SOC与单片机应用技术的发展:本文讨论SOC和单片机应用技术的发展;介绍SOC的基本技术特点和应用概念;分析作为IP家庭重要成员的单片机在SOC应用设计中的特点。通过讨论指出以嵌入技术为基础,单片机再次成为现代电子应用技术的核心之一,为SOC应用技术提供了坚实的基础。 关键字:SOC;单片机;嵌入式系统 引言 现场电子技术应用中包含了硬件(HW)、硬件加软件(HW+SW)、固件(FW)3个层次。这3个层次也可以说是现代电子技术应用的3人发展阶段。自1997年以来,电子技术应用又增加了一个新的层次??片上系统(SOC)层次。SOC技术概念和应用技术层次的出现,标志着现代电子技术应用进入了SOC阶段。 从各个发展阶段看,自HW+SW阶段开始,电子技术应用就与单片机紧密地联系在一起。在FW阶段,作为固件系统的重要核心技术,单片机又以嵌入式技术为基础,再次成为现代电子应用技术的核心技术之一,并为SOC应用技术提供了紧实的基础。 SOC为各种应用提供了一个新的实现技术。这种新的电子系统实现技术促使工业界在近3年中发生了巨大的变化,为信息技术的应用提供坚实的基础,因此,完全可以称之为SOC革命。同时,SOC也为单片机技术提供了更广阔的应用领域,使单片机应用技术发生了革命性的变化。
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安规设计注意事项1. 件选用(1) 在件选用方面,要求掌握:a .安规件有哪些?(见三.安规件介绍)b.安规件要求安规件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准;c.安规件额定值任何件均必须依 MANUFACTURE 规定的额定值使用;I 额定电压;II 额定电;III 温额定值;(2). 件的温升限制a. 一般电子件: 依件规格之额定温值,决定其温上限b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定Class A ΔT≦75℃Class E ΔT≦90℃Class B ΔT≦95℃Class F ΔT≦115℃Class H ΔT≦140℃c. 人造橡胶或PVC 被覆之线材及电源线类:有标示耐温值 T 者ΔT≦(T-25)℃无标示耐温值 T 者ΔT≦50℃d. Bobbin 类: 无一定值,但须做125℃球压测试;e. 端子类: ΔT≦60℃f. 温升限值I. 如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则:ΔT≦Tmax-TmraII. 如果有规定待测物的温升限值(ΔTmax),则:ΔT≦ΔTmax+25-Tmra其中 Tmra=制造商所规定的设备允许操作室温或是25℃
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含原理图+电路图+程序的波形发生器:在工作中,我们常常会用到波形发生器,它是使用频度很高的电子仪器。现在的波形发生器都采用单片机来构成。单片机波形发生器是以单片机核心,配相应的外围电路和功能软件,能实现各种波形发生的应用系统,它由硬件部分和软件部分组成,硬件是系统的基础,软件则是在硬件的基础上,对其合理的调配和使用,从而完成波形发生的任务。 波形发生器的技术指标:(1) 波形类型:方型、正弦波、三角波、锯齿波;(2) 幅值电压:1V、2V、3V、4V、5V;(3) 频率值:10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ;(4) 输出极性:双极性操作设计1、 机器通电后,系统进行初始化,LED在面板上显示6个0,表示系统处于初始状态,等待用户输入设置命令,此时,无任何波形信号输出。2、 用户按下“F”、“V”、“W”,可以分别进入频率,幅值波形设置,使系统进入设置状态,相应的数码管显示“一”,此时,按其它键,无效;3、 在进入某一设置状态后,输入0~9等数字键,(数字键仅在设置状态时,有效)为欲输出的波形设置相应参数,LED将参数显示在面板上;4、 如果在设置中,要改变已设定的参数,可按下“CL”键,清除所有已设定参数,系统恢复初始状态,LED显示6个0,等待重新输入命令;5、 当必要的参数设定完毕后,所有参数显示于LED上,用户按下“EN”键,系统会将各波形参数传递到波形产生模块中,以便控制波形发生,实现不同频率,不同电压幅值,不同类型波形的输出;6、 用户按下“EN”键后,波形发生器开始输出满足参数的波形信号,面板上相应类型的运行指示灯闪烁,表示波形正在输出,LED显示波形类型编号,频率值、电压幅值等波形参数;7、 波形发生器在输出信号时,按下任意一个键,就停止波形信号输出,等待重新设置参数,设置过程如上所述,如果不改变参数,可按下“EN”键,继续输出原波形信号;8、 要停止波形发生器的使用,可按下复位按钮,将系统复位,然后关闭电源。硬件组成部分通过综合比较,决定选用获得广泛应用,性能价格高的常用芯片来构成硬件电路。单片机采用MCS-51系列的89C51(一块),74LS244和74LS373(各一块),反相驱动器 ULN2803A(一块),运算放大器 LM324(一块) 波形发生器的硬件电路由单片机、键盘显示器接口电路、波形转换(D/ A)电路和电源线路等四部分构成。1.单片机电路功能:形成扫描码,键值识别,键功能处理,完成参数设置;形成显示段码,向LED显示接口电路输出;产生定时中断;形成波形的数字编码,并输出到D/A接口电路;如电路原理图所示: 89C51的P0口和P2口作为扩展I/O口,与8255、0832、74LS373相连接,可寻址片外的寄存器。单片机寻址外设,采用存储器映像方式,外部接口芯片与内部存储器统一编址,89C51提供16根地址线P0(分时复用)和P2,P2口提供高8位地址线,P0口提供低8位地址线。P0口同时还要负责与8255,0832的数据传递。P2.7是8255的片选信号,P2.6是0832(1)的片选,P2.5是0832(2)的片选,低电平有效,P0.0、P0.1经过74LS373锁存后,送到8255的A1、A2作,片内A口,B口,C口,控制口等寄存器的字选。89C51的P1口的低4位连接4只发光三极管,作为波形类型指示灯,表示正在输出的波形是什么类型。