module ade(clk,x,y,p/*,count,pl,t,y_reg*/); input clk;
input [7:0] x,y;
output [15:0] p;
//output count,pl,t,y_reg;
reg [15:0] p;
parameter s0=0,s1=1,s2=2;
reg [3:0] count;
reg [1:0] state;
reg [15:0] pl,t;
reg [7:0] y_reg;
always @ (posedge clk) begin
case(state)
s0: begin
y_reg<=y;
state<=s1;
count<=0;
pl<=0;
t<={{8{x[7]}},x};
end
s1: begin
if(count==7)
state<=s2;
else begin
if(y_reg[0]==1)
pl<=pl+t;
y_reg<=y_reg>>1;
t<=t<<1;
count<=count+1;
state<=s1;
end
end
s2: begin
p<=pl;
state<=s0;
end
endcase
end
endmodule
测试：
module adetest;
// Inputs
reg clk;
reg [7:0] x;
reg [7:0] y;
//reg [1:0] state;
// Outputs
wire [15:0] p;
//wire [3:0] count;
//wire [15:0] pl;
//wire [15:0] t;
//wire [7:0] y_reg;
// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
ade uut (
.clk(clk),
.x(x),
.y(y),
.p(p)
//.state(state)
//.count(count),
//.pl(pl),
//.t(t),
//.y_reg(y_reg)
);
always #5 clk=!clk;
always #8 x=x+1;
always #8 y=y+1;
initial begin
// Initialize Inputs
clk = 0;
x = 0;
y = 0000_0001;
// state=0;
// Wait 100 ns for global reset to finish
#100;
// Add stimulus here
end
endmodule
实验四串行接口输入输出实验 一、实验目的 1、学习TEC-2000教学计算机I/O接口扩展的方法； 2、学习串行通信的基本知识，掌握串行通信接口的设置和使用方法。 二、实验说明 1、TEC－2000教学机配置了两个串行接口COM1和COM2，其中COM1口是系统默认的串行接口，上电复位后，监控程序对其进行初始化，并通过COM1与PC机终端相连，监控程序负责对COM1进行管理。COM2口预留给实验者扩展使用，监控程序不对COM2进行任何处理，实验者需要对COM2进行初始化、使用和管理。 2、实验前查阅有关资料，了解可编程串行通信接口芯片8251的工作原理，了解8251复位、初始化、数据传输过程控制等方面的知识。注意，①每次对8251复位后（即按了“RESET”键），都需要对其进行初始化，然后再进行正常的数据传输；②每次复位后，只能对8251进行1次初始化，多次初始化将导致串口工作不正常。 3、在使用COM2口时，需要将两片8251芯片之间的跳线短接（缺省状态），以便为COM2正常工作提供所需的控制信号和数据；此外，还需要为其分配端口地址。教学机已将COM2口的C/（/D）与地址总线的最低位A0相连，但片选信号/CS未连，只引出1个插孔，实验时，应将该插孔与标有“I/O /CS”的7个插孔中的1个相连。 三、实验内容 1、为扩展I/O口选择一个地址，即将8251的/CS与标有I/O /CS的一排插孔中的一个相连。 2、将COM2口与终端或另一台运行有PCEC16的PC机的串口相连。 3、用监控程序的A命令，编写一段小程序，先初始化COM2口，再向COM2口发送一些字符，也可从COM2口接收一些字符，或实现两个串口的通信。 四、实验要求 应了解监控程序的A命令只支持基本指令，扩展指令应用E命令将指令代码写入到相应的存储单元中。 五、实验步骤 1、为扩展I/O接口选择一个地址，将8251的/CS与标有I/O /CS的插孔中地址为90~9F的插孔相连； 2、将教学机COM1口与微机PC1相连，在PC1上运行PCEC16.EXE，进入联机状态后保持PCEC的运行状态； 3、断开教学机COM1与PC1的串口线，将其连接到另一台微机PC2的串口上，在PC2上运行PCEC16.EXE联机； 4、用另一条串口线将PC1与教学机的COM2接口相连。 5、与COM1相连的PC2作为主PC，在主PC2上输入程序，和COM2连接的从PC1只作数据输入输出； 6、在主PC上用A、E命令编程对实验机的COM2口进行操作。 1）程序1：初始化COM2口 主PCEC在命令行提示符状态下输入： A 2000 从2000H单元开始输入下面的程序： 2000：MVRD R0，004E ；给R0赋值004E（8251模式寄存器参数） 2002：OUT 91 ；将R0的值输出到COM2口中8251的模式寄存器（地址为0091H） 2003：MVRD R0，0037 ；给R0赋值0037（8251控制寄存器参数） 2005：OUT 91 ；将R0的值输出到COM2口中8251的控制寄存器（地址同为0091H） 2006：RET 在命令行提示符状态下输入G 2000运行初始化程序，完成对COM2口的初始化。注意：每次按“RESET”按键后，在对COM2进行读写操作之前，都应运行该程序。注意，按一次“RESET”按键后，只能对COM2口进行一次初始化操作。 2）程序2：从与COM2口相连的PC输入字符串，在与COM1口相连的PC上显示该字符串。 主PCEC在命令行提示符状态下输入：
