单片机

排阻的阻值读取

在三位数字中,从左至右的第一、第二位为有效数字,第三位表示前两位数字乘10的N次方(单位为Ω)。如果阻值中有小数点,则用“R”表示,并占一位有效数字。例如:标示为“103”的阻值为10&TImes;10=10kΩ;标示为“222”的阻值为2200Ω即2.2kΩ;标示为“105”的阻值为1MΩ。

需要注意的是,要将这种标示法与一般的数字表示方法区别开来,如标示为220的电阻器阻值为22Ω,只有标志为221的电阻器阻值才为220Ω。

标示为“0”或…000”的排阻阻值为OΩ,这种排阻实际上是跳线(短路线)。

一些精密排阻采用四位数字加一个字母的标示方法(或者只有四位数字)。前三位数字分别表示阻值的百位、十位、个位数字,第四位数字表示前面三个数字乘10的N次方,单位为欧姆;数字后面的第一个英文字母代表误差(G=2%、F=1%、D=0.25%、B=O.1%、A或W=0.05%、Q=0.02%、T=0.01%、V=0.005%)。如标示为“2341”的排阻的电阻为234&TImes;10=2340Ω。

排阻的作用

内存芯片下方均匀分布的“芝麻粒”,实际上是位于内存颗粒和金手指之间的“排阻”。排阻,是一排电阻的简称。

我们知道,内存在处理、传输数据时会产生大小不一的工作电流。而在内存颗粒走线的必经之处安装一排电阻,则能够帮助内存起到稳压作用,让内存工作更稳定。从而提升内存的稳定性,增强内存使用寿命。

而你说的内存右边角上的“小绿豆”。我们一般称之为SPD。SPD是一存储体,它存储了厂商对内存的详细配置信息:如内存的工作电压,位宽,操作时序等。每次开机后自检时,系统都会首先读取内存SPD中的相关信息,来自动配置硬件资源,以避免出错。上拉、限流。和普通电阻一样,相比而言简化了PCB的设计、安装,减小空间,保证焊接质量。

排阻引脚说明

1与a2与b3与c4与d之间的电阻都是10欧,与其它的管脚没有任何关系.就是一排电阻,做在了一个原件上..

有的还有一个公脚,就是为了方便使用,拿万用表量一下就会发现所有脚对公共脚的阻值均是标称值,除公共脚外其它任意两脚阻值是标称值的两倍,很明显任意两脚通过公共脚脚串联的嘛!用在有很多上下拉电阻的场合应用特方便,比如并行通讯线上,还节省空间。

51单片机最小系统排阻作用

起上拉作用:

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,电阻同时起限流作用,下拉同理。上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流,弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分,对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

另外其他I/O口都是准双向口且都有驱动能力,P0口也是准双向口但是驱动能力小,加排阻说白了就是给P0加驱动电路,电源通过排阻向P0口供电,使其能够驱动与P0口相连的元件。

单片机中排阻的焊接方法

先找出排阻的公共端。公共端在排阻标有小白点的一侧。也可以用万用表电阻档测量一下,任意选择一端,测量该端与其余引脚的电阻,若个引脚的电阻相等,该端为公共端,否则,另一端为公共端。

公共端连接单片机电源,其它引脚分别连接单片机IO口。具体焊接方法与焊接普通电阻一样,只是引脚多一点而已。可先焊接两端,定位后,再焊接中间引脚。

如图:带点的一端为排阻的公共端。

RP是排阻,J0就接数码管的段码。把排阻有字的一面对着自己,最左端有一个圆点右或方点,对应的管脚就是公共脚了。

来源:FPGA之家

围观 3

我们都知道在学校是通过铃声来控制所有班级的上下课时间,那个单片机是通过什么样的办法进行取指令,执行指令和其它操作的呢?在这里引入了一个时序的概念。

一、时钟电路

单片机时钟电路有三种方式:

1、单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端,XTAL1和XTAL2需外接上晶体和合适的电容。  

2、有的单片机内部也自带时钟电路,用于产生时钟信号。

3、单片机管脚XTAL2直接接晶振。

二、周期

1、时钟周期

时钟电路产生时钟信号的周期我们叫时钟周期(振荡周期)。

单片机通电后就产生了固定标称值的脉冲信号,单片机就是在脉冲信号的驱动下顺序地从ROM中(程序存储器)取出指令一条一条的顺序执行,然后进行一系列的微操作控制,来完成各种指定的动作。

2、机器周期

单片机每访问一次存储器的时间我们把它称为一个机器周期,它是一个时间基准就象我们日常生活中使用的秒一样。单片机中一个机器周期包括12个振荡周期。振荡周期就是振荡源的周期也就是我们使用的晶振的时间周期。一个12M的晶振它的时间周期是1/12微秒,那么使用12M晶振的单片机它的一个机器周期就应该等于12*1/12微秒,也就是1微秒。

3、指令周期

单片机中有些指令只要一个机器周期而有些指令则需要两个或三个机器周期另外还有两条指令需要4个机器周期。如何衡量指令执行时间的长短我们就要用到一个新的概念:指令周期,即执行一条指令所需的机器周期。

三、时序

对于芯片开发使用来说,时序图是较为核心也较为重要的一个知识点。在厂家给出的芯片数据手册中,时序图也是非常重要的参数细节。开发者拿到一款芯片时,首先需要做的就是阅读其数据手册,对上面的内容进行提取和掌握。因此能够顺利的阅读并了解到单片机时序图想要传达的意思是非常关键的。

单片机时序是指单片机执行指令时应发出的控制信号的时间序列。这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序。它是一系列具有时间顺序的脉冲信号。

CPU发出的时序有两类:一类用于片内各功能部件的控制,它们是芯片设计师关注的问题,对用户没有什么意义。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制,需要通过器件的控制引脚送到片外,这部分时序对分析硬件电路的原理至关重要,也是软件编程遵循的原则,需要认真掌握。

