PC機之間串口通信的實現一、實驗目的 １．熟悉微機接口實驗裝置的結構和使用方法。 ２．掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 ３．學會串行通信程序的編制方法。 二、實驗內容與要求 １．基本要求主機接收開關量輸入的數據（二進制或十六進制），從鍵盤上按“傳輸”鍵（可自行定義），就將該數據通過8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數據。具體操作說明如下：（１）出現提示信息“start with R in the board!”，通過調整乒乓開關的狀態，設置8位數據；（２）在小鍵盤上按“R”鍵，系統將此時乒乓開關的狀態讀入計算機I中，并顯示出來，同時顯示經串行通訊后，計算機II接收到的數據；（３）完成后，系統提示“do you want to send another data? Y/N”，根據用戶需要，在鍵盤按下“Y”鍵，則重復步驟（1），進行另一數據的通訊；在鍵盤按除“Y”鍵外的任意鍵，將退出本程序。２．提高要求 能夠進行出錯處理，例如采用奇偶校驗，出錯重傳或者采用接收方回傳和發送方確認來保證發送和接收正確。 三、設計報告要求 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、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“發送移位寄存器”（并→串）。能夠完成上述“串←→并”轉換功能的電路，通常稱為“通用異步收發器”（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，在需要發送字符時，必須首先設置TXEN和CTS#為有效狀態，TXEN(Transmitter Enable)是允許發送信號，是命令寄存器中的一位；CTS#(Clear To Send)是由外設發來的對CPU請求發送信號的響應信號。然后就開始發送過程。在發送時，每當CPU送往發送緩沖器一個字符，發送器自動為這個字符加上1個起始位，并且按照編程要求加上奇／偶校驗位以及1個、1.5個或者2個停止位。串行數據以起始位開始，接著是最低有效數據位，最高有效位的后面是奇／偶校驗位，然后是停止位。按位發送的數據是以發送時鐘TXC的下降沿同步的，也就是說這些數據總是在發送時鐘TXC的下降沿從8251A發出。數據傳輸的波特率取決于編程時指定的波特率因子，為發送器時鐘頻率的1、1/16或1/64。當波特率指定為16時，數據傳輸的波特率就是發送器時鐘頻率的1/16。CPU通過數據總線將數據送到8251A的數據輸出緩沖寄存器以后，再傳輸到發送緩沖器，經移位寄存器移位，將并行數據變為串行數據，從TxD端送往外部設備。在8251A接收字符時，命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過檢測RxD引腳上的低電平來準備接收字符，在沒有字符傳送時RxD端為高電平。8251A不斷地檢測RxD引腳，從RxD端上檢測到低電平以后，便認為是串行數據的起始位，并且啟動接收控制電路中的一個計數器來進行計數，計數器的頻率等于接收器時鐘頻率。計數器是作為接收器采樣定時，當計數到相當于半個數位的傳輸時間時再次對RxD端進行采樣，如果仍為低電平，則確認該數位是一個有效的起始位。若傳輸一個字符需要16個時鐘，那么就是要在計數8個時鐘后采樣到低電平。之后，8251A每隔一個數位的傳輸時間對RxD端采樣一次，依次確定串行數據位的值。串行數據位順序進入接收移位寄存器，通過校驗并除去停止位，變成并行數據以后通過內部數據總線送入接收緩沖器，此時發出有效狀態的RxRDY信號通知CPU，通知CPU8251A已經收到一個有效的數據。一個字符對應的數據可以是5～8位。如果一個字符對應的數據不到8位，8251A會在移位轉換成并行數據的時候，自動把他們的高位補成0。 五、系統總體設計方案根據系統設計的要求，對系統設計的總體方案進行論證分析如下：1．獲取8位開關量可使用實驗臺上的8255A可編程并行接口芯片，因為只要獲取8位數據量，只需使用基本輸入和8位數據線，所以將8255A工作在方式0，PA0-PA7接實驗臺上的8位開關量。