实验五串行接口输入/输出实验 一、实验目的 1、学习TEC－XP+教学计算机I/O接口扩展的方法； 2、学习串行通信的基本知识，掌握串行通信接口芯片的设置和使用方法。 二、实验说明 1、TEC-XP+教学计算机的I/O结构 TEC-XP+教学计算机配置有COM1和COM2两个串行接口，其中COM1是TEC-XP+默认的标准接口，与PC终端相连接，监控程序负责对COM1进行初始化和使用管理。COM2预留给用户扩展使用，监控程序不能识别COM2，也不对COM2进行任何操作，用户需要对COM2进行初始化和使用管理。COM1和COM2均由可编程串行通信接口芯片intel8251芯片构成。 2、Intel8251的组成及控制和使用方法 可编程串行通信接口芯片Intel8251支持同步和异步两种通信方式。在异步方式下，波特率为0~19.2Kbps，数据位可为5、6、7或8位，可设1个奇偶校验位，1个起始位，1个、1.5个或2个停止位。Intel8251内部有7个功能模块负责实现与CPU的数据交换以及与I/O设备的数据通信功能，内部有6个寄存器，其中与异步通信方式的有关的寄存器有5个，即模式寄存器、控制寄存器、状态寄存器、数据发送寄存器和数据接收寄存器。 模式寄存器的功能是设定intel8251的工作模式，控制寄存器的功能是控制intel8251的数据发送和接收等工作过程，状态寄存器的功能是反映intel8251数据发送和接收等工作的状态，各寄存器的格式如图5-1、图5-2和图5-3所示。当CPU把需发送的数据写入数据发送寄存器后，intel8251将自动把数据组成帧并逐位发送出去。Intel8251能自动完成数据接收操作，并把接收到的数据存放在数据接收寄存器中，CPU 从中读取即可。 图5-1模式寄存器格式图5-2 控制寄存器格式 图5-3 状态寄存器格式 CPU对模式寄存器、控制寄存器和数据发送寄存器只能写入，不能读出。对状态寄存器和数据接收寄存器只能读出，不能写入。Intel8251使用2个地址来访问内部的寄存器，其中用偶地址访问数据发送寄存
串行输入/并行输出的移位寄存器 //功能模块部分 module shifter_sipo(data_in,clk,clr,shift_en,data_out); //定义模块名及输入、输出变量parameter size=4; //定义size为常数4 input data_in,clk,clr,shift_en; //输入端口 output [size:1] data_out; //输出端口 reg [size:1] data_out; //输出变量为四位的寄存器型 always@(posedge clk) //always过程块[敏感事件列表（时钟上升沿有效）] if(!clr) //如果清零信号不为零 data_out='b0; //把二进制0赋给输出端口data_out else if(shift_en) //如果shift-en不为0 begin //串行块 data_out=data_out<<1; // data_out左移一位，结果原赋给data_ou data_out[1]=data_in; //把输入端口的值赋给输出端口的第一位 end endmodule //测试模块部分 module sti_shifter；//测试模块名 parameter size=8; //定义size为常数8 wire [size:1] data_out; //定义data_out为8位的连线形 reg clk,clr,data_in,shift_en; //定义clk,clr,data_in,shift_en为寄存型shifter_sipo sh1(data_in,clk,clr,shift_en,data_out); //调用功能模块 defparam sh1.size=size; //对实例sh1的size变量进行重新赋值initial begin // initial过程块 clk = 0; //把0赋给变量clk clr = 1; //把1赋给变量clr shift_en=1; // 把1赋给变量shift_en data_in = 0; // 把0赋给变量data_in #10 data_in=1; //10个时间单位后，把1赋给变量data_in #20 data_in=0; //20个时间单位后，把0赋给变量data_in #30 data_in=1; //30个时间单位后，把1赋给变量data_in #40 data_in=0; //40个间单位后，把0赋给变量data_in #50 clr=0; //50个时间单位后，把0赋给变量clr #10 data_in=1; //10个时间单位后，把1赋给变量data_in #20 clr=1; //20个时间单位后，把1赋给变量clr #50 shift_en=0; // 50个时间单位后，把0赋给变量shift_en #40 data_in=0; // 40个时间单位后，把0赋给变量data_in #10 shift_en=1; // 10个时间单位后，把1赋给变量shift_en #40 data_in=1; // 40个时间单位后，把1赋给变量data_in #20 $finish; //20个时间单位后，结束仿真任务 end // initial begin always #5 clk = ~clk; //产生时钟信号 always #10 $display ($time," clr=%b shift_en=%b data_in=%b ->data_out=%b