CPU发出的时序有两类:一类用于片内各功能部件的控制,它们是芯片设计师关注的问题,对用户没有什么意义。另一类用于单片机外部芯片的控制,这部分时序对分析硬件电路的原理至关重要,也是软件编程遵循的原则。

操作时序永远使用是任何一片IC芯片的最主要的内容。一个芯片的所有使用细节都会在它的官方器件手册上包含。所以使用一个器件事情,要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册上有用的内容提取,掌握其工作时序。

在这里我们以液晶1602为例,分析其操作时序。其基本时序有读状态,写指令,读数据和写数据。

为了方便大家理解,这里以1602为例进行讲解,1602的引脚是很整齐的SIP单列直插封装,所以器件手册只给出了引脚的功能数据表:

这里,我们需要关注1602的几个管脚,分别是RS,RW,E,D0...D7。由上面的说明我们可以知道:

RS:数据/命令(状态)选择端,当此脚为高电平时,可以对1602进行数据字节的传输操作,而此脚为低电平时,进行命令(状态)字节的传输操作。

RW:读写选择端,当此脚为高电平可对LCD1602进行读数据操作,反之进行写数据操作。

E:使能信号,其实是LCD1602的数据控制时钟信号,利用该信号的上升沿实现对LCD1602的数据传输。

D0...D7:8位并行数据口。

在此,我们分析两个写时序:写命令和写数据。

1、当我们要写指令字,设置LCD1602的工作方式时:需要把RS置为低电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

2、当我们要写入数据字,在1602上实现显示时:需要把RS置为高电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

开发者只需要关注以下几个管脚:

3脚:VL,液晶显示偏压信号,用于调整LCD1602的显示对比度,一般会外接电位器用以调整偏压信号,注意此脚电压为0时可以得到最强的对比度。

4脚:RS,数据/命令选择端,当此脚为高电平时,可以对1602进行数据字节的传输操作,而此脚为低电平时,则是进行命令字节的传输操作。命令字节,即是用来对LCD1602的一些工作方式作设置的字节;数据字节,即使用以在1602上显示的字节。值得一提的是,LCD1602的数据是8位的。

5脚:R/W,读写选择端。当此脚为高电平可对LCD1602进行读数据操作,反之进行写数据操作。笔者认为,此脚其实用处不大,直接接地永久置为低电平也不会影响其正常工作。但是尚未经过复杂系统验证,保留此意见。

6脚:E,使能信号,其实是LCD1602的数据控制时钟信号,利用该信号的上升沿实现对LCD1602的数据传输。

7~14脚:8位并行数据口,使得对LCD1602的数据读写大为方便。

LCD1602的操作时序

在此,可以先不读出它的数据的状态或者数据本身,所以只需要看两个写时序:

①当要写指令字,设置LCD1602的工作方式时:需要把RS置为低电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

②当要写入数据字,在1602上实现显示时:需要把RS置为高电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。

实际上写指令和写数据,差别仅仅在于RS的电平不一样而已。以下是LCD1602的时序图:

只要慢慢学会看时序图,要知道操作一个器件的精华便蕴藏在其中,看懂看准了时序,再操控这个芯片就是非常容易的事了。这里使用1602作为例子主要是因为1602的时序是目前最简单的时序之一。

看时序图需要注意的问题:

1、注意时间轴,从左往右的方向为时间正向轴,即时间在增长。

2、时序图最左边一般是某一根引脚的标识,表示此行图线体现该引脚的变化,上图分别标明了RS、R/W、E、DB0~DB7四类引脚的时序变化。

3、有线交叉状的部分,表示电平在变化。

4、两条平行线分别对应高低电平,如上图右上角所示。

5、密封的菱形部分,表示数据有效,Valid Data这个词也显示了这点。

6、时序图里各个引脚的电平变化,基于的时间轴是一致的。一定要严格按照时间轴的增长方向来精确地观察时序图。要让器件严格的遵守时序图的变化。

7、时间的标注,也是个十分重要的信息,这些时间的标注表明了某些状态所要维持的最短或最长时间。因为器件的工作速度也是有限的,一般都跟不上主控芯片的速度,所以它们直接之间要有时序配合。下面是时序参数表:

需要十分严重注意的是,时序图里各个引脚的电平变化,基于的时间轴是一致的,一定要严格按照时间轴的增长方向来精确地观察时序图,要让器件严格的遵守时序图的变化,在类似于18B20这样的单总线器件对此要求尤为严格。

时间标注:

细心的朋友或许注意到了文中关于时间的标注,这也是个十分重要的信息,这些时间的标注表明了某些状态所要维持的最短或最长时间。因为器件的工作速度也是有限的,一般都跟不上主控芯片的速度,所以它们直接之间要有时序配合。下面是时序参数表:

开发者要注意估计主控芯片的指令时间,可以在官方数据手册上查到MCU的一些级别参数。比如现在用AVRM16做为主控芯片,外部12MHz晶振,(1/12MHz)s是振荡周期,而不是时钟周期,因为时钟周期(状态周期)等于两个振荡周期,换句话说就是对振动频率进行“二分频”的振荡信号,所以(2/12MHz)s才是晶振为12MHz时的时钟周期。

以上给的时间参数全部是ns级别的,所以即便在程序里不加延时程序,也应该可以很好的配合LCD1602的时序要求了。怎么看这个表呢?很简单,在时序图里可以找到TR1,对应时序参数表,可以查到这个是E上升沿/下降沿时间,最大值为25ns,表示E引脚上的电平变化,必须在最大为25ns之内的时间完成。

以上介绍的这些内容,虽然是以LCD1602为例,但这仅仅是为了帮助大家进行理解,其中提到的参数是大部分单片机都会有的,因此大家可以通过本文中给予的解读方式来套用到其他单片机当中,大部分的单片机时序图都会遵循文中给出的规则,当大家渐渐掌握其中的内容后,就可以发现其实看懂单片机的时序图其实并不难。

现在我来解读我对这个时序图的理解:

当要写命令字节的时候,时间由左往右,RS变为低电平,R/W变为低电平,注意看是RS的状态先变化完成。然后这时,DB0~DB7上数据进入有效阶段,接着E引脚有一个整脉冲的跳变,接着要维持时间最小值为tpw=400ns的E脉冲宽度。然后E引脚负跳变,RS电平变化,R/W电平变化。这样便是一个完整的LCD1602写命令的时序。

来源:STM32嵌入式开发

围观 4

定时器/计数器的结构

定时器/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

计数过程

每来一个脉冲计数器加1,当加到计数器为全1(即FFFFH)时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1,向CPU发出中断请求(定时器/计数器中断允许时)。如果定时器/计数器工作于定时模式,则表示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。

定时应用

用作定时器:此时设置为定时器模式,加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期,即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。

计数运用

用作计数器:此时设置为计数器模式,外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲,计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求:脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。

工作方式寄存器(TMOD)

GATE:门控位。

GATE=0时,只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1,就可以启动定时器/计数器工作;(即需要一个启动条件)

GATE=1时,要用软件使TR0或TR1为1,同时外部中断引脚也为高电平时,才能启动定时器/计数器工作,即需要两个启动条件。

C/T :定时/计数模式选择位。

C/T =0为定时模式; C/T =1为计数模式。

M1M0:工作方式设置位。

计数器工作方式选择

M1 M0 工 作 方 式 功 能 说 明

0 0 方式0 13位计数器

0 1 方式1 16位计数器

1 0 方式2 自动重装8位计数器

1 1 方式3 定时器0:分成两个8位

定时器1:停止计数

定时器/计数器的控制

控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下:

TF1(TCON.7):T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1(TCON.6):T1起/停控制位。1:启动 0:停止

TF0(TCON.5):T0溢出中断请求标志位,其功能与TF1类同。

TR0(TCON.4):T0起/停控制位。1:启动 0:停止

定时器/计数器的工作方式

方式0

方式0为13位计数,由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成TL0的低5位溢出时向TH0进位,TH0溢出时,置位TCON中的TF0标志,向CPU发出中断请求。

方式1

方式1的计数位数是16位,由TL0(TL1)作为低8位、TH0(TH1)作为高8位,组成了16位加1计数器 。

方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式。

在方式2下,当计数器计满255(FFH)溢出时,CPU自动把TH 的值装入TL中,不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

方式3

方式3只适用于定时器/计数器T0,定时器T1方式3时相当于TR1=0,停止计数。

工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

来源:玩转单片机

围观 5

众所周知STM32有5个时钟源HSI、HSE、LSI、LSE、PLL,其实他只有四个,因为从上图中可以看到PLL都是由HSI或HSE提供的。

其中,高速时钟(HSE和HSI)提供给芯片主体的主时钟.低速时钟(LSE和LSI)只是提供给芯片中的RTC(实时时钟)及独立看门狗使用,图中可以看出高速时钟也可以提供给RTC。

内部时钟是在芯片内部RC振荡器产生的,起振较快,所以时钟在芯片刚上电的时候,默认使用内部高速时钟。而外部时钟信号是由外部的晶振输入的,在精度和稳定性上都有很大优势,所以上电之后我们再通过软件配置,转而采用外部时钟信号.

高速外部时钟(HSE):以外部晶振作时钟源,晶振频率可取范围为4~16MHz,我们一般采用8MHz的晶振。

高速内部时钟(HSI):由内部RC振荡器产生,频率为8MHz,但不稳定。

低速外部时钟(LSE):以外部晶振作时钟源,主要提供给实时时钟模块,所以一般采用32.768KHz。

低速内部时钟(LSI):由内部RC振荡器产生,也主要提供给实时时钟模块,频率大约为40KHz。

OSC_OUT和OSC_IN开始,这两个引脚分别接到外部晶振8MHz,第一个分频器PLLXTPRE,遇到开关PLLSRC(PLL entry clock source),我们可以选择其输出,输出为外部高速时钟(HSE)或是内部高速时钟(HSI)。这里选择输出为HSE,接着遇到锁相环PLL,具有倍频作用,在这里我们可以输入倍频因子PLLMUL,要是想超频,就得在这个寄存器上做手脚啦。

经过PLL的时钟称为PLLCLK。倍频因子我们设定为9倍频,也就是说,经过PLL之后,我们的时钟从原来8MHz的 HSE变为72MHz的PLLCLK。紧接着又遇到了一个开关SW,经过这个开关之后就是STM32的系统时钟(SYSCLK)了。通过这个开关,可以切换SYSCLK的时钟源,可以选择为HSI、PLLCLK、HSE。

我们选择为PLLCLK时钟,所以SYSCLK就为72MHz了。PLLCLK在输入到SW前,还流向了USB预分频器,这个分频器输出为USB外设的时钟(USBCLK)。回到SYSCLK,SYSCLK经过AHB预分频器,分频后再输入到其它外设。

如输出到称为HCLK、FCLK的时钟,还直接输出到SDIO外设的SDIOCLK时钟、存储器控制器FSMC的FSMCCLK时钟,和作为APB1、APB2的预分频器的输入端。GPIO外设是挂载在APB2总线上的, APB2的时钟是APB2预分频器的输出,而APB2预分频器的时钟来源是AHB预分频器。因此,把APB2预分频器设置为不分频,那么我们就可以得到GPIO外设的时钟也等于HCLK,为72MHz了。

SYSCLK:系统时钟,STM32大部分器件的时钟来源。主要由AHB预分频器分配到各个部件。

HCLK:由AHB预分频器直接输出得到,它是高速总线AHB的时钟信号,提供给存储器,DMA及cortex内核,是cortex内核运行的时钟,cpu主频就是这个信号,它的大小与STM32运算速度,数据存取速度密切相关。

FCLK:同样由AHB预分频器输出得到,是内核的“自由运行时钟”。“自由”表现在它不来自时钟 HCLK,因此在HCLK时钟停止时 FCLK 也继续运行。它的存在,可以保证在处理器休眠时,也能够采样和到中断和跟踪休眠事件 ,它与HCLK互相同步。

PCLK1:外设时钟,由APB1预分频器输出得到,最大频率为36MHz,提供给挂载在APB1总线上的外设,APB1总线上的外设如下:

RCC_APB1Periph_TIM2 TIM2时钟

RCC_APB1Periph_TIM3 TIM3时钟

RCC_APB1Periph_TIM4 TIM4时钟

RCC_APB1Periph_WWDG WWDG时钟

RCC_APB1Periph_SPI2 SPI2时钟

RCC_APB1Periph_USART2 USART2时钟

RCC_APB1Periph_USART3 USART3时钟

RCC_APB1Periph_I2C1 I2C1时钟

RCC_APB1Periph_I2C2 I2C2时钟

RCC_APB1Periph_USB USB时钟

RCC_APB1Periph_CAN CAN时钟

RCC_APB1Periph_BKP BKP时钟

RCC_APB1Periph_PWR PWR时钟

RCC_APB1Periph_ALL 全部APB1外设时钟

PCLK2:外设时钟,由APB2预分频器输出得到,最大频率可为72MHz,提供给挂载在APB2总线上的外设,APB2总线上的外设如下:

RCC_APB2Periph_AFIO 功能复用IO时钟

RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA时钟

RCC_APB2Periph_GPIOB GPIOB时钟

RCC_APB2Periph_GPIOC GPIOC时钟

RCC_APB2Periph_GPIOD GPIOD时钟

RCC_APB2Periph_GPIOE GPIOE时钟

RCC_APB2Periph_ADC1 ADC1时钟

RCC_APB2Periph_ADC2 ADC2时钟

RCC_APB2Periph_TIM1 TIM1时钟

RCC_APB2Periph_SPI1 SPI1时钟

RCC_APB2Periph_USART1 USART1时钟

RCC_APB2Periph_ALL 全部APB2外设时钟

来源:玩转单片机

围观 5

一、振荡器停止振荡

又可以分为电源电压不稳,或者强干扰引起的振荡器停振。

二、PC指针跑飞

电源电压不稳或强干扰引起PC跑飞,如果看门狗不好,也会引起死机。

三、设计上对长引出线的IO没有保护,静电打在IO口上引起单片机死锁,破坏了硬件逻辑功能,导致死机。

四、复位收到干扰,引起反复复位,在反复复位当中有可能会导致死机

综上所述:

设计电路时,应该注意:
1.电源稳定
2.IO保护
3.振荡器PCB布线要注意
4.复位电路设计和PCB布线
5.电源,信号线干扰路径的保护,加滤波TVS等
6.高速信号输出远离信号输入端,如SPI总线,I2C总线布线要远离ADC,复位,时钟等布线处,以及其他模拟前端。

一家之言,欢迎纠正

电源电压的地不稳定造成电源电压瞬间负电压导致单片机故障程序不发运行。

我的理解:

1、"跑飞"是因为程序隐患或外部干扰引起的误动作,致使PC被写入"出界"数据,跑到了RAM区,或者跑到了FLASH的空白区。如果PC指向了RAM区,哪情况就不好说了!因为程序译码器可能得到任意译码结果。如果PC指向了FLASH空白区,则可以事先将所有FLASH空白区填入某个你想要的数据,迫使程序译码器在这里翻译出你想要的指令,从而进行相应的处理。在IAR Workbench中好象有在空白区填充数据的设置。

2、"死机"是指PC进入了"死循环",或者是MCLK等于近似为零的值。此时,要想救活MCU,非外狗不可。

*程序运行过程中,如果MCU电源出现问题(电源供电问题,或其它外部电路引起的电源扰动),比较容易出现"跑飞"现象。程序跑飞应该是PC出错;软件和硬件都可能出这样的问题。

死机应该是CPU根本没有运行,多是硬件方面的问题造成的,比如POR复位不成功,430比较容易出现掉电不完全后重新上电。

有了看门狗就不会死机?

死机是指CPU的程序指针进入一个死循环,无法执行正常的程序流程。其外在表现常常是:正常功能丧失,按键无响应,显示凝固。单片机死机后,只有复全才能走出死循环,执行正常的程序流程。众所属知,克服死机的最有效手段是加看门狗(WatchDog)。

目前用得最广泛的看门狗实际上是一个特殊的定时器DogTimer。DogTimer按固定速率计时,计满预定时间就发出溢出脉冲使单片机复位。如果每次在DogTimer溢出前强行让DogTimer清零,就不会发出溢出脉冲。清零脉冲由CPU发出,在单片机程序中每隔一段语句放一个清DogTimer的语句--FeedDog语句,以保证程序正常运行时DogTimer不会溢出。

一旦程序进入一个不含FeedDog语句的死循环,DogTimer将溢出,导致单片机复位,跳出这个死循环。本文称这种看门狗为典型看门狗,典型看门狗已被集成比,如MAX706、MAX791等[1];还有许多单片机本身集成了这种看门狗,如PIC16C57、MC68HC705等,

有一个错误观点:加了看门狗,单片机就不会死机。实际上,看门狗有时间会完全失效。当程序进入某个死循环,而这个死循环中又包含FeedDog语句,这时DogTimer始终不会溢出,单片机始终得不到复位信号,程序也就始终跳不出这个死循环。针对这一弊端,笔者设计了双对限看门狗和定时复位看门狗。

双时限看门狗有两个定时器;一个为短定时器,一个为长定时器。短定时器定时为T1,长定时器定时为T2,0

这样,当程序进入某个死循环,如果这个死循环包含短定时器FeedDog语句而不包含长定时器FeedDog语句,那么长定时顺终将溢出,使单片机复位。巧妙安排长定时器FeedDog语句的位置,可保证出现死机的概率根低。在水轮发电机组微机控制装置中的对比应用证明了这一点。

目前几乎所有的看门狗都是依赖于CPU(依赖于CPU FeedDog)。这可以比作:一个保险设备能否起到保险作用还依赖于被它保护的对象的行为。显然,依赖于CPU的看门狗是不能保证单片机在分之百不死机的。