2．當使用串口進行數據傳送時，雖然同步通信速度遠遠高于異步通信，可達500kbit/s，但由于其需要有一個時鐘來實現發送端和接收端之間的同步，硬件電路復雜，通常計算機之間的通信只采用異步通信。3．由于8251A本身沒有時鐘，需要外部提供，所以本設計中使用實驗臺上的8253芯片的計數器2來實現。4：顯示和鍵盤輸入均使用DOS功能調用來實現。設計思路框圖，如下圖所示： 六、硬件設計硬件電路主要分為8位開關量數據獲取電路，串行通信數據發送電路，串行通信數據接收電路三個部分。1．8位開關量數據獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開關的數據。此次設計在獲取8位開關數據量時采用8255令其工作在方式0，A口輸入8位數據，CS#接實驗臺上CS1口，對應端口為280H-283H，PA0-PA7接8個開關。2．串行通信電路串行通信電路本設計中8253主要為8251充當頻率發生器，接線如下圖所示。
上傳時間： 2013-12-19
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隨著當前電子技術及發動機電控技術的發展，以32位嵌入式微控制器及多任務實時操作系統為基本技術特征的新一代電子控制單元ECU(Electronic Control Unit)的開發已成為汽車電子發展應用的主流。本文在Tonadofor OSEKWorks多任務實時操作系統及32佗Power PC微控制器MPC555的基礎上，介紹高壓共軌柴油發動機電子控制單元的最小系統設計方案。
上傳時間： 2013-10-30
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基于PC機的電子琴設計 一、實驗目的１．掌握利用pc機揚聲器發出聲音的方法。２．學習利用系統功能調用從鍵盤上讀取字符的方法。 二、實驗內容與要求利用PC機和揚聲器實現簡易電子琴的功能。 １．基本要求（1）電子琴功能，編寫程序，程序運行時使pc機成為一架可彈奏的“鋼琴”。當按下PC機鍵盤數字鍵1-8時，依次發出1,2,3,4,5,6,7,i八個音調。（2）音樂盒功能，內部存儲至少2首以上的樂曲，根據菜單選擇播放。２．提高要求（1）使一組放光二極管隨音調變化而改變，實現音樂彩燈 （2）能夠實現高、中、低音的選擇。 （3）能夠存儲彈奏的內容，進行回放。 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、設計原理要使揚聲器發出不同的音調，就得輸入不同頻率的波形。通過給8253定時/計數器裝入不同的計數值，可以使其輸出不同頻率的方波。經過放大器的放大作用，便可驅動揚聲器發出不同的音調，只要插入一段延時程序之后，再將揚聲器切斷，音調的聲音就可以持續一端時間。通過計算機的不同按鍵輸出不同的音調，需要使用系統調用功能以接收鍵入字符，并且要建立一張表，使鍵入字符與頻率構成一個對應關系。
上傳時間： 2013-10-16
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單片機溫度控制系統的設計及實現 介紹在單片機溫度控制系統的軟硬件設計中的一些主要技術關鍵環節，該系統主要以8051單片機為核心，由溫度檢測電路，模／數轉換電路，過零檢測電路，報警與指示電路，光電隔離與功率放大電路等構成。關鍵詞：單片機；PID算法；溫度采樣；抗干擾 單片機溫度控制系統的組成及工作原理:在工業生產中，對溫度控制系統的要求，主要是保證爐溫按規定的溫度工藝曲線變化，超調小或者無超調，穩定性好，不振蕩，對系統的快速性要求不高。以下淺析了單片機電阻爐控溫系統設計過程及實現方法。
上傳時間： 2014-12-28