单片机89C51内部有两个定时器/计数器,在波形发生器中使用T0作为中断源。不同的频率值对应不同的定时初值,定时器的溢出信号作为中断请求。控制定时器中断的特殊功能寄存器设置如下:定时控制寄存器TCON=(00010000)工作方式选择寄存器(TMOD)=(00000000)中断允许控制寄存器(IE)=(10000010)2、键盘显示器接口电路功能:驱动6位数码管动态显示; 提供响应界面; 扫面键盘; 提供输入按键。由并口芯片8255,锁存器74LS273,74LS244,反向驱动器ULN2803A,6位共阴极数码管(LED)和4×4行列式键盘组成。8255的C口作为键盘的I/O接口,C口的低4位输出到扫描码,高4位作为输入行状态,按键的分布如图所示。8255的A口作为LED段码输出口,与74LS244相连接,B口作为LED的位选信号输出口,与ULN2803A相连接。8255内部的4个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电路功能:将波形样值的数字编码转换成模拟值;完成单极性向双极性的波形输出;构成由两片0832和一块LM324运放组成。0832(1)是参考电压提供者,单片机向0832(1)内的锁存器送数字编码,不同的编码会产生不同的输出值,在本发生器中,可输出1V、2V、3V、4V、5V等五个模拟值,这些值作为0832(2)的参考电压,使0832(2)输出波形信号时,其幅度是可调的。0832(2)用于产生各种波形信号,单片机在波形产生程序的控制下,生成波形样值编码,并送到0832(2)中的锁存器,经过D/A转换,得到波形的模拟样值点,假如N个点就构成波形的一个周期,那么0832(2)输出N个样值点后,样值点形成运动轨迹,就是波形信号的一个周期。重复输出N个点后,由此成第二个周期,第三个周期……。这样0832(2)就能连续的输出周期变化的波形信号。运放A1是直流放大器,运放A2是单极性电压放大器,运放A3是双极性驱动放大器,使波形信号能带得起负载。地址分配:0832(1):DFFFH ,0832(2):BFFFH4、电源电路:功能:为波形发生器提供直流能量;构成由变压器、整流硅堆,稳压块7805组成。220V的交流电,经过开关,保险管(1.5A/250V),到变压器降压,由220V降为10V,通过硅堆将交流电变成直流电,对于谐波,用4700μF的电解电容给予滤除。为保证直流电压稳定,使用7805进行稳压。最后,+5V电源配送到各用电负载。
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介绍用PIC16F84单片机制作的电子密码锁。PIC16F84单片机共18个引脚,13个可用I/O接口。芯片内有1K×14的FLASHROM程序存储器,36×8的静态RAM的通用寄存器,64×8的EEPROM的数据存储器,8级深度的硬堆栈。 用PIC单片机设计的电子密码锁微芯公司生产的PIC8位COMS单片机,采用类RISC指令集和哈弗总线结构,以及先进的流水线时序,与传统51单片机相比其在速度和性能方面更具优越性和先进性。PIC单片机的另一个优点是片上硬件资源丰富,集成常见的EPROM、DAC、PWM以及看门狗电路。这使得硬件电路的设计更加简单,节约设计成本,提高整机性能。因此PIC单片机已成为产品开发,尤其是产品设计和研制阶段的首选控制器。本文介绍用PIC16F84单片机制作的电子密码锁。PIC16F84单片机共18个引脚,13个可用I/O接口。芯片内有1K×14的FLASHROM程序存储器,36×8的静态RAM的通用寄存器,64×8的EEPROM的数据存储器,8级深度的硬堆栈。硬件设计 电路原理见图1。Xx8位数据线接4x4键盘矩阵电路,面板布局见表1,A、B、C、D为备用功能键。RA0、RA7输出4组编码二进制数据,经74LS139译码后输出逐行扫描信号,送RB4-RB7列信号输入端。余下半个139译码器动扬声器。RB2接中功率三极管基极,驱动继电器动作。有效密码长度为4位,根据实际情况,可通过修改源程序增加密码位数。产品初始密码为3345,这是一随机数,无特殊意义,目的是为防止被套解。用户可按*号键修改密码,按#号键结束。输入密码并按#号确认之后,脚输出RB2脚输出高电平,继电器闭合,执行一次开锁动作。 若用户输入的密码正确,扬声器发出一声稍长的“滴”提示声,若输入的密码与上次修改的不符,则发出短促的“滴”声。连续3次输入密码错误之后,程序锁死,扬声器报警。直到CPU被复位或从新上电。软件设计 软件流程图见图3。CPU上电或复位之后将最近一次修改并保存到EEPROM的密码读出,最为参照密匙。然后等待用户输入开锁密码。若5分钟以内没有接受到用户的任何输入,CPU自动转入掉电模式,用户输入任意值可唤醒CPU。每次修改密码之后,CPU将新的密码存入内部4个连续的EEPROM单元,掉电后该数据任有效。每执行一次开锁指令,CPU将当前输入密码与该值比较,看是否真确,并给出相应的提示和控制。布 局 所有元件均使用SMD表贴封装,缩小体积,便于产品安装,60X60双面PCB板,顶层是一体化输入键盘,底层是元件层。成型后的产品体积小巧,能很方便的嵌入防盗铁门、保险箱柜。
上传时间: 2013-10-31
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82C55A是高性能,工业标准,并行I/O的LSI外围芯片;提供24条I/O脚线。 在三种主要的操作方式下分组进行程序设计82C88A的几个特点:(1)与所有Intel系列微处理器兼容;(2)有较高的操作速度;(3)24条可编程I/O脚线;(4)底功耗的CHMOS;(5)与TTL兼容;(6)拥有控制字读回功能;(7)拥有直接置位/复位功能;(8)在所有I/O输出端口有2.5mA DC驱动能力;(9)适应性强。方式0操作称为简单I/O操作,是指端口的信号线可工作在电平敏感输入方式或锁存输出。所以,须将控制寄存器设计为:控制寄存器中:D7=1; D6 D5=00; D2=0。D7位为1代表一个有效的方式。通过对D4 D3 D1和D0的置位/复位来实现端口A及端口B是输入或输出。P56表2-1列出了操作方式0端口管脚功能。
上传时间: 2013-10-26
