基于单片机双CPU构成的复杂系统应用研究.pdf下载

weixin_39820835 2021-09-25 09:47:48
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成绩 "创新电子系统设计"课程是专业教学计划中设置的 独立实践环节,其主要目的为加强对学生创新意识、创 新精神和创新能力的培养,鼓励和倡导学生积极参加学科竞赛、课外科 技和科研活动、创造发明活动和各类社会实践活动,提高学生综合素 质,促进学生个性发展。 要求学生能在老师的指导下,自主完成一个较复杂综合电子系统 设计与制作的全过程,或者通过参加各类各级和通信、电子相关课外科 技活动及竞赛得到真正的实战训练。 二、课程设计的题目及内容 题目:基于单片机的水箱控制系统 内容:随着我国的国民经济与生活水平的发展,工厂对自动化的 需求也日益增加,为减少污染、节约能源,单片机控制技术得到了广泛 的应用。在工业生产里,很多都用到大水箱,水箱里的水位控制就是问 题了,以前有专门的人看着,既浪费人力,又不能准确的判断水位高 低。所以单片机控制水箱水位就在工厂得到广泛的应用。一般工业里用 到的水箱,体积都比较大,所以对水位的控制需求就相应的大了,工厂 里对水位的控制精度要求也高。 本单片机系统设计的目的是应用单片 机控制技术,以AT89C51单片机为核心控制工厂的水箱的水位,并实现 了报警和手动、自动切换功能。该系统操作方便、性能良好,比较符合 工厂生厂用水系统控制的需要。本毕业论文还详细的给出了相关的硬件 框图和软件流程图,并编制了该汇编语言程序。 三、设计报告 1.AT89C51单片机系统说明 1.1.AT89C51单片机简介 目前,8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用,因此我们 可以在许多单片机应用领域中,配接各种类型的语音接口,构成具有合 成语音输出能力的综合应用系统,以增强人机对话的功能。89C51是 Intel公司生产的一种单片机,在一小块芯片上集成了一个微型计算机的 各个组成部分。每一个单片机包括:一个8位的微型处理器CPU;一个 256K的片内数据存储器RAM;片内程序存储器ROM;四个8位并行的 I/O接口P0-P3,每个接口既可以输入,也可以输出;两个定时器/记数 器;五个中断源的中断控制系统;一个全工UART的串行I/O口;片内 振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振 荡频率是12MHZ。以上各个部分通过内部总线相连接。下面简单介绍 下其各个部分的功能。 中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心,由它读人用 户程序,并逐条执行指令,它是由8位算术/逻辑运算部件(简称ALu)、 定时/控制部件,若干寄存器A、B、B5w、5P以及16位程序计数器(Pc) 和数据指针寄存器(DM)等主要部件组成。算术逻辑单元的硬件结构与 典型微型机相似。它具有对8位信息进行+、-、x、/ 四则运算和逻辑 与、或、异或、取反、清"0"等运算,并具有判跳、转移、数据传送等 功能,此外还提供存放中间结果及常用数据寄存器。控制器部件是由指 令寄存器、程序计数器Pc、定时与控制电路等组成的。指令寄存器中存 放指令代码。枷执行指令时,从程序存储器中取来经译码器译码后,根 据不同指令由定时与控制电路发出相应的控制信号,送到存储器、运算 器或I/o接口电路,完成指令功能。程序计数器Pc 程序计数器Pc用来 存放下一条将要执行的指令,共16位.可对以K字节的程序存储器直接 寻址c指令执行结束后,Pc计数器自动增加,指向下一条要执行的指令 地址。 CPU功能,总的来说是以不同的方式,执行各种指令。不同的指令 其功自略异。有的指令涉及到枷各寄存器之间的关系;有的指令涉及到 单片机核心电路内部各功能部件的关系;有的则与外部器件如外部程序 存储器发生联系。事实上,cRJ是通过复杂的时序电路完成不同的指令 功能。所谓cRJ的时序是指控制器控照指今功能发出一系列在时间上有 一定次序的信号,控制和启动一部分逻辑电路,完成某种操作。 1.2 时序 1.时钟电路 M田—51片内设有一个由反向放大器所构成的振 荡电路,XTALI和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端。时钟可以 由内部方式产生或外部方式产生。采用内部方式时,在C1和C2引脚上 接石英晶体和微调电容可以构成振荡器, 振荡频率的选择范围为1.2 —12MHZ在使用外部时钟时,XTAL2用来输入外部时钟信号,而 XTALI接地。 2.时序 MGL5l单片机的一个执器周期由6个状态(s1—s6)组成, 每个状态又持续2个接荡周期,分为P1和P2两个节拍。这样,一个机器 周期由12个振荡周期组成。若采用12MHz的晶体振荡器,则每个机器周 期为1us,每个状态周期为1/6us;在一数情况下,算术和逻辑操作发 生在N期间,而内部寄存器到寄存器的传输发生在P2期间。对于单周期 指令,当指令操作码读人指令寄存器时,使从S1P2开始执行指令。如果 是字节指令,则在同一机器周期的s4读人第

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