量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要測量儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。為了提高量熱儀的測量精度,整個量熱系統的測溫精度、準確性、穩定性等諸多方面都需要得到改善和提高。本文給出了采用單片機及鉑電阻PT1000 為核心器件的高精度恒溫式自動量熱儀設計。燃料的價值就在于燃燒過程中能夠發熱,因此燃燒熱量就成為評估燃料質量最重要的指標,而燃燒熱量通常是由量熱儀來測量的。因此,量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。量熱儀可分別用于電力、煤炭、焦炭、石油、化工、水泥、軍工、糧食、飼料、木材、木炭以及科研等行業測量固體、液體等可燃物資的發熱量。由于其應用范圍很廣,因此研制出更高測量精度和效率的量熱儀具有很好的發展前景及經濟效益。我國是產煤大國,而衡量煤炭質量的最重要指標之一是其燃燒發熱量。因而,目前國內普遍采用以發熱量作為動力煤計價的主要依據。由于煤炭的發熱量主要是利用量熱儀來測定,因此,目前恒溫式自動量熱儀在包括煤炭生產以及用煤單位如電力等系統廣泛應用。但由于其在測溫過程中不可避免地會受到客觀和人為干擾,準確性受到一定影響。為了解決這一問題并根據現有量熱儀存在的其它缺點,本文所設計的量熱儀采用了以單片機為控制單元,選用更高精度的鉑電阻PT1000 作為溫度傳感器,精心設計相關電路,增加信號處理單元,采用LabVIEW 設計操作界面等,不僅提升了量熱儀的測量精度,而且具有良好的性價比。
上傳時間: 2013-11-07
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本文介紹了一個以嵌入式USB 主機接口芯片SL811HS 為核心,采用U 盤為存儲介質的單片機低功耗海量存儲系統。該系統實現了儀器的便攜化,從而,為便攜儀器或嵌入式系統的外掛式海量存儲的發展開拓了新思路。近幾年,隨著Flash Memory 非易失存儲技術的發展,基于USB 接口的閃存即U 盤現已得到廣泛應用。從理論上講,以U 盤作為便攜式采集存儲系統的存儲載體完全能夠滿足長時間采集海量數據的要求。但目前所面臨的問題是,U 盤主要應用于PC 機系統中。以單片機等微處理器為核心的嵌入式系統的應用中,尚缺少與U 盤的直接接口技術。因此將單片機技術與U 盤存儲技術兩者結合起來,利用單片機直接讀寫U 盤,并通過總線方式與嵌入式系統的其它部分實現命令和數據的通信,從而實現便攜儀器或者嵌入式系統的外掛式海量存儲,具有廣闊的應用前景。而以Cypress 公司的SL811HS 為代表的嵌入式USB 主機接口芯片為這種方案的實現提供了可能。
上傳時間: 2013-10-09
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離散傅里葉變換,(DFT)Direct Fouriet Transformer(PPT課件) 一、序列分類對一個序列長度未加以任何限制,則一個序列可分為: 無限長序列:n=-∞~∞或n=0~∞或n=-∞~ 0 有限長序列:0≤n≤N-1有限長序列在數字信號處理是很重要的一種序列。由于計算機容量的限制,只能對過程進行逐段分析。二、DFT引入由于有限長序列,引入DFT(離散付里葉變換)。DFT它是反映了“有限長”這一特點的一種有用工具。DFT變換除了作為有限長序列的一種付里葉表示,在理論上重要之外,而且由于存在著計算機DFT的有效快速算法--FFT,因而使離散付里葉變換(DFT)得以實現,它使DFT在各種數字信號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離散付里葉變換的有關性質離散付里葉變換逼近連續時間信號的問題第二節付里葉變換的幾種形式傅 里 葉 變 換 : 建 立 以 時 間 t 為 自 變 量 的 “ 信 號 ” 與 以 頻 率 f為 自 變 量 的 “ 頻 率 函 數 ”(頻譜) 之 間 的 某 種 變 換 關 系 . 所 以 “ 時 間 ” 或 “ 頻 率 ” 取 連 續 還 是 離 散 值 , 就 形 成 各 種 不 同 形 式 的 傅 里 葉 變 換 對 。, 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 . 一、四種不同傅里葉變換對傅 里 葉 級 數(FS):連 續 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。連 續 傅 里 葉 變 換(FT):連 續 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。