在绝对不允许死机的装置中,笔者设计了一种完全不依赖于CPU的看门狗--定时复位看门狗。定时复位看门狗的主体也是一个定时器,到预定时间就发出溢出脉冲,此溢出脉冲使单片机强行复位。定时复位看门狗不需要CPU FeedDog。

简言之,定时复位看门狗就是定时地让单片机强行复位。这样,即使装置死机,其最大死机时间也不会大于定时器定时时间。显然,只要硬件完好,这种看门狗百分之百地保证了单片机不会长时间死机。

在智能电表(包括IC卡电能表、复费率电能表、多功能电能表)中采用了定时复位看门狗,每1秒让CPU强行复位,迄今数十万电表运行了近五年,无一例死机报告。

来源:玩转单片机

围观 4

几种常用单片机之间的通信方式

①采用硬件UART进行异步串行通信。这是一种占用口线少,有效、可靠的通信方式;但遗憾的是许多小型单片机没有硬件 UART,有些也只有1个UART,如果系统还要与上位机通信的话,硬件资源是不够的。这种方法一般用于单片机有硬件UART且不需与外界进行串行通信或采用双UART单片机的场合。

②采用片内SPI接口或I2C总线模块串行通信形式。SPI/I2C接口具有硬件简单、软件编程容易等特点,但目前大多数单片机不具备硬件SPI/I2C模块。

③利用软件模拟SPI/I2C模式通信,这种方式很难模拟从机模式,通信双方对每一位要做出响应,通信速率与软件资源的开销会形成一个很大的矛盾,处理不好会导致系统整体性能急剧下降。这种方法只能用于通信量极少的场合。

④口对口并行通信,利用单片机的口线直接相连,加上1~2条握手信号线。这种方式的特点是通信速度快,1次可以传输4位或8位,甚至更多,但需要占用大量的口线,而且数据传递是准同步的。在一个单片机向另一个单片机传送1个字节以后,必须等到另一个单片机的接收响应信号后才能传送下一个数据。一般用于一些硬件口线比较富裕的场合。

⑤利用双口RAM作为缓冲器通信。这种方式的最大特点就是通信速度快,两边都可以直接用读写存储器的指令直接操作;但这种方式需要大量的口线,而且双口RAM的价格很高,一般只用于一些对速度有特殊要求的场合。

从上面几种方案来看,各种方法对硬件都有很大的要求与限制,特别是难以在功能简单的单片机上实现,因此寻求一种简单、有效的,能在各种单片机之间通信的方法具有重要的意义。③、④方案中,双方单片机要传递的每一位或每一个字节做出响应,通信数据量较大时会耗费大量的软件资源,这在一些实时性要求高的地方是不允许的。

针对这一问题,假设在单片机之间增加1个数据缓冲器,大批数据先写入缓冲区,然后再让对方去取,各个单片机对数据缓冲器都是主控模式,这样必然会大大提高通信效率。谈到数据缓冲,我们马上会想到并行RAM,但是并行RAM需要占用大量的口线(数据线+地址线+读写线+片选线+握手线),一般在16条以上。这是一个让人望而生畏的数字,而且会大大增加PCB面积并给布线带来一定的困难,极少有人采用这种方式。串行接口的RAM在市场上很少见,不但难以买到而且价格很高。移位寄存器也可以做数据缓冲器,但目前容量最大的也只128位,因为是“先进先出”结构,所以不管传递数据多少,接收方必须移完整个寄存器,灵活性差而且大容量的移位寄存器也是少见难买的。一种被称为“铁电存储器”芯片的出现,给我们带来了解决方法。

利用铁电存储器作为数据缓冲器的通信方式

铁电存储器是美国Ramtran公司推出的一种非易失性存储器件,简称FRAM。与普通EEPROM、Flash-ROM相比,它具有不需写入时间、读写次数无限,没有分布结构可以连续写放的优点,因此具有RAM与EEPROM的双得特性,而且价格相对较低。

现在大多数的单片机系统配备串行EEPROM(如24CXX、93CXX等)用来存储参数。如果用1片FRAM代替原有EEPROM,使它既能存储参数,又能作串行数据通信的缓冲器。2个(或多个)单片机与1片FRAM接成多主-从的I2C总线方式,增加几条握手线,即可得到简单高效的通信硬件电路。在软件方面,只要解决好I2C多主-从的控制冲突与通信协议问题,即可实现简单、高效、可靠的通信了。

实例(双单片机结构,多功能低功耗系统)

(1)硬件

W78LE52与EMC78P458组成一个电池供电、可远程通信的工业流量计。78P458采用32.768kHz晶振,工作电流低,不间断工作,实时采集传感器的脉冲及温度、压力等一些模拟量;W78LE52采11.0592MHz晶振,由于它的工作电流较大,采用间断工作,负责流量的非线性校正、参数输入、液晶显示、与上位机通信等功能,它的UART用于远程通信。2个单片机共用1片I2C接口的FRAM(FM24CL16)组成二主一从的I2C总线控制方式,W78LE52的P3.5、P3.2分别与78P458的P51、P50连接作握手信号线A与B。我们把握手线A(简称A线)定义为总线控制、指示线,主要用于获取总线控制权与判别总线是否“忙”;握手线B(简称B线)定义为通知线,主要用于通知对方取走数据。

(2)I2C总线仲裁

由于我们采用的是二主一从的I2C总线方式,因此防止2个主机同时去操作从机(防冲突)是一个非常重要的问题。带有硬件I2C模块的器件一般是这样的,器件内部有1个总线仲裁器与总线超时定时器:当总线超时定时器超时后指示总线空闲,这时单片机可以发出获取总线命令,总线仲裁器通过一系列操作后确认获取总线成功或失败;超时定时器清零,以后的每一个SCL状态变化对总线所有主机的超时定时器进行清零,以防止它溢出,指示总线正处于“忙”状态,直到一个主机对总线控制结束不再产生SCL脉冲;超时定时器溢出,总线重新回到“空闲”状态。但是目前大多数单片机没有配备硬件I2C模块,而且当2个主机的工作频率相差较大时,超时定时器定时值只能设为较大的值,这样也会影响总线的使用效率。