北京林业大学 11学年—12学年第 2 学期计算机组成原理实验任务书 专业名称：计算机科学与技术实验学时： 2 课程名称：计算机组成原理任课教师：张海燕 实验题目：实验七串行接口输入输出实验 实验环境：TEC-XP+教学实验系统、PC机 实验内容 1．串行接口输入输出； 2．串行接口扩展。 实验目的 学习串行口的正确设置与使用。 实验要求 1．实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，做好实验之前的必要准备。 2．想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果； 3．在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。 4．实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，运算结果的分析讨论，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。 必要知识 串行接口是计算机主机和某些设备之间实现通信，硬件造价比较低廉、标准化程度比较高的一种输入输出接口线路，缺点是通信的速度比较低。从在程序中使用串行接口芯片的角度看，接口芯片内有用户可以访问的4个寄存器，分别是接收CPU送来数据的输出数据缓冲
寄存器，向CPU提供数据的输入数据缓冲寄存器，接收CPU发来的控制命令的控制寄存器，向CPU提供接口运行状态的状态寄存器，必须有办法区分这4个寄存器。接口芯片中还有执行数据串行和并行转换的电路，接口识别电路等。 串行接口用于执行数据的输入输出操作。一次输入或输出操作通常需要两个操作步骤完成，第一步是为接口芯片提供入出端口地址，即把指令寄存器低位字节的内容（8位的IO端口地址）经过内部总线和运算器部件写进地址寄存器AR，第二步是执行输入或输出操作，若执行输入指令IN，则应从接口芯片读出一个8位的数据并经过数据总线DB和内部总线IB写进寄存器堆中的R0寄存器，若执行OUT指令，则需要把R0寄存器的内容经过内部总线IB和数据总线DB写入接口芯片。接口芯片与输入输出设备之间的数据传送过程无需另外管理，会自动完成。 教学计算机使用8位的IO端口地址，安排在IN和OUT指令的低位字节，指令的高8位用作指令操作码，16为的指令编码全部占满，已经不能再指定要使用的通用寄存器，最终决定用对IN和OUT指令默认使用运算器中的R0完成输入输出操作。IO地址端口的高4为（最高一位的值一定为1）用于通过译码电路产生接口芯片的8个片选信号，低4位用于选择一个芯片内最多16个寄存器。教学计算机中，只为每个串行口芯片地址分配了两个地址，第一路串行接口的端口地址为80H/81H，第二路串行接口的端口地址可以由用户从90/91~F0/F1这8对中选择，把译码器的一个输出连接到接口芯片的片选信号引脚。两个端口地址如何能够按照选择接口芯片内的4个寄存器呢？请注意，4个寄存器中的两个只用于输入，仅对IN 指令有用，另外两个只用于输出，仅对OUT指令有用。2个端口地址和2条输入输出指令有如下4种组合，分别实现如下4项功能： IN 80：完成从接口芯片输入数据缓冲器读出8位数据并传送到R0寄存器低位字节； OUT 80：完成把R0寄存器低位字节的8位数据写入到接口芯片的输出数据缓冲器； IN 81：完成从接口芯片状态寄存器读出8位接口状态信息并传送到R0寄存器低位字节； OUT 81：完成把R0寄存器低位字节的8位命令信息写入到接口芯片的命令寄存器。 可以看到，偶数地址用于输入输出数据，奇数地址用于输入输出状态或命令信息。 实验说明 1．TEC-XP＋配置了两个串行接口COM1 和COM2，其中COM1 口是系统默认的串行口，加电复位后，监控程序对其进行初始化，并通过该口与PC 机或终端相连；而COM2 口，留给用户扩展用。