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3.1 總線與接口概述 3.1.1 總線和接口及其標準的概念 總線：是在模塊和模塊之間或設備與設備之間的一組進行互連和傳輸信息的信號線，信息包括指令、數據和地址。 總線標準 指芯片之間、擴展卡之間以及系統之間，通過總線進行連接和傳輸信息時，應該遵守的一些協議與規范。 接口標準 外設接口的規范，涉及接口信號線定義、信號傳輸速率、傳輸方向和拓撲結構，以及電氣特性和機械特性等多個方面。 3.1.2 總線的分類 1) 按總線功能或信號類型劃分為： 數據總線：雙向三態邏輯，線寬表示了總線數據傳輸的能力。地址總線：單向三態邏輯，線寬決定了系統的尋址能力。控制總線：就某根來說是單向或雙向。控制總線最能體現總線特點，決定總線功能的強弱和適應性。2) 按總線的層次結構分為： CPU總線：微機系統中速度最快的總線，主要在CPU內部，連接CPU內部部件，在CPU周圍的小范圍內也分布該總線，提供系統原始的控制和命令。局部總線：在系統總線和CPU總線之間的一級總線，提供CPU和主板器件之間以及CPU到高速外設之間的快速信息通道。系統總線：也稱為I/O總線，是傳統的通過總線擴展卡連接外部設備的總線。由于速度慢，其功能已經被局部總線替代。通信總線：也稱為外部總線，是微機與微機，微機與外設之間進行通信的總線。3.1.3 總線的主要性能參數1．總線頻率：MHz表示的工作頻率，是總線速率的一個重要參數。2．總線寬度：指數據總線的位數。3．總線的數據傳輸率 總線的數據傳輸率=(總線寬度/8位)×總線頻率 例：PCI總線的總線頻率為33.3MHz，總線寬度為64位的情況下，總線數據傳輸率為266MB/s 。
上傳時間： 2013-11-17
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P C B 可測性設計布線規則之建議― ― 從源頭改善可測率PCB 設計除需考慮功能性與安全性等要求外，亦需考慮可生產與可測試。這里提供可測性設計建議供設計布線工程師參考。1. 每一個銅箔電路支點，至少需要一個可測試點。如無對應的測試點，將可導致與之相關的開短路不可檢出，并且與之相連的零件會因無測試點而不可測。2. 雙面治具會增加制作成本，且上針板的測試針定位準確度差。所以Layout 時應通過Via Hole 盡可能將測試點放置于同一面。這樣就只要做單面治具即可。3. 測試選點優先級：A.測墊(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件腳(Component Lead) D.貫穿孔(Via Hole)(未Mask)。而對于零件腳，應以AI 零件腳及其它較細較短腳為優先，較粗或較長的引腳接觸性誤判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm)，厚度少于此值之PCB 容易板彎變形，影響測點精準度，制作治具需特殊處理。5. 避免將測點置于SMT 之PAD 上，因SMT 零件會偏移，故不可靠，且易傷及零件。6. 避免使用過長零件腳(>170mil(4.3mm))或過大的孔(直徑>1.5mm)為測點。7. 對于電池(Battery)最好預留Jumper，在ICT 測試時能有效隔離電池的影響。8. 定位孔要求：(a) 定位孔(Tooling Hole)直徑最好為125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 須有2 個定位孔和一個防呆孔(也可說成定位孔,用以預防將PCB反放而導致機器壓破板)，且孔內不能沾錫。(c) 選擇以對角線，距離最遠之2 孔為定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不應設計成中心對稱,即PCB 旋轉180 度角后仍能放入PCB,這樣,作業員易于反放而致機器壓破板)9. 測試點要求：(e) 兩測點或測點與預鉆孔之中心距不得小于50mil(1.27mm)，否則有一測點無法植針。以大于100mil(2.54mm)為佳，其次是75mil(1.905mm)。(f) 測點應離其附近零件(位于同一面者)至少100mil，如為高于3mm 零件，則應至少間距120mil，方便治具制作。(g) 測點應平均分布于PCB 表面，避免局部密度過高，影響治具測試時測試針壓力平衡。(h) 測點直徑最好能不小于35mil(0.9mm)，如在上針板，則最好不小于40mil(1.00mm)，圓形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之測點需額外加工，以導正目標。