隨著信息技術的發展,系統級芯片SoC(System on a Chip)成為集成電路發展的主流。SoC技術以其成本低、功耗小、集成度高的優勢正廣泛地應用于嵌入式系統中。通過對8位增強型CPU內核的研究及其在FPGA(Field Programmable Gate Arrav)上的實現,對SoC設計作了初步研究。 在對Intel MCS-8051的匯編指令集進行了深入地分析的基礎上,按照至頂向下的模塊化的高層次設計流程,對8位CPU進行了頂層功能和結構的定義與劃分,并逐步細化了各個層次的模塊設計,建立了具有CPU及定時器,中斷,串行等外部接口的模型。 利用5種尋址方式完成了8位CPU的數據通路的設計規劃。利用有限狀態機及微程序的思想完成了控制通路的各個層次模塊的設計規劃。利用組合電路與時序電路相結合的思想完成了定時器,中斷以及串行接口的規劃。采用邊沿觸發使得一個機器周期對應一個時鐘周期,執行效率提高。使用硬件描述語言實現了各個模塊的設計。借助EDA工具ISE集成開發環境完成了各個模塊的編程、調試和面向FPGA的布局布線;在Synplify pro綜合工具中完成了綜合;使用Modelsim SE仿真工具對其進行了完整的功能仿真和時序仿真。 設計了一個通用的擴展接口控制器對原有的8位處理器進行擴展,加入高速DI,DO以及SPI接口,增強了8位處理器的功能,可以用于現有單片機進行升級和擴展。 本設計的CPU全面兼容MCS-51匯編指令集全部的111條指令,在時鐘頻率和指令的執行效率指標上均優于傳統的MCS-51內核。本設計以硬件描述語言代碼形式存在可與任何綜合庫、工藝庫以及FPGA結合開發出用戶需要的固核和硬核,可讀性好,易于擴展使用,易于升級,比較有實用價值。本設計通過FPGA驗證。
標簽: FPGA CPU 8位 增強型
上傳時間: 2013-04-24
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本文以研究嵌入式微處理器為主,自主地設計了能夠運行MCS-51系列單片機指令的MCU系統。系統采用了VHDL 語言與原理框圖的綜合設計方法,并且在Altera公司的FPGA上通過驗證。論文深入地研究了微處理器的指令系統和數據地址通路,采用VHDL 語言完成了取指單元,指令譯碼器單元,存儲器單元和邏輯運算單元的電路模塊的設計與實現;研究了控制單元的實現方法和基于全局狀態機的設計理論,采用硬件描述語言完成了對各個控制線的相關設計與實現。論文通過原理示意圖和示例代碼的演示,著重介紹了指令譯碼器的實現方式,基于此種方式形成的譯碼電路還能夠實現更為復雜的CISC指令。 本系統采用分模塊的設計方式,把具有相同功能的邏輯電路集中到一個框圖里,使得系統的可移植性大大地提高。系統還采用層次框圖的設計方式,把明顯地具有主從關系的電路放在不同的層次里,這也使得系統模塊功能的可擴展性大大地增強。內部邏輯共分為數據存儲器模塊;程序存儲器模塊;時序控制模塊;特殊功能寄存器模塊和Core核心模塊這五個部分,文中對各個模塊的設計作了詳細的介紹。本文在最后對已實現的部分典型指令進行了邏輯仿真測試,測試結果表明,本文所設計的MCU系統能夠如預期地執行相應的指令。在指令執行的過程中,相應寄存器和總線上的值也均符合設計要求,實現了設計目標。
標簽: FPGA VHDL MCS 51
上傳時間: 2013-06-05
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熱穩定性好,工作電壓動態范圍寬,成本低的多用戶功率因數表,可在相同電壓下測量 16個支路的功率因數, 并可隨時動態升級單片機的數據處理程序。本文介紹了這樣的多用戶功率因數表的設計方案。
標簽: MCS 51 單片機 功率因數
上傳時間: 2013-06-13
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單片機原理及接口技術課件簡述第1章 微型計算機基礎 第2章 單片機的硬件結構和原理 第3章 MCS-51單片機指令系統 第4章 匯編語言程序設計簡介 第5章 MCS - 51單片機的中斷系統 第6章 MCS - 51單片機內部定時器
標簽: 單片機原理 接口技術
上傳時間: 2013-07-01
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MCS-51 8*8點陣LED顯示 有源代碼,免積分下載!~!~
標簽: LED 點陣 屏幕顯示 控制
上傳時間: 2013-07-02
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單片機按鍵播放三首樂曲
標簽: 播放 C程序
上傳時間: 2013-11-04
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計價器
標簽: MCS 51 定時器 出租車計價器
上傳時間: 2013-11-02
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該文檔詳細介紹數字鐘的設計
標簽: mcs 單片機 51 數字
上傳時間: 2013-11-05
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KEIL51軟件簡介 單片機開發中除必要的硬件外,同樣離不開軟件,我們寫的匯編語言源程序要變為CPU可以執行的機器碼有兩種方法,一種是手工匯編,另一種是機器匯編,目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變為機器碼,用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51,隨著單片機開發技術的不斷發展,從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發,單片機的開發軟件也在不斷發展,Keil軟件是目前最流行開發MCS-51系列單片機的軟件,這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。 Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案,通過一個集成開發環境(mVision)將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機的愛好者來說是十分必要的,如果你使用C語言編程,那么Keil幾乎就是你的不二之選(目前在國內你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件),即使不使用C語言而僅用匯編語言編程,其方便易用的集成環境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。
標簽: Keil 軟件介紹
上傳時間: 2013-11-06
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內容提要: 8051單片機的構成與硬件特性 MCS51指令系統 INTEL公司MCS-51產品 PHILIP和其它公司的8051系列單片機 第一章 8051單片機的構成及硬件特性 第二章 MCS-51指令系統 第三章 INTEL公司MCS-51產品 第四章 PHILIPS和其他公司的8051系列單片機
標簽: 8051 單片機 應用手冊
上傳時間: 2013-11-13
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