2.4.1 并行输入串行输出移位寄存器实验 1.步骤： （1）新建工程SHIFT8R； （2）新建VHDL文件SHIFT8R.vhd，编写程序如下： --带有同步并行预置功能的8位右移移位寄存器:SHIFT8R.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY SHIFT8R IS PORT( CLK , LOAD : IN STD_LOGIC ; --CLK是移位时钟信号、LOAD是并行数据预置使能信号DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --DIN是8位并行预置数据端口 QB : OUT STD_LOGIC ); --QB是串行输出端口 END ENTITY SHIFT8R; ARCHITECTURE BEHAV OF SHIFT8R IS BEGIN PROCESS(CLK,LOAD) VARIABLE REG8 : STD_LOGIC_VECTOR( 7 DOWNTO 0); BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF LOAD='1' THEN REG8 := DIN; --装载新数据 ELSE REG8(6 DOWNTO 0):= REG8(7 DOWNTO 1); -- 此语句表明：一个时钟周期后将上一时钟周期移位寄存器中的高7位 -- 二进制数赋给此寄存器的低7位 END IF; END IF; QB <= REG8(0); END PROCESS; -- 输出最低位 END ARCHITECTURE BEHAV; （3）保存后编译； （4）新建波形图SHIFT8R.vwf，编辑输入波形； （5）进行功能仿真； （6）进行时序仿真； （7）资源分配； （8）编译后，生成可以配置到CPLD的POF文件。 2.功能仿真结果及分析： 输入：DIN[7：0]8为并行输入信号 输出：QB为串行输出信号 控制：CLK为时钟信号 LAOD并行数据预置使能信号
串行出入并行输出寄存器实验1.步骤： （1）新建工程SHIFT8 （2）新建VHDL文件，编写程序如下： --串行输入并行输出寄存器: LIBRARY IEEE; USE Shift8 IS PORT( DI ,CLK : IN STD_LOGIC; DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END ENTITY Shift8; ARCHITECTURE BEHA OF SHIFT8 IS SIGNAL TMP : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF(CLK'EVENT AND CLK='1') THEN TMP(7)<=DI; FOR I IN 1 TO 7 LOOP TMP(7-I)<=TMP(8-I); END LOOP; END IF; END PROCESS; DOUT<=TMP; END ARCHITECTURE BEHA; （3）保存后编译；
（4）新建波形图，编辑输入波形； （5）进行功能仿真； （6）进行时序仿真； （7）资源分配； （8）编译后，生成可以配置到CPLD的POF文件。 2.功能仿真结果及分析： 输入：DI为串行输入信号 输出：DOUT[7：0]为并行输出信号 控制：CLK为时钟信号 （1）功能仿真 波形分析：DI串行输入“01010101” DOUT[0：7]并行输出“01010101” 因此，该设计能够实现串行输出并行输出的功能。（2）时序仿真
从波形图看出来，并行输出中两条相邻输出时间延迟为. 3.资源分配
习题十一串行接口 11.1 为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址来进行区分？ 【答】复位后第一次用奇地址端口写入的值送模式寄存器；然后写入同步字符；然后写控制字。 读奇地址则读状态寄存器。所以奇地址对应模式、控制、状态寄存器，通过读写信号和时序来区分。偶地址对应数据输入、输出缓冲器，通过读写信号来区分。 11.2在数据通信系统中，什么情况下可以采用全双工方式，什么情况下可用半双工方式？【答】如果一个数据通信系统中，有两个信道可以采用全双工方式，只有一个信道只能采用半双工方式。 11.3 什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？ 【答】串行通信以同步信息封装的帧为单位传输。 同步通信，一帧可包含多个字符，要求收发双方传输速率严格一致，帧之间填充同步信息以保证发收双方随时同步，通信效率高。 异步通信，一帧只包含一个字符，帧之间为空闲位，每一帧都同步一次，由于帧小，发收双方传输速率允许有一定误差，但通信效率低。 11.4 什么叫波特率因子？什么叫波特率？设波特率因子为64，波特率为1200，那么时钟频率为 多少？ 【答】波特率指码元（波形）传输速率——单位时间内传输的码元个数，单位是Baud。 波特率因子是发送/接收时钟频率与波特率的比值。 时钟频率＝64×1200＝76800Hz 11.5 标准波特率系列指什么？ 【答】标准波特率系列为110，300，600，1200，1800，2400，9600，19200 11.6 设异步传输时，每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位， 如果波特率为9600，刚每秒能传输的最大字符数为多少个？ 【答】即9600/10=960个 11.7 在RS-232-C标准中，信号电平与TTL电平不兼容，问RS-232-C标准的1和0分别对应什 么电平？RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换？ 【答】 RS-232-C将-5V—-15V规定为“1”，将+5V—+15V规定为“0”。将TTL电平转换成RS-232-C电平时，中间要用到MC1488器件，反过来，用MC1489器件，将RS232-C电平转换成TTL电平。 