(i) 測點的Pad 及Via 不應有防焊漆(Solder Mask)。(j) 測點應離板邊或折邊至少100mil。(k) 錫點被實踐證實是最好的測試探針接觸點。因為錫的氧化物較輕且容易刺穿。以錫點作測試點，因接觸不良導致誤判的機會極少且可延長探針使用壽命。錫點尤其以PCB 光板制作時的噴錫點最佳。PCB 裸銅測點，高溫后已氧化，且其硬度高，所以探針接觸電阻變化而致測試誤判率很高。如果裸銅測點在SMT 時加上錫膏再經回流焊固化為錫點，雖可大幅改善，但因助焊劑或吃錫不完全的緣故，仍會出現較多的接觸誤判。
上傳時間： 2014-01-14
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14-2. 智能小車運動控制方式14-3. 聲控的實現方法利用聲音控制小車運動狀態要求：編程使小車原地旋轉（順時針轉5秒逆時針轉5秒，重復進行），通過聲音檢測電路產生中斷使小車停止。范例分析：設計中首先要求控制小車按要求運動，這包含以下內容小車電機的驅動方式——硬件電路1小車運動方式控制方法 其次要求采用聲音控制小車的運動，這一過程包含以下內容聲音檢測電路的工作原理——硬件電路2如何實現對小車的控制——程序設計思路
上傳時間： 2014-04-16
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一個完整的微機系統是由硬件和軟件共同構成的。微機系統的硬件有CPU、存儲器和I/O口，外設組成。CPU與存儲器之間的信息交換比較簡單，而CPU與外設之間進行信息交換之前必須確定外設是否準備好，即選擇I/O傳送方式。I/O傳送方式有4種：無條件、查詢、中斷和DMA。本章學習中斷傳送方式的有關內容。 4.1 中斷概述 4.2 MCS-51中斷系統 1、中斷的定義： 中斷是指如下過程：CPU與外設同時工作，CPU執行主程序，外設做準備工作，當外設準備好時向CPU發中斷請求信號，若條件滿足，則CPU終止主程序的執行，轉去執行中斷服務程序，在中斷服務程序中CPU與外設交換信息，待中斷服務程序執行完后，CPU再返回剛才終止的主程序繼續執行。 2、中斷系統的定義：中斷系統是指為了實現中斷傳送過程在CPU內外設置的硬件和有關中斷的指令。3、中斷源：⑴中斷源的定義：中斷源是指引起中斷請求的來源。⑵中斷源的分類： ①軟中斷和 ②硬中斷4、中斷處理的全過程 中斷處理的全過程分成3個階段：中斷請求、中斷響應和中斷服務。5、多重中斷與中斷優先級 ⑴ 當系統中有多個設備提出中斷請求時，多個外設的中請信號要通過門電路送到CPU的中請輸入端，使CPU能收到多個外設提出的中請。 ⑵ CPU在收到多個外設的請求后，按中斷處理原則處理中斷。 ⑶ 確定優先級的方法解決優先級的問題一般可有三種方法：軟件查詢法、簡單硬件方法及專用硬件方法（采用可編程的中斷控制器芯片，如Intel8259A）。
標簽： 中斷技術
上傳時間： 2013-10-12
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計算機應用中，有時需處理的信息不是數字量，而是一些隨時間連續變化的模擬量，甚至是一些非電量，如溫度、壓力、速度等。模擬量的存儲處理困難。首先將非電的模擬信號變成與之對應的模擬電信號，這要通過各種傳感器來完成。計算機可處理的信息均是數字量（電脈沖信號）1和0，必須把要處理的模擬電量轉換成數字化的電信號，這需要模擬(Analog)與數字(Digital)轉換電路。數字到模擬轉換:(Digital to Analog Convert, D/A) D/A轉換電路是模擬電路加上電子開關。D/A轉換電路的核心是一個運算放大器。運算放大器的特性:(Operation Amplifier) K->無窮大， V和->0 傳遞函數：V0 = -Vi * R0/Ri Ii->0, I和=If梯形R-2R電阻網絡D/A轉換器Ki受一個8位二進制代碼控制 某位為1，對應開關K倒向右邊； 某位為0，對應開關K倒向左邊。