數(shù)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(jī)規(guī)定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的256個(gè)單元。為什么會(huì)是256個(gè)單元呢？我們知道，R0或者R1都是一個(gè)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(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內(nèi)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(gè)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(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設(shè)為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內(nèi)的值放到累加器A中 在執(zhí)行PUSH（壓棧）和POP（出棧）指令時(shí)，采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址。例：PUSH 30H ；把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到堆棧區(qū)中堆棧區(qū)是由SP寄存器指定的，如果執(zhí)行上面這條命令前，SP為60H，命令執(zhí)行后會(huì)把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到RAM的61H內(nèi)。 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(gè)，R0、R1、DPTR、SP 寄存器間接尋址范圍總結(jié)：1、內(nèi)部RAM低128單元。對(duì)內(nèi)部RAM低128單元的間接尋址，應(yīng)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(duì)外部RAM64KB的間接尋址，應(yīng)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(nèi)容送入累加器A中。外部RAM的低256單元是一個(gè)特殊的尋址區(qū)，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(nèi)容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應(yīng)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(hào)的形式表示，為了區(qū)別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區(qū)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(biāo)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(jì)數(shù)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(shí)，把兩者的內(nèi)容相加，所得到的結(jié)果作為操作數(shù)的地址。這種方式常用于訪問程序存儲(chǔ)器ROM中的數(shù)據(jù)表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內(nèi)存入的值，而不能寫入，也就是說變址尋址這種方式只能對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址，或者說它是專門針對(duì)程序存儲(chǔ)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(nèi)容相加，再把所得到的程序存儲(chǔ)器地址單元的內(nèi)容送A假若指令執(zhí)行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數(shù)地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內(nèi)容是7FH，則執(zhí)行這條指令后，累加器A中的內(nèi)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(zhuǎn)移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內(nèi)容做為一個(gè)16位的地址，執(zhí)行JMP這條指令是，程序就轉(zhuǎn)移到A+DPTR指定的地址去執(zhí)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(xiàn)詳細(xì)說明如下。我們知道，PC是程序指針，是十六位的。DPTR是一個(gè)16位的數(shù)據(jù)指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應(yīng)是64K。我們?cè)趯W(xué)習(xí)特殊功能寄存器時(shí)已知道，程序計(jì)數(shù)器PC是始終跟蹤著程序的執(zhí)行的。也就是說，PC的值是隨程序的執(zhí)行情況自動(dòng)改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個(gè)數(shù)據(jù)指針，我們就可以給空上數(shù)據(jù)指針DPTR進(jìn)行賦值。我們?cè)倏粗噶頜OVC 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(gè)地址，而PC是固定的，累加器A是一個(gè)8位的寄存器，它的尋址范圍是256個(gè)地址單元。講到這里，大家應(yīng)可明白，MOVC A，@A+PC這條指令的尋址范圍其實(shí)就是只能在當(dāng)前指令下256個(gè)地址單元。所在，這在我們實(shí)際應(yīng)用中，可能就會(huì)有一個(gè)問題，如果我們需要查詢的數(shù)據(jù)表在256個(gè)地址單元之內(nèi)，則可以用MOVC A，@A+PC這條指令進(jìn)行查表操作，如果超過了256個(gè)單元，則不能用這條指令進(jìn)行查表操作。剛才我們已說到，DPTR是一個(gè)數(shù)據(jù)指針，這個(gè)數(shù)據(jù)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(dá)到64K。這就是這兩條指令在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中要注意的問題。 變址尋址方式是MCS-51單片機(jī)所獨(dú)有的一種尋址方式。 位尋址 80C51單片機(jī)有位處理功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作，因此就有相應(yīng)的位尋址方式。所謂位尋址，就是對(duì)內(nèi)部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內(nèi)的某個(gè)位，直接加以置位為1或復(fù)位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進(jìn)行位尋址： 1、我們?cè)诘谑n學(xué)習(xí)51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)時(shí)，我們已知道在單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的低128單元中有一個(gè)區(qū)域叫位尋址區(qū)。它的單元地址是20H-2FH。共有16個(gè)單元，一個(gè)單元是8位，所以位尋址區(qū)共有128位。