11.8 从8251A的编程结构中，可以看到8251A有几个寄存器和外部电路有关？一共要几个端口 地址？为什么 【答】数据发送寄存器、数据接收寄存器，状态寄存器和命令寄存器。一共2个端口地址。数据发送寄存器（只写）和接收寄存器（只读）共用一个端口地址。命令寄存器（只写）和状态寄存器（只读）共用一个端口地址。 11.9 8251A内部有哪些功能模块？其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么？ 【答】8251A有一个数据输入缓冲寄存器和一个数据输出缓冲寄存器，一个发送移位寄存器和一个接收移位寄存器，一个控制寄存器和一个状态寄存器，一个模式寄存器和两个同步字符寄存器等功能模块。读/写控制逻辑电路用来配合数据总线缓冲器工作。其主要功能有：1）接收写信号WR，并将来自数据总线的数据和控制字写入8251A；2）接收读信号RD，并将数据或状态字从8251A送往数据总线；3）接收控制/数据信号C/D，将此信号和读/写信号合起来通知8251A，当前读/写的是数据还是控制字、状态字；4）接收时钟信号CLK，完成8251A的内部定时；5）接收复位信号RESET，使8251A处于空闲状态。 11.10 什么叫异步工作方式？画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。【答】串行工作方式分为两种类型，一种叫同步方式，另一种叫异步方式。异步工作方式时，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个字符的前后都要用一些数位来作同步。在
a AD5543/AD5553 Current Output/ Serial Input, 16-/14-Bit DAC REV.A Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective companies. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.Tel: 781/329-4700 https://www.doczj.com/doc/a39853444.html, Fax: 781/326-8703? 2003 Analog Devices, Inc. All rights reserved. FEATURES 16-Bit Resolution AD554314-Bit Resolution AD5553?1 LSB DNL ?2 LSB INL for AD5543?1 LSB INL for AD5553Low Noise 12 nV/√Hz Low Power, I DD = 10 ?A 0.5 ?s Settling Time 4Q Multiplying Reference-Input 2 mA Full-Scale Current ? 20%, with V REF = 10 V Built-in RFB Facilitates Voltage Conversion 3-Wire Interface Ultracompact MSOP-8 and SOIC-8 Packages APPLICATIONS Automatic Test Equipment Instrumentation Digitally Controlled Calibration Industrial Control PLCs FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM V V FB OUT CS CODE 1.04096 I N L – L S B 0.88152 12288 16384 20480 24575 28672 32768 36864 40960 45056 49152 53248 57344 61440 65536 0.60.4 0.20–0.2–0.4–0.6–0.8 –1.0 Figure 1.Integral Nonlinearity Error FFFFH ST ART 10.000Hz 1k 100k 1010010k 1M 10M 8000H 4000H 1000H 0800H 0400H 0200H 0100H 0080H 0040H 0020H 0010H 0008H 0004H 0002H 0001H 0000H STOP 50 000 000.000Hz 2000H REF LEVEL 0.000dB /DIV 12.000dB MARKER 4 311 677.200Hz MAG (A/R)–2.939dB Figure 2.Reference Multiplying Bandwidth GENERAL DESCRIPTION The AD5543/AD5553 are precision 16-/14-bit, low power,current output, small form factor digital-to-analog converters.They are designed to operate from a single 5 V supply with a ±10 V multiplying reference. The applied external reference V REF determines the full-scale