下面介绍一种用软件模拟I2C总线仲裁的方式(I2C读写操作程序的软件模拟十分多见,这里不再多述):用1条握手线A,当A线高电平时,指示总线空闲;当其中一个主机要获取总线控制权时,先查询总线是否空闲,“忙”则退出,空闲则向A线发送一个测试序列(如:1000101011001011),在每次发送位“1”后读取的A线状态。如果读取状态为“0”,马上退出,说明有其它器件已经抢先获取总线;如果一个序列读取的A线状态都正确,则说明已成功获得总线控制权,这时要拉低A线以指示总线“忙”,直到读写高A线,使总线回到“空闲”状态。不同的主机采用不同的测试序列,或产生随机测试序列,测试序列长度可以选得长一些,这样可以增加仲裁的可靠性。

(3)通信协议

一个可靠通信体系,除了好的硬件电路外,通信协议也至关重要。在单片机系统RAM资源与执行速度都非常有限的情况下,一个简捷有效的协议是非常重要的。下面具体介绍一种比较适用于单片机通信的协议,数据以包的形式传送。数据包结构:

①包头——指示数据包的开始,有利于包完整性检测,有时可省略;

②地址——数据包要传送的目标地址,若只有双机通信或硬件区分地址可以省略;

③包长度——指示整个数据包的长度;

④命令——指示本数据包的作用;

⑤参数——需要传送的数据与参数;

⑥校验——验证数据包的正确性,可以是和校验、异或校验、CRC校验等或者是它们的组合;

⑦包尾——指示数据包的结尾,有利于包完整性检测,有时可省略。

(4)通信流程

首先,要在FRAM里划分好各个区域,各个单片机的参数区、数据接收区等。然后,单片机可以向另一个单片机发送数据包,发送完毕之后通过向握手线B发送1个脉冲通知对方取走数据;接收方读取数据并进行处理后,向FRAM内发送方的数据接收区写入回传数据或通信失败标志,再向握手线B发送1个脉冲回应发送方。

如果需要单片机2发送的话,只需交换一下操作过程即可。

4 总结

通过实践可知,以上方法是可行的。与其它方法相比具有发下优点:

①简单。占用单片机口线少(SCL、SDA、握手线A、握手线B)。

②通用。软件模拟I2C主机方式,可以在任何种类的单片机之间通信。

③高效。由于采用数据缓冲,可以在不同时钟频率、不同速度的单片机之间通信;读写数据时,可以I2C总线的最高速度进行,可以实现1次传送大量数据;在一个单片机向FRAM传送数据时,另一个单片机无须一一作出响应或等待,可以进行其它程序操作,提高软件工作效率。

④灵活。通信硬件接口对于各个单片机是对等的,通过软件配置,每个单片机既可以根据需要主动发送通信,也可以只响应其它单片机的呼叫。

⑤容易扩展。通过增加地址识别线,修改通信协议,即可做到多机通信。

以下是需要注意的地方:

①为了提高通信效率,握手线B最好使用中断端口,负脉冲宽度一定要满足速度较低单片机中断信号要求。如果没有中断的话应增加1条口线,用改变端口状态的方法通知对方,等待对方查询,而不是负脉冲。

②向对方发送负脉冲时,应屏蔽自己的中断。

③由于参数与通信缓冲区同时设在同一片FRAM内,要避免对参数部分的误操作。一个较好的解决办法是把参数存放在地址的后半部分(A2=1),在进行通信操作时,把FRAM的WP引脚拉高(地址在后半部分的单元写保护),这样可以有效地防止测验时对参数区误操作。

④由于I2C总线在一个时间段内只有1个主机和1个从机,所以当1个单片机正在写通信数据时,另一个单片机是不能对FRAM进行操作的。如果需要实时、频繁地读取FRAM中参数的话,请预先将参数读入RAM单元使用或另外增加专门存放参数的芯片。

来源:嵌入式资讯精选

围观 4

1.MCU有串口外设的话,在加上电平转换芯片,如MAX232,SP3485就是RS232和RS485接口了。

2.RS485采用差分信号负逻辑,+2~+6V表示0,-6~-2表示1。有两线制和四线制两种接线,四线制是全双工通讯方式,两线制是半双工通讯方式。在RS485一般采用主从通讯方式,即一个主机带多个从机。

3.Modbus是一种协议标准,可以支持多种电气接口,如RS232,RS485,也可以在各种介质上传输,如双绞线,光纤,无线。

4.很多MCU的串口都开始自带FIFO,收发FIFO主要是为了解决串口收发中断过于频繁而导致CPU的效率不高的问题。如果没有FIFO,则没收发一个数据都要中断处理一次,有了FIFO,可以在连续收发若干个数据(根据FIFO的深度而定)后才产生一次中断去处理数据,大大提高效率。

5.有些工程师在调试自己的系统时一出现系统跑飞,就马上引入看门狗来解决问题,而没有思想程序为什么会跑飞?程序跑飞可能是程序本身的bug,也可能是硬件电路的问题(本身就是易受干扰或自己就是干扰源)。通常建议在调试自己的系统时,先不加看门狗,等完全调试稳定了,在补上(危机产品安全,人身安全的除外)。

6.如何区分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器?