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一、实验目的1.掌握定时/计数器、输入/输出接口电路设计方法。 2.掌握中断控制编程技术的方法和应用。3.掌握8086汇编语言程序设计方法。 二、实验内容与要求 微机灯光控制系统主要用于娱乐场所的彩灯控制。系统的彩灯共有12组,在实验时用12个发光二极管模拟。1. 基本要求:灯光控制共有8种模式,如12个灯依次点亮;12个灯同时闪烁等八种。系统可以通过键盘和显示屏的人机对话,将8种模式进行任意个数、任意次序的连接组合。系统不断重复执行输入的模式组合,直至键盘有任意一个键按下,退出灯光控制系统,返回DOS系统。2. 提高要求:音乐彩灯控制系统,根据音乐的变化控制彩灯的变化,主要有以下几种:第一种为音乐节奏控制彩灯,按音乐的节拍变换彩灯花样。第二种音律的强弱(信号幅度大小)控制彩灯。强音时,灯的亮度加大,且被点亮的数目增多。第三种按音调高低(信号频率高低)控制彩灯。低音时,某一部分灯点亮;高音时,另一部分点亮。 三、实验报告要求 1.设计目的和内容 2.总体设计 3.硬件设计:原理图(接线图)及简要说明 4.软件设计框图及程序清单5.设计结果和体会(包括遇到的问题及解决的方法) 四、设计原理我们以背景霓虹灯的一种显示效果为例,介绍控制霓虹灯显示的基本原理。设有一排 n 段水平排列的霓虹灯,某种显示方式为从左到右每0.2 秒逐个点亮。其控制过程如下: 若以“ 1 ”代表霓虹灯点亮,以“ 0 ”代表霓虹灯熄灭,则开始时刻, n 段霓虹灯的控制信号均为“ 0 ”,随后,控制器将一帧 n 个数据送至 n 段霓虹灯的控制端,其中,最左边的一段霓虹灯对应的控制数据为“ 1 ”,其余的数据均为零,即 1000 … 000 。当 n 个数据送完以后,控制器停止送数,保留这种状态(定时) 0.2 秒,此时,第 1 段霓虹灯被点亮,其余霓虹灯熄灭。随后,控制器又在极短的时间内将数据 1100 … 000 送至霓虹灯的控制端,并定时 0.2 秒,这段时间,前两段霓虹灯被点亮。由于送数据的过程很快,我们观测到的效果是第一段霓虹灯被点亮 0.2 秒后,第 2 段霓虹灯接着被点亮,即每隔 0.2 秒显示一帧图样。如此下去,最后控制器将数据 1111 … 111 送至 n 段霓虹灯的控制端,则 n 段霓虹灯被全部点亮。 只要改变送至每段霓虹灯的数据,即可改变霓虹灯的显示方式,显然,我们可以通过合理地组合数据(编程)来得到霓虹灯的不同显示方式。 五、总体方案论证分析系统设计思路如下:1) 采集8位开关输入信号,若输入数据为0时,将其修改为1。确定输入的硬件接口电路。采样输入开关量,并存入NUM的软件程序段。2) 以12个灯依次点亮为例(即灯光控制模式M1),考虑与其相应的灯光显示代码数据。确定显示代码数据输出的接口电路。输出一个同期显示代码的软件程序段(暂不考虑时隙的延时要求)。3) 应用定时中断服务和NUM数据,实现t=N×50ms的方法。4) 实现某一种模式灯光显示控制中12个时隙一个周期,共重复四次的控制方法。要求在初始化时采样开关输入数据NUM,并以此控制每一时隙的延时时间;在每一时隙结束时,检查有无键按下,若是退出键按下,则结束灯光控制,返回DOS系统,若是其他键就返回主菜单,重新输入控制模式数据。5) 通过人机对话,输入8种灯光显示控制模式的任意个数、任意次序连接组合的控制模式数据串(以ENTER键结尾)。对输入的数据进行检查,若数据都在1 - 8之间,则存入INBUF;若有错误,则通过屏幕显示输入错误,准备重新输入灯光显示控制模式数据。6) 依次读取INBUF中的控制模式数据进行不同模式的灯光显示控制,在没有任意键按下的情况下,系统从第一个控制模式数据开始,顺序工作到最后一个控制模式数据后,又返回到第一个控制模式数据,不断重复循环进行灯光显示控制。7) 本系统的软件在总体上有两部份,即主程序(MAIN)和实时中断服务程序(INTT)。讨论以功能明确、相互界面分割清晰的软件程序模块化设计方法。即确定有关功能模块,并画出以功能模块表示的主程序(MAIN)流程框图和定时中断服务程序的流程框图。 六、硬件电路设计 以微机实验平台和PC机资源为硬件设计的基础,不需要外加电路。主要利用了以下的资源:1.8255并行口电路8255并行口电路主要负责数据的输入与输出,可以输出数据控制发光二极管的亮灭和读取乒乓开关的数据。实验时可以将8255的A口、B口和一组发光二极管相连,C口和乒乓开关相连。2.8253定时/计数器8253定时/计数器和8259中断控制器一起实现时隙定时。本设计的定时就是采用的t=N×50ms的方法,50ms由8253定时/计数器的计数器0控制定时,N是在中断服务程序中软件计时。8253的OUT0接到IRQ2,产生中断请求信号。8253定时/计数器定时结束会发出中断信号,进入中断服务程序。3.PC机资源本设计除了利用PC机作为控制器之外,还利用了PC机的键盘和显示器。键盘主要是输入控制模式数据,显示器就是显示提示信息。 七、软件设计 软件主要分为主程序(MAIN)和中断服务程序(INTT),主程序包含系统初始化、读取乒乓开关、读取控制模式数据以及按键处理等模块。中断服务程序主要是定时时间到后根据控制模式数据点亮相应的发光二极管。1.主程序主程序的程序流程图如图1所示。
上传时间: 2014-04-05
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单片机音乐中音调和节拍的确定方法:调号-音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。很明显一个八度就有12个半音。A、B、C、D、E、F、G。经过声学家的研究,全世界都用这些字母来表示固定的音高。比如,A这个音,标准的音高为每秒钟振动440周。 升C调:1=#C,也就是降D调:1=BD;277(频率)升D调:1=#D,也就是降E调:1=BE;311升F调:1=#F,也就是降G调:1=BG;369升G调:1=#G,也就是降A调:1=BA;415升A调:1=#A,也就是降B调:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所谓1=A,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同A一样高,人们也把这首歌曲叫做A调歌曲,或叫“唱A调”。