序 列 的 傅 里 葉 變 換(DTFT):離 散 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換.離 散 傅 里 葉 變 換(DFT):離 散 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換1.傅 里 葉 級 數(FS)周期連續時間信號 非周期離散頻譜密度函數。 周期為Tp的周期性連續時間函數 x(t) 可展成傅里葉級數X(jkΩ0) ,是離散非周期性頻譜 , 表 示為:例子通過以下 變 換 對 可 以 看 出 時 域 的 連 續 函 數 造 成 頻 域 是 非 周 期 的 頻 譜 函 數 , 而 頻 域 的 離 散 頻 譜 就 與 時 域 的 周 期 時 間 函 數 對 應 . (頻域采樣,時域周期延 拓)2.連 續 傅 里 葉 變 換(FT)非周期連續時間信號通過連續付里葉變換(FT)得到非周期連續頻譜密度函數。
上傳時間: 2013-11-19
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用單片機制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機制作多功能莫爾斯碼電路莫爾斯電碼通信有著悠久的歷史,盡管它已被現代通信方式所取代,但在業余無線電通信和特殊的專業場合仍具有重要的地位,這是因為等幅電碼通信的抗干擾能力是其它任何一種通信方式都無法相比的。在短波波段用幾瓦的功率即可進行國際間的通信,收發射設備簡單易制成本低廉,所以深受業余無線電愛好者的喜愛,是業余無線電高手必備的技能。要想熟練掌握莫爾斯電碼的收發技術除了持之以恒的毅力外,還需要相關的設備。設計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓練的工具。 一、功能簡介 本電路可以配合自動鍵體和手動鍵體,產生莫爾斯碼控制信號,設有16種速度,從初學者到操作高手都能適用。監聽音調也有16種,均可以通過功能鍵進行選擇。可以按程序中設定好的呼號自動呼叫,設有聽抄練習功能,聽抄練習有短碼和混合碼兩種模式,分別對10個數字和常用的38個混合碼模擬隨機取樣,產生分組報碼,供愛好者提高抄收水平之用,速度低4檔的聽抄練習是專為初學者所設,內容是時間間隔較長的單字符。設有PTT開關鍵,可以決定是否控制發射機工作,不需要反復通斷控制線。無論當前處于呼叫狀態還是聽抄狀態只要電鍵接點接通則自動轉到人工發報程序。4分鐘內不使用電路將自動關閉電源,只有按復位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習鍵復位則進入短碼練習狀態,其它功能不變。從開機到自動關機執行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關接口,以適應不同的發射設備。 二、硬件電路原理硬件電路如圖1所示。設計電路的目的在于方便實用,以免在緊張的操作中失誤,所以除了聽抄練習鍵外其它鍵沒有定義復用功能。各鍵的作用在圖中已經標出。PTT控制在每次復位時處于關閉狀態,每按動一次PTT功能鍵則改變一次狀態,這樣可以使用軟件開關控制發射。 PTT處于控制狀態時發光二極管隨控制信號閃亮。考慮到自制設備及淘汰軍用設備與高檔設備控制電流的不同,PTT開關管采用了2SC2073,可以承受500mA的電流,同時還增加了無極性PTT開關電路,無論外部被控制的端口直流極性如何加到VT3的極性始終不變,供有興趣的愛好者實驗。應該注意,如果被控制的負載是感性,則電感兩端必須并聯續流二極管,除自制設備外成品機在這方面一般沒有什么問題。手動鍵只有一個接點,接通后產生連續的音頻和發射控制信號。在本電路中手動鍵的輸入端是P1.5 ,程序不斷檢測P1.5電平,當按鍵按下時P1.5電平為0,程序轉入手動鍵子程序。 自動鍵的接點分別接到P1.3和P1.4 ,同樣當程序檢測到有接點閉合時便自動產生“點”或“劃”。音頻信號從P輸出,經VT1放大后推動揚聲器發音。單片機的I/O口在輸入狀態下阻抗較高,容易受到高低頻信號干擾,所以在每個輸入端口和三極管的be端并聯電阻和高頻旁路電容,確保在較長的電鍵連線和大功率發射時電路工作穩定。圖2是印刷電路版圖,尺寸為110mmX85mm,揚聲器用粘合劑直接粘接在電路版有銅箔的面。 三、軟件設計方法 “點”時間長度是莫爾斯電碼中的基本時間單位。按規定“劃”的時間長度不小于三個“點”,同字符中“點”與“劃”的間隔不小于一個“點”,字符之間不小于一個“劃”,詞與詞之間不應小于五個“點”。