Ki不論倒向哪邊，均為接地VA-VH 的電位為： VREF，1/2VREF，..1/128VREFVO= -VREF *（1/2K7+1/4K6+…+1/256K0）V0= -（0-255/256）VREF 8位D/A轉換器DAC0830系列器件國家半導體公司（NS)產品，0830、0831、0832。R-2R梯形電阻網絡D/A轉換器，雙緩沖結構。單電源、低功耗、電流建立時間1uS。與微計算機接口方便。8位D/A轉換器DAC0830系列器件ILE： 輸入鎖存允許； WR1#： 加載IN REG； WR2#: 加載DAC REG； XFER#: IN REG傳到DAC REG； Iout1,Iout2: 外接OA輸入； Rfb: 反饋電阻接OA輸出； VREF： 參考電源，控制輸出電壓變化范圍。
標簽： AD轉換
上傳時間： 2013-10-16
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計算機部件要具有通用性，適應不同系統與不同用戶的需求，設計必須模塊化。計算機部件產品(模塊)供應出現多元化。模塊之間的聯接關系要標準化，使模塊具有通用性。模塊設計必須基于一種大多數廠商認可的模塊聯接關系，即一種總線標準。總線的標準總線是一類信號線的集合是模塊間傳輸信息的公共通道，通過它，計算機各部件間可進行各種數據和命令的傳送。為使不同供應商的產品間能夠互換，給用戶更多的選擇，總線的技術規范要標準化。總線的標準制定要經周密考慮，要有嚴格的規定。總線標準（技術規范）包括以下幾部分：機械結構規范：模塊尺寸、總線插頭、總線接插件以及按裝尺寸均有統一規定。功能規范：總線每條信號線（引腳的名稱）、功能以及工作過程要有統一規定。電氣規范：總線每條信號線的有效電平、動態轉換時間、負載能力等。總線的發展情況S-100總線：產生于1975年，第一個標準化總線，為微計算機技術發展起到了推動作用。IBM-PC個人計算機采用總線結構（Industry Standard Architecture, ISA)并成為工業化的標準。先后出現8位ISA總線、16位ISA總線以及后來兼容廠商推出的EISA（Extended ISA)32位ISA總線。為了適應微處理器性能的提高及I/O模塊更高吞吐率的要求，出現了VL-Bus(VESA Local Bus)和PCI(Peripheral Component Interconnect,PCI）總線。適合小型化要求的PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)總線，用于筆記本計算機的功能擴展。總線的指標計算機主機性能迅速提高,各功能模塊性能也要相應提高,這對總線性能提出更高的要求。總線主要技術指標有幾方面：總線寬度：一次操作可以傳輸的數據位數，如S100為8位，ISA為16位，EISA為32位，PCI-2可達64位。總線寬度不會超過微處理器外部數據總線的寬度。總數工作頻率：總線信號中有一個CLK時鐘，CLK越高每秒鐘傳輸的數據量越大。ISA、EISA為8MHz，PCI為33.3MHz, PCI-2可達達66.6MHz。單個數據傳輸周期：不同的傳輸方式，每個數據傳輸所用CLK周期數不同。ISA要2個，PCI用1個CLK周期。這決定總線最高數據傳輸率。5. 總線的分類與層次系統總線：是微處理器芯片對外引線信號的延伸或映射，是微處理器與片外存儲器及I/0接口傳輸信息的通路。系統總線信號按功能可分為三類：地址總線（Where）：指出數據的來源與去向。地址總線的位數決定了存儲空間的大小。系統總線：數據總線（What）提供模塊間傳輸數據的路徑，數據總線的位數決定微處理器結構的復雜度及總體性能。控制總線（When）：提供系統操作所必需的控制信號，對操作過程進行控制與定時。擴充總線：亦稱設備總線，用于系統I/O擴充。與系統總線工作頻率不同，經接口電路對系統總統信號緩沖、變換、隔離，進行不同層次的操作（ISA、EISA、MCA)局部總線：擴充總線不能滿足高性能設備（圖形、視頻、網絡）接口的要求，在系統總線與擴充總線之間插入一層總線。由于它經橋接器與系統總線直接相連，因此稱之為局部總線（PCI）。
上傳時間： 2013-11-09
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