1=C,就是说,这首歌曲的“导”要唱得同C一样高,或者说“这歌曲唱C调”。同样是“导”,不同的调唱起来的高低是不一样的。各调的对应的标准频率为: 单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法 经常看到一些刚学单片机的朋友对单片机演奏音乐比较有兴趣,本人也曾是这样。在此,本人将就这方面的知识做一些简介,但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。 一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。 在音乐中所谓“音调”,其实就是我们常说的“音高”。在音乐中常把中央C上方的A音定为标准音高,其频率f=440Hz。当两个声音信号的频率相差一倍时,也即f2=2f1时,则称f2比f1高一个倍频程, 在音乐中1(do)与 ,2(来)与 ……正好相差一个倍频程,在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内,有12个半音。以1—i八音区为例, 12个半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高,也就是其基本音调的频率,我们就可根据倍频程的关系得到其他音符基本音调的频率。 知道了一个音符的频率后,怎样让单片机发出相应频率的声音呢?一般说来,常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断,将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反,或者说来回清零,置位,从而让蜂鸣器发出声音,为了让单片机发出不同频率的声音,我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢?以标准音高A为例: A的频率f = 440 Hz,其对应的周期为:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上图可知,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下,单片机奏乐时,其定时器为工作方式1,它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0,则定时器的予置初值由下式来确定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 将t=1136μs代入上面两式(注意:计算时应将时间和频率的单位换算一致),即可求出标准音高A在单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值为 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根据上面的求解方法,我们就可求出其他音调相应的计数器的予置初值。 音符的节拍我们可以举例来说明。在一张乐谱中,我们经常会看到这样的表达式,如1=C 、1=G …… 等等,这里1=C,1=G表示乐谱的曲调,和我们前面所谈的音调有很大的关联, 、 就是用来表示节拍的。以 为例加以说明,它表示乐谱中以四分音符为节拍,每一小结有三拍。比如: 其中1 、2 为一拍,3、4、5为一拍,6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,3、4的时长为八分音符的一半,即为十六分音符长,5的时长为四分音符的一半,即为八分音符长,6的时长为四分音符长。那么一拍到底该唱多长呢?一般说来,如果乐曲没有特殊说明,一拍的时长大约为400—500ms 。我们以一拍的时长为400ms为例,则当以四分音符为节拍时,四分音符的时长就为400ms,八分音符的时长就为200ms,十六分音符的时长就为100ms。可见,在单片机上控制一个音符唱多长可采用循环延时的方法来实现。首先,我们确定一个基本时长的延时程序,比如说以十六分音符的时长为基本延时时间,那么,对于一个音符,如果它为十六分音符,则只需调用一次延时程序,如果它为八分音符,则只需调用二次延时程序,如果它为四分音符,则只需调用四次延时程序,依次类推。通过上面关于一个音符音调和节拍的确定方法,我们就可以在单片机上实现演奏音乐了。具体的实现方法为:将乐谱中的每个音符的音调及节拍变换成相应的音调参数和节拍参数,将他们做成数据表格,存放在存储器中,通过程序取出一个音符的相关参数,播放该音符,该音符唱完后,接着取出下一个音符的相关参数……,如此直到播放完毕最后一个音符,根据需要也可循环不停地播放整个乐曲。另外,对于乐曲中的休止符,一般将其音调参数设为FFH,FFH,其节拍参数与其他音符的节拍参数确定方法一致,乐曲结束用节拍参数为00H来表示。下面给出部分音符(三个八度音)的频率以及以单片机晶振频率f0=12Mhz,定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值 : C调音符 频率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC调音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7频率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C调音符 频率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
上传时间: 2013-10-20