从外观上看,如将两种蜂鸣器的引脚都朝上放置时,可以看出绿色电路板的一种是源蜂鸣器,没有电路板而用黑胶密封的一种是有源蜂鸣器。

有源蜂鸣器直接接上额定电源就可以连续发声,而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样,需要接在音频输出电路上才能发声。

7.电压比较器的用途主要是波形的产生和变换,模拟电路到数字电路的接口。

8.低功耗唤醒的常用方式:处理器进入低功耗后就停止了很多活动,当出现一个中断时,可以唤醒处理器,使其从低功耗模式返回到正常运行模式。因此在进入低功耗模式之前,必须配置莫个片内外设的中断,并允许其在低功耗模式下继续工作。如果不这样,只有复位和重新上电才能结束低功耗模式。处理器唤醒后首先执行中断服务程序,退出后接着执行主程序中的代码。

9.触摸屏的特征:

1)透明,直接影响到触摸屏的视觉效果。从这一点看红外线技术触摸屏和表面声波触摸屏由于只隔了一层纯玻璃,视觉效果突出。而很多触摸屏是很多层的复合薄膜,仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的,还可以包括色彩失真度,反光性,清晰度。色彩失真度也就是图中的最大色彩失真度,自然是越小越好。反光性主要是指由于镜面反射造成图像上重叠后产生的光影,如人影。大多数存在反光性的触摸屏提供另外一种型号,磨砂面触摸屏,也叫防眩型。

2)触摸屏是据对坐标系统,也就是不管在什么情况下,同一点的输出数据时稳定的,如果不稳定,就会定位不准,也就是触摸屏最怕的问题:漂移。技术原理上凡是不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的触摸屏都免不了漂移问题,目前有漂移现象的只有电容触摸屏。

10.注册中断服务函数:中断服务函数已经编写好,但当中断事件发生时,CPU还是无法找到它,因为我们还缺少最后一步:注册中断服务函数。注册有两种方法:一是直接利用中断注册函数,优点是操作简单,可移植性好,缺点是由于把中断向量表重新映射到SRAM中而导致执行效率下降:还有一种是需要修改启动文件,优点效率很高,确定可移植性不高。

11.很多的MCU提供数字电源VDD/GND和模拟电源VDDA/GNDA。通常建议是采用两路不同的3.3V电源供电。但为了节省成本,也可以采用单路3.3V电源,但VDDA/GNDA要通过电感从VDD/GND分离出来。一般GNDA和GND最终还是要连接在一起的,建议用一个绕线电感连接并且接点尽可能靠近芯片(电感最好放置在PCB背面)。

来源:玩转单片机

围观 5

复位电路

复位电路由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位

.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍. 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)

常见的复位电路

80C51单片机复位电路

单片机的复位有上电复位和按钮手动复位两种。如图2(a)所示为上电复位电路,图(b)所示为上电按键复位电路。

上电复位是利用电容充电来实现的,即上电瞬间RST端的电位与VCC相同,随着充电电流的减少,RST的电位逐渐下降。图2(a)中的R是施密特触发器输入端的一个10KΩ下拉电阻,时间常数为10×10-6×10×103=100ms。只要VCC的上升时间不超过1ms,振荡器建立时间不超过10ms,这个时间常数足以保证完成复位操作。上电复位所需的最短时间是振荡周期建立时间加上2个机器周期时间,在这个时间内RST的电平应维持高于施密特触发器的下阈值。

上电按键复位2(b)所示。当按下复位按键时,RST端产生高电平,使单片机复位。复位后,其片内各寄存器状态见表,片内RAM内容不变。

c51单片机复位电路

如S22复位键按下时:RST经1k电阻接VCC,获得10k电阻上所分得电压,形成高电平,进入“复位状态”

当S22复位键断开时:RST经10k电阻接地,电流降为0,电阻上的电压也将为0,RST降为低电平,开始正常工作。

单片机上电复位电路

AT89C51的上电复位电路如图2所示,只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端,下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机,由于在RST端内部有一个下拉电阻,故可将外部电阻去掉,而将外接电容减至1µF。上电复位的工作过程是在加电时,复位电路通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号,此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落,即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。

为了保证系统能够可靠地复位,RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时,Vcc的上升时间约为10ms,而振荡器的起振时间取决于振荡频率,如晶振频率为10MHz,起振时间为1ms;晶振频率为1MHz,起振时间则为10ms。

在图2的复位电路中,当Vcc掉电时,必然会使RST端电压迅速下降到0V以下,但是,由于内部电路的限制作用,这个负电压将不会对器件产生损害。另外,在复位期间,端口引脚处于随机状态,复位后,系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位,则程序计数器PC将得不到一个合适的初值,因此,CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。

积分型上电复位:

常用的上电或开关复位电路如图3所示。上电后,由于电容C3的充电和反相门的作用,使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时,按下复位键K后松开,也能使RST为一段时间的高电平,从而实现上电或开关复位的操作。

根据实际操作的经验,下面给出这种复位电路的电容、电阻参考值。

图3中:C:=1uF,Rl=lk,R2=10k

积分型上电复位电路图

专用芯片复位电路

上电复位电路 在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时,电源会有一些不稳定的因素,为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此,在电源上电时延时输出给芯片输出一复位信号。上复位电路另一个作用是,监视正常工作时电源电压。若电源有异常则会进行强制复位。复位输出脚输出低电平需要持续三个(12/fc s)或者更多的指令周期,复位程序开始初始化芯片内部的初始状态。等待接受输入信号(若如遥控器的信号等)。

高低电平复位电路

51单片机要求的是:高电平复位。上图是51单片机的复位电路。在上电的瞬间,电容器充电,充电电流在电阻上形成的电压为高电平(可按照欧姆定律来分析);几个毫秒之后,电容器充满,电流为0,电阻上的电压也就为低电平了,这时,51单片机将进入正常工作状态。图1是用来产生低电平复位信号的。

单片机复位电路的原理

复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。一般利用电容电压不能突变的原理,将电容与电阻串联,上电时刻,电容没有充电,两端电压为零,此时,提供复位脉冲,电源不断的给电容充电,直至电容两端电压为电源电压,电路进入正常工作状态。

关于单片机复位电路,以前做的一点小笔记和文摘,在这里做一个综述,一方面,由于我自己做的面包板上的复位电路按键无效,于是又回过头来重新整理了一下,供自己复习,另一方面大家一起交流学习。在我看来,读书,重在交流,不管你学什么,交流,可以让你深刻的理解你所思考的问题,可以深化你的记忆,更会让你识得人生的朋友。

最近在学ARM,ARM处理器的复位电路比单片机的复位电路有讲究,比起单片机可靠性要求更高了。先让我自己来回忆一下单片机复位电路吧。

先说原理。上电复位POR(Pmver On Reset)实质上就是上电延时复位,也就是在上电延时期间把单片机锁定在复位状态上。为什么在每次单片机接通电源时,都需要加入一定的延迟时间呢?分析如下。