這128位都單獨(dú)有一個(gè)位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。這里就有一個(gè)比較麻煩的問題需要大家理解清楚了。我們?cè)谇懊娴膶W(xué)習(xí)中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個(gè)字節(jié)（或者叫單元地址），而在這里，這些數(shù)據(jù)都變成了位地址。我們?cè)谥噶钪校蛘咴诔绦蛑腥绾蝸韰^(qū)分它是一個(gè)單元地址還是一個(gè)位地址呢？這個(gè)問題，也就是我們現(xiàn)在正在研究的位尋址的一個(gè)重要問題。其實(shí)，區(qū)分這些數(shù)據(jù)是位地址還是單元地址，我們都有相應(yīng)的指令形式的。這個(gè)問題我們?cè)诤竺娴闹噶钕到y(tǒng)學(xué)習(xí)中再加以論述。 2、對(duì)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(qǐng)大家回頭去看看我們前面關(guān)于專用寄存器的相關(guān)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(jìn)行位尋址，當(dāng)然并不是全部，大家在應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)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(tài)字PSW來進(jìn)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，F(xiàn)0 3、單元（字節(jié)）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(hào)加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 這四種方法實(shí)現(xiàn)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(shù)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(cuò)題 請(qǐng)判斷下列的MCS-51單片機(jī)指令的書寫格式是否有錯(cuò)，若有，請(qǐng)說明錯(cuò)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(yùn)算指令中目的操作數(shù)必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數(shù)應(yīng)在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
標(biāo)簽： 單片機(jī)指令 系統(tǒng)原理
上傳時(shí)間： 2013-11-11
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該例用于令與 PORTD 口相連的8 個(gè)發(fā)光二極管前4 個(gè)點(diǎn)亮，后4 個(gè)熄滅。在調(diào)試程序前，應(yīng)使與PORTD 口相連的8 位拔碼開關(guān)拔向相應(yīng)的位置。
上傳時(shí)間： 2014-01-23
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8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù):第一節(jié) 8051 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述第二節(jié) 單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展第三節(jié) 單片機(jī)輸入輸出（I/O）口擴(kuò)展及應(yīng)用第四節(jié) LED顯示器接口電路及顯示程序第五節(jié) 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù)第六節(jié) 單片機(jī)與數(shù)模（D／A）及模數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換1、地址總線（Address Bus，簡(jiǎn)寫為AB）地址總線可傳送單片機(jī)送出的地址信號(hào)，用于訪問外部存儲(chǔ)器單元或I/O端口。A 地址總線是單向的，地址信號(hào)只是由單片機(jī)向外發(fā)出。B 地址總線的數(shù)目決定了可直接訪問的存儲(chǔ)器單元的數(shù)目。例如N位地址，可以產(chǎn)生2N個(gè)連續(xù)地址編碼，因此可訪問2N個(gè)存儲(chǔ)單元，即通常所說的尋址范圍為 2N個(gè)地址單元。MCS—51單片機(jī)有十六位地址線，因此存儲(chǔ)器展范圍可達(dá)216 = 64KB地址單元。C 掛在總線上的器件，只有地址被選中的單元才能與CPU交換數(shù)據(jù)，其余的都暫時(shí)不能操作，否則會(huì)引起數(shù)據(jù)沖突。2、數(shù)據(jù)總線（Data Bus，簡(jiǎn)寫為DB）數(shù)據(jù)總線用于在單片機(jī)與存儲(chǔ)器之間或單片機(jī)與I/O端口之間傳送數(shù)據(jù)。A 單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)一致。例如MCS—51單片機(jī)是8位字長(zhǎng)，所以數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也是8位。B 數(shù)據(jù)總線是雙向的，即可以進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送。3、控制總線（Control Bus，簡(jiǎn)寫為CB）控制總線實(shí)際上就是一組控制信號(hào)線，包括單片機(jī)發(fā)出的，以及從其它部件送給單片機(jī)的各種控制或聯(lián)絡(luò)信號(hào)。對(duì)于一條控制信號(hào)線來說，其傳送方向是單向的，但是由不同方向的控制信號(hào)線組合的控制總線則表示為雙向的。總線結(jié)構(gòu)形式大大減少了單片機(jī)系統(tǒng)中連接線的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)的靈活性。此外，總線結(jié)構(gòu)也使擴(kuò)展易于實(shí)現(xiàn)，各功能部件只要符合總線規(guī)范，就可以很方便地接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)擴(kuò)展。
標(biāo)簽： 8051 單片機(jī) 系統(tǒng)擴(kuò)展 接口技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-10-18
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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Tp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； 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(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)過開關(guān)，保險(xiǎn)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(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
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