在本程序中用條件轉移指令來產生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設置16種延時參數。用T0中斷產生監聽音頻信號,并將中斷設為優先級,保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關機計時,如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1,單片機進入休眠狀態,此時耗電量僅有幾個微安。自動鍵的“點”或“劃”以及手動鍵的連續發音都是子程序的反復調用。P1.2對地短接時自動呼叫可設定為另一內容。為了便于熟悉匯編語言的讀者對發音內容進行修改,這里介紹發音字符的編碼方法。莫爾斯碼的信息與計算機中二進制恰好相同,我們可以用0表示“點”,用1表示“劃”。提示音、自動呼叫、聽抄內容等字符是預先按一定編碼方式存儲在程序中的常數。每個字符的莫爾斯碼一般是由1至6位“點”、“劃”組成,也就是發音次數最多6次。程序中每個字符占用1個字節,字符時間間隔不占用字節,但更長的延時或發音結束信息占用一個字節。我們用字節的低三位表示字節的性質,對于5次及5次以下發音的字符我們用存儲器的高5位存儲發音信息,發音順序由高位至低位,用低3位存儲發音次數,發音時將數據送入累加器A,先得到發音次數,然后使A左環移,對E0進行位尋址,判斷是發“點”還是“劃”,環移次數由發音次數決定。對于6次發音的字符不能完全按照上述編碼規則,否則會出現信息重疊,如果是6次發音且最后一次是“劃”我們把發音次數定義為111B,因為這時第6次位尋址得到的是1。如果第6次發音是“點”,那么這個字符的低三位定義為000B。字符間隔時間由程序自動產生,更長的時間隔或結束標志由字節低三位110B來定義,高半字節表示字符間隔的倍數,例如26H表示再加兩倍時間間隔。如果字節為06H則表示讀字符程序結束,返回主程序。更詳細的內容不再贅述,讀者可閱讀源程序。四、使用注意事項手動鍵的操作難度相對大一些,時間節拍全由人掌握,其特點是發出的電碼帶有“人情味”。自動鍵的“點”、“劃”靠電路產生,發音標準,容易操作,而且可以達到相當快的速度,長時間工作也不易疲勞。在干擾較大、信號微弱的條件下自動鍵碼的辨別程度好于手動鍵碼。初學者初次使用手動鍵練習發報要有老師指導,且不可我行我素,一旦養成不正確的手法則很難糾正。在電臺上時常聽到一些讓對方難以抄收的電碼,這可能會使對方反感而拒絕回答。使用自動鍵也應在一定的聽抄基礎上再去練習。在暫時找不老師的情況下可多練習聽力,這對于今后能夠發出標準正確的電碼非常有益。
上傳時間: 2013-10-31
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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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MCS51系列單片機軟件控制復位的可靠方法:文章指出了一種廣泛流傳的誤解:在MCS-51系列單片機中,只要用指令使程序從起始地址開始執行,就可以復位單片機,擺脫干擾。通過實驗,揭示了軟件控制復位的可靠方法。有的單片機(如8098)有專門的復位指令,某些增強型MCS-51系統單片機雖然沒有復位指令,但片內集成了WATCHDOG電路,故抗干擾也不成問題。而普及型MCS-51系列單片機(如8031和8032)既然無復位指令,又不帶硬件WATCHDOS,如果沒有外接硬件WATCHDOG電路,就必須采用軟件抗干擾技術。常用的軟件抗干擾技術有:軟件陷阱、指令冗余、軟件WATCHDOG等,它們的作用是在系統受干擾時能及時發現,再用軟件的方法使系統復位。所謂軟件復位就是用一系列指令來模仿復位操作,這就是MCS-51系列單片機所特有的軟件復位技術。現用一簡單的實驗說明。接于P1.0的發光二極管LED0用來表示主程序的工作情況,接于P1.1的發光二極管LED1用于表示低級中斷子程序的工作情況,接于P1.2的發光二極管LED2用來表示高級中斷子程序的工作情況,接于P3.2口的按鈕用來設立干擾標志,程序檢測到干擾標志后故意進入死循環或掉進陷井,模仿受干擾的情況,從而檢驗各種復位方法的實際效果。實驗初始化程序如下:
上傳時間: 2013-11-03