上电复位时序

在单片机及其应用电路每次上电的过程中,由于电源同路中通常存在一些容量大小不等的滤波电容,使得单片机芯片在其电源引脚VCC和VSS之间所感受到的电源电压值VDD,是从低到高逐渐上升的。该过程所持续的时间一般为1~100ms。上电延时的定义是电源电压从lO%VDD上升到90%VDD所需的时间。在单片机电压源电压上升到适合内部振荡电路运行的范围并且稳定下来之后,时钟振荡器开始了启动过程(具体包括偏置、起振、锁定和稳定几个过程)。该过程所持续的时间一般为1~50 ms。

起振延时的定义是时钟振荡器输出信号的高电平达到10%VDD所需的时间。例如,对于常见的单片机型号AT和AT89S,厂家给出的这个值为0.7VDD~VDD+0.5V。从理论上讲,单片机每次上电复位所需的最短延时应该不小于treset。从实际上讲,延迟一个treset往往还不够,不能够保障单片机有一个良好的工作开端。

在单片机每次初始加电的时候,首先投入工作的部件是复位电路。复位电路把单片机锁定在复位状态上并且维持一个延时,以便给予电源电压从上升到稳定的一个等待时间;在电源电压稳定之后,再插入一个延时,给予始终振荡器从起振到稳定的一个等待时间;在单片机开始进入运行状态之前,还要至少推迟2个及其周期的延时。

结语

单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。

本文只要介绍了复位电路的原理以及4类常见的复位电路,希望通过本文能你对复位电路有更深的了解。

来源:畅学单片机

围观 2

平时我们看到的单片机最小系统中一般都是有时钟电路,见得太多以至于习以为常,突然之间问起来为什么要有晶振呢?一般我们就答晶振就像人的心跳,哈哈,但是到底他是怎么工作的呢,本期我们一探究竟。

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一、晶振旁边的电容是什么用?可不可以不要?

如上图是51单片机晶振的典型应用电路,一般晶振旁边会带两个30pf或者20pf的电容,这个电容叫做负载电容,这个电容不加也是可以使用的。如果电路不加负载电容,则电路会工作在晶体谐振频率上。这里我们假设晶体的谐振频率为Fr,而加了电容的谐振频率为有载谐振频率我们设为FL,则晶体谐振频率Fr与晶体有载谐振频率FL的关系是:FL=Fr + Ts*CL,其中Ts为晶体的牵引量,单位为ppm/pF。CL为晶体的负载电容,即晶体旁边加的那个电容,单位为pF。所以说不加电容也是可以的,只是电路会工作在晶体谐振频率上即FL=Fr;

当晶体发生谐振后,会呈现为纯电阻,即谐振阻抗。在有载谐振中,谐振电阻一般会与负载电容呈反比例关系。也就是说负载电容越小,电路的谐振阻抗越高,就越不容易起振,输出波形幅度就越小。但是电路直接工作在晶体谐振频率的状态是非常理想化的,我们一般的电路都或多或少的有一些杂散电容,当电路振荡时,这些杂散电容便被视为晶体的负载电容进行工作。由于这些杂散电容一般都很小,且不稳定,这就造成晶体振荡频率不稳定,且谐振阻抗增高,不同的人设计的地电路走线不一样,杂散电容也不同。

  既然有杂散电容存在,那么上面的公式实际应该是:FL = Fr + Ts*(Cy+CL),其中Cy为杂散电容,那么根据不同的电容可以调整CL值,直到电路工作在你所要的频率上,比如51单片机的12MHz。一般时候这个负载电容CL值不要太小,上面说过电容太小,谐振阻抗会变高,不利于起振且输出幅度小。所以这个电容值一般选取在10至30pF之间,22或30pf也是一种经验数值,此时由于负载电容CL值远远大于杂散电容Cy值,因此对杂散电容的不稳定性可以忽略不计,那么加了负载电容的电路就会更稳定,频率更准确。

二、晶振的作用

通过上面的介绍我们了解了晶振的典型电路,而平时我们也有看到晶振和电容封装在一起的,也有的单片机不需要接外部晶振而是直接使用内部晶振,总之,无论我们看见看不见,单片机工作是需要晶振的,这是单片机能正常工作的必要条件之一。

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晶振,一般我们指的是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波,它是一种无源晶振。而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,作为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令,这也就是所谓的心跳。无论是简单的51单片机,还是手机里的ARM处理器都是需要晶振的,只是晶振的种类和频率不同。我们本期侧重点是51单片机晶振,别的都类似。 

 

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单片机工作时,是一条一条地从ROM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机外接了一个12MHz的晶振,那么它的时钟周期就是1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。

在51单片机的所有指令中,有一些完成比较快的指令,只要一个机器周期就行了,有一些完成得比较慢,得要2个机器周期,还有两条指令要4个机器周期才可以运行完毕。为了衡量指令执行时间的长短,又引入一个新的概念:指令周期。所谓指令周期就是指执行一条指令的时间。

例如,当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时,首先必须要知道晶振的频率,假如我们使用12兆赫兹晶振,那么一个机器周期就是1us,而DJNZ指令是双周期指令,所以执行一次就要2us。如果该指令需要执行500次,那就是1000us,也就是1ms。

机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义,而且它也是单片机定时器和计数器的时间基准。比如我们常见的51单片机,通常晶振选择12兆赫兹,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。

说白了,晶振就是给单片机提供工作信号脉冲,这个脉冲就是单片机的工作速度,比如12兆晶振,单片机工作速度就是每秒12兆。

来源: 单片机仿真

围观 7

单片机调试出现一些不常见问题及原因

demi的头像

4位共阳数码管的有一个位的其中一段不亮,而其他位的该段能正常显示。这有些不符合常理,因为共阳数码管的4个为的段是连在一起的,如果是程序问题或者硬件连接有问题,应该4位全不亮。原因:经排查,原因是发现电

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