output current. An internal feedback resistor (R FB ) facilitates the R-2R and temperature tracking for voltage conversion when combined with an external op amp. A serial-data interface offers high speed, 3-wire microcontroller compatible inputs using serial data in (SDI), clock (CLK), and chip select (CS ). The AD5543/AD5553 are packaged in ultracompact (3 mm ? 4.7 mm) MSOP-8 and SOIC-8 packages.
实现功能：八位串行输入串行输出冒泡排序 源文件： module bubble_sort(clk,rst,Load,Sort,Send,Data_in,Data_out); input clk,rst,Load,Sort,Send; input [7:0]Data_in; output reg[7:0] Data_out; reg[7:0] A[1:8]; reg[3:0]k; reg[3:0]i,j; reg [2:0]state,nstate; parameter S_rst=3'd0; parameter S_init=3'd1; parameter S_idle=3'd2; parameter S_load=3'd3; parameter S_prep=3'd4; parameter S_sort=3'd5; parameter S_wait=3'd6; parameter S_send=3'd7; always@(posedge clk or posedge rst) begin if(rst) state<=S_rst; else state<=nstate; end //状态切换 always@(state or Load or Sort or Send or i or k) begin case(state) S_rst: begin nstate=S_init; end S_init: nstate=S_idle; S_idle: begin if(Load==1'b1) nstate=S_load; else if(Sort==1'b1) nstate=S_prep; else nstate = S_idle; end
第10章串行输入/输出端口的使用 ——微控制器芯片之间通信的实现 目标 通过本章的学习，应掌握以下知识 ●MSP430系列微控制器内部的串行数据传输模块 ●通用串行接口（Universal Serial Interface，USI）的使用 ●串行外围接口（Serial Peripheral Interface，SPI）工作模式 ●I2C接口（Inter Integrated Circuit，I2C）工作模式 ●I2C总线的组成结构和技术术语 ●I2C总线上数据传送的时序 引言 在第5章，利用软件的方法实现了同步串行方式的数据传输，驱动同步移位寄存器74164芯片，最后实现数码管的数据显示。MSP430系列微控制器内部具有多种串行数据传输模块，使用这些模块可以降低软件开发的要求，同时还可以提高数据传输的速率。 MSP430x2xx芯片内部串行数据传输模块的基本组成单元是一个移位寄存器。第5章中介绍的74164芯片也是一种移位寄存器，该芯片用来将串行格式的数据转换为并行数据格式。当时钟上跳边沿到来时，74164芯片串行输入数据将被送到并行输出管脚Q0对应的触发器、同时并行输出管脚Q0对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q1对应的触发器、并行输出管脚Q1对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q2对应的触发器、……并行输出管脚Q6对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q7对应的触发器。并行输出管脚Q7对应触发器的数据将被移出，或者丢弃。 在数据接收时，MSP430x2xx芯片内部串行数据传输模块的移位寄存器工作与74164芯片类似，当数据全部移入移位寄存器就能够读这个数据；在数据发送时，先以并行输入的方式向移位寄存器写数据，然后将它逐位移出。 尽管基于微控制器进行电路功能的实现是通过编写程序完成的，但是硬件功能是编写程序的基础。充分地了解芯片的硬件组成和工作原理将对它的完美使用提供扎实的支持。描述数字系统和数字电路的方法和用来实现这些方法的技术不断变化，但是作为理论基础的基本原理并没有改变，理解74164移位寄存器芯片的工作将对本章涉及的MSP430x2xx微控制器内部串行数据传输模块的工作带来方便。
51单片机的串行接口 串行接口的一般概念 单片机与外界进行信息交换称之为通讯。 8051单片机的通讯方式有两种： 并行通讯:数据的各位同时发送或接收。 串行通讯:数据一位一位顺序发送或接收。参看下图： 串行通讯的方式 异步通讯：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如下： 在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。 在异步通讯中，CPU与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义。原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII标准。 波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。例如，数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。 同步通讯：在同步通讯中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。 通讯方向：在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。 2．8051单片机的串行接口结构 8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。它可用作异步通讯方式（UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通讯协议进行全双工的8051多机系统也可以通过同步方式，使用TTL或CMOS 移位寄存器来扩充I/O口。 8051单片机通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界通讯。SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲突，因为它们两个一个只能被CPU读出数据，一个只能被CPU写入数据。 串行口的控制与状态寄存器 串行口控制寄存器SCON 它用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。字节地址为98H，其各位定义如下表：
#include "stm32f10x_lib.h" //#include "stm32f10x_it.h" GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; ErrorStatus HSEStartUpStatus; /* 函数申明-----------------------------------------------*/ void RCC_Configuration(void); void GPIO_Configuration(void); void WWDG_Configuration(void); void Delay(u32 nTime); void Delayms(vu32 m); /* 变量定义----------------------------------------------*/ /* ******************************************************************************** ** 函数名称：main(void) ** 函数功能：主函数 ** 输入：无 ** 输出：无 ** 返回：无 ******************************************************************************** */
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int void write_com(uchar com); void write_data(uchar data); void LCD_init(void); uint com,num,i; uchar data; /* 变量定义----------------------------------------------*/ /*矩阵键盘PC口好用，PB口不好用，因为PB4复位后功能特定*/ //数据 uchar ss1[]={"0123456789"}; u8 ss2[]={"jizhundianya"}; /* ******************************************************************************** ** 函数名称：main(void) ** 函数功能：主函数 ** 输入：无 ** 输出：无 ** 返回：无 ******************************************************************************** */ int main(void) { RCC_Configuration(); GPIO_Configuration();
1. 预习实验 10线10进制代码转换成8421码 学生根据上图写下表达式： B8= B4= B2= B1= 实验要求：①学生自己根据逻辑图填写逻辑表达式 ②分别用TTL芯片，GAL芯片和用VHDL硬件描述语言编写出该电路的程 序，通过FPGA芯片加以实现。 ③独立完成电路调试 ④验证输入与输出的关系
2.四位海明校验逻辑设计 数据输出 数据输入