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15-1.實現定時的方法15-2.定時器/計數器的結構和工作原理 15-3.定時器/計數器的控制15-4.定時器/計數器的工作方式 15-5.定時器/計數器應用 軟件定時軟件延時不占用硬件資源,但占用了CPU時間,降低了CPU的利用率。例如延時程序。采用時基電路定時例如采用555電路,外接必要的元器件(電阻和電容),即可構成硬件定時電路。但在硬件連接好以后,定時值與定時范圍不能由軟件進行控制和修改,即不可編程,且定時時間容易漂移。可編程定時器定時最方便的辦法是利用單片機內部的定時器/計數器。結合了軟件定時精確和硬件定時電路獨立的特點。定時器/計數器的結構 定時器/計數器的實質是加1計數器(16位),由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時器/計數器的工作方式寄存器,確定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的啟動和停止及設置溢出標志。
上傳時間: 2014-12-28
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[學習要求] 掌握MCS-51單片機的基本應用。[重點與難點]重點:動態掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數器軟件編程范例;A/D接口電路;矩陣式鍵盤接口技術及編程。難點:動態掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數器軟件編程范例。[理論內容]一、并行I/O口編程范例單片機I/O的應用最典型的是通過I/O口與7段LED數碼管構成顯示電路,下面從常用的LED顯示原理開始,詳盡講解利用單片機驅動LED數碼管的電路及編程原理,目的在于通過這一編程范例,讓初學者了解I/O口的編程原理,意在起舉一反三,拋磚引玉的作用。LED的發光原理,稍有電子技術基礎的人士都很清楚,這里不想作過多的介紹,7段LED數碼管,則在一定形狀的絕緣材料上,利用單只LED組合排列成“8”字型的數碼管,分別引出它們的電極,點亮相應的點劃來顯示出0-9的數字。LED數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類,了解LED的這些特性,對編程是很重要的,因為不同類型的數碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖1是共陰和共陽極數碼管的內部電路,它們的發光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。
上傳時間: 2013-10-19
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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(uVision)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。我們將通過一些實例來學習Keil 軟件的使用,在這一部份我們將學習如何輸入源程序,建立工程、對工程進行詳細的設置,以及如何將源程序變為目標代碼。圖1 所示電路圖使用89C51 單片機作為主芯片,這種單片機性屬于MCS-51 系列,其內部有4K 的FLASH ROM,可以反復擦寫,非常適于做實驗。89C51 的P1 引腳上接8 個發光二極管,P3.2~P3.4 引腳上接4 個按鈕開關,我們的第一個任務是讓接在P1 引腳上的發光二極管依次循環點亮。 一、Keil 工程的建立首先啟動Keil 軟件的集成開發環境,這里假設讀者已正確安裝了該軟件,可以從桌面上直接雙擊uVision 的圖標以啟動該軟件。UVison啟動后,程序窗口的左邊有一個工程管理窗口,該窗口有3 個標簽,分別是Files、Regs、和Books,這三個標簽頁分別顯示當前項目的文件結構、CPU 的寄存器及部份特殊功能寄存器的值(調試時才出現)和所選CPU 的附加說明文件,如果是第一次啟動Keil,那么這三個標簽頁全是空的。
上傳時間: 2013-12-26
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TUSB3200 是一款最適合于音響和電腦周邊設備的USB 接口用的音頻數據控制芯片。它采用52 腳扁平封裝,帶有內置微處理器,價格低,可實現多聲道播放和錄音等功能,因而具有廣泛的用途。 TUSB3200 內藏8052MCU 微處理器,并帶有USB 接口,可實現通訊控制和數據處理等通用微處理器的功能。在芯片后端接上編碼解碼器(CODEC)即可完成多聲道音頻信號的播放和錄入功能,并可完成USB 有源音箱、USB 頭盔式音頻設備和USB 話筒等數據的接入和處理等任務。
上傳時間: 2013-11-17
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