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The C500 microcontroller family usually provides only one on-chip synchronous serialchannel (SSC). If a second SSC is required, an emulation of the missing interface mayhelp to avoid an external hardware solution with additional electronic components.The solution presented in this paper and in the attached source files emulates the mostimportant SSC functions by using optimized SW routines with a performance up to 25KBaud in Slave Mode with half duplex transmission and an overhead less than 60% atSAB C513 with 12 MHz. Due to the implementation in C this performance is not the limitof the chip. A pure implementation in assembler will result in a strong reduction of theCPU load and therefore increase the maximum speed of the interface. In addition,microcontrollers like the SAB C505 will speed up the interface by a factor of two becauseof an optimized architecture compared with the SAB C513.Moreover, this solution lays stress on using as few on-chip hardware resources aspossible. A more excessive consumption of those resources will result in a highermaximum speed of the emulated interface.Due to the restricted performance of an 8 bit microcontroller a pin compatible solution isprovided only; the internal register based programming interface is replaced by a set ofsubroutine calls.The attached source files also contain a test shell, which demonstrates how to exchangeinformation between an on-chip HW-SSC and the emulated SW-SSC via 5 external wiresin different operation modes. It is based on the SAB C513 (Siemens 8 bit microcontroller).A table with load measurements is presented to give an indication for the fraction of CPUperformance required by software for emulating the SSC.
标签: synchronous Emulating serial
上传时间: 2014-01-31
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The solution presented in this paper and in the attached source files emulates the mostimportant SSC functions by using SW routines implemented in C. The code is focused onthe SAB C513, but will fit to all C500 derivatives.Beyond the low level software drivers a test shell is delivered. This shell allows a quicktest of the software drivers by an emulator or a starter kit demo board.
上传时间: 2013-11-24
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All inputs of the C16x family have Schmitt-Trigger input characteristics. These Schmitt-Triggers are intended to always provide proper internal low and high levels, even if anundefined voltage level (between TTL-VIL and TTL-VIH) is externally applied to the pin.The hysteresis of these inputs, however, is very small, and can not be properly used in anapplication to suppress signal noise, and to shape slow rising/falling input transitions.Thus, it must be taken care that rising/falling input signals pass the undefined area of theTTL-specification between VIL and VIH with a