实验三、译码器及数码显示( GAL型) 数码管是一种常用器件，当你显示十进制数时，是有很多电路供你选用，一般根据所使用的数码管是共阳极还是共阴极来选择对应芯片的。 七段发光二极管（LED）数码显示器的字形与七段荧光数码管一样，外观为平面型。它的a、b、c、d、e、f、g段是用发光二极管显示的，并且分为共阳极和共阴极两种。共阳极是七个发光二极管的阳极接在一起，接到高电平（正电源）上，阴极接到译码器的输出端，哪个发光二极管的阴极为低电平，哪个发光二极管就亮，而阴极为高电平的发光二极管就不亮。共阴极是七个发光二极管的阴极接到一起，接到低电平处，哪个发光二极管的阳极接高电平，哪个发光二极管就亮，否则就不亮。这种数码特点是电源电压为5V，与TTL电源一致共阳型数码管内部结构。 G f V CC a b e d V CC c h 共阳型数码管内部结构共阴型数码管内部结构 共阳极和共阴极两种LED数码管内部接线示意图见图1。与共阳级LED数码相接的七段译码器的a—g输出必须是低电平有效。例如用SN74LS47即可（它的输出级为集电极开路），接线图如图2所示。
若用高电平有效的SN74LS48就不行。如果LED数码管是共阴极的，必须用SN74LS48， 有的LED数码管带小数点用h表示。 但是当你要显示的是16进制信息时，就有点麻烦，就要自己动手去设计组合，当然方法还是很多的。譬如用CPU和8279能实现，用154芯片的非门能实现，用GAL 芯片编程做一个也行，最后不行只能与非电路进行组合了，所以关键是你有什 么样的器件就采用相应办法去实现。 本次实验用两种方法： ①用与非门等芯片自己独立进行设计。列真值表，画卡诺图，给出逻辑和 数码管，自己调试完成实验。 ②用154芯片和与非门自己设计完成实验。以上两种实验都需在数码管的 七段输入串一个100-300Ω的限流电阻。 实验设备：①万用表 ②数字逻辑实验仪 实验器件：①芯片待定。 ②数码管若干个 ③电阻20只 74LS154菜单逻辑图附后 因此我们要做的工作是用与非门搭一个16进制译码器，16个输入为D0-D15代表0-15的16进制数。7个输出为a，b，c，d，e，f，g，这7个输 出对应着数码管的不同笔划。其中7个电阻为限流电阻，一定要加，否则可能 烧坏数码管。 实验内容： ①要求设计16进制译码器的逻辑图：总共需要7个4或8输入的与非门 （至于是4输入还是8输入，要根据实际情况而定），每个与非门的输出便是 a，b，c，d，e，f，g中的一个。如要显示“0”，只须把D0接在输出为g的 与非门的输入上即可。 ②根据逻辑图连好译码器，并将电阻、数码管连上。 ③通电调试，直至0-F都能正确显示为止。 ④经教师检查后，拆线，收拾器材。 选做⑤验证4-16线译码器74LS154的功能，将74LS154的输出分别接在D0-D5，从输入端输入4位BCD码，观察数码管的显示。
串行输入/输出接口 第一节串行通信基础知识 一、串行通信基本原理：并行数据传送和串行数据传送 并行数据传送的特点：各数据位同时传送，控制简单,速度快、效率高；成本高，且距离通常小于30米。 计算机内部的数据传送都使并行数据传送。 串行数据传送的特点：数据传送按位数需进行，最少只需一根传输线，成本低,可利用电话网等现成的设备；速度慢,控制复杂。距离可从几米到几千公里。 计算机通信(串行通信)是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。 在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。 串行通信的方式:串行通信的方式: 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。 异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的但同一字符内的各位是同步的。 2.异步串行通信的字符格式:
异步通信的特点： 不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。 二、串行通信的传输方向 单工 半双工 全双工 2、半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工是指数据可以同时进行双向传输 三、串行通信的信号形式 近程和远程的串行通信的信号形式不同 1.近程通信(本地通信) 采用数字信号直接传送,在传送过程中不改变原数据代码的波形和频率.这种数据传送方式称为基带传送方式. 2.远程通信
计算机A 计算机B 利用调制器(Modulator)把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器(Demodulator)把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号 通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中， 这就是通常说的调制解调器MODEM 四、传输速率：比特率和波特率 1.比特率:每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒(bps) 如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位 (1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为：10位