sufficient rise/fall time, as generally usualand specified for TTL components (e.g. 74LS series: gates 1V/us, clock inputs 20V/us).The effect of the implemented Schmitt-Trigger is that even if the input signal remains inthe undefined area, well defined low/high levels are generated internally. Note that allinput signals are evaluated at specific sample points (depending on the input and theperipheral function connected to it), at that signal transitions are detected if twoconsecutive samples show different levels. Thus, only the current level of an input signalat these sample points is relevant, that means, the necessary rise/fall times of the inputsignal is only dependant on the sample rate, that is the distance in time between twoconsecutive evaluation time points. If an input signal, for instance, is sampled throughsoftware every 10us, it is irrelevant, which input level would be seen between thesamples. Thus, it would be allowable for the signal to take 10us to pass through theundefined area. Due to the sample rate of 10us, it is assured that only one sample canoccur while the signal is within the undefined area, and no incorrect transition will bedetected. For inputs which are connected to a peripheral function, e.g. capture inputs, thesample rate is determined by the clock cycle of the peripheral unit. In the case of theCAPCOM unit this means a sample rate of 400ns @ 20MHz CPU clock. This requiresinput signals to pass through the undefined area within these 400ns in order to avoidmultiple capture events.For input signals, which do not provide the required rise/fall times, external circuitry mustbe used to shape the signal transitions.In the attached diagram, the effect of the sample rate is shown. The numbers 1 to 5 in thediagram represent possible sample points. Waveform a) shows the result if the inputsignal transition time through the undefined TTL-level area is less than the time distancebetween the sample points (sampling at 1, 2, 3, and 4). Waveform b) can be the result ifthe sampling is performed more than once within the undefined area (sampling at 1, 2, 5,3, and 4).Sample points:1. Evaluation of the signal clearly results in a low level2. Either a low or a high level can be sampled here. If low is sampled, no transition willbe detected. If the sample results in a high level, a transition is detected, and anappropriate action (e.g. capture) might take place.3. Evaluation here clearly results in a high level. If the previous sample 2) had alreadydetected a high, there is no change. If the previous sample 2) showed a low, atransition from low to high is detected now.
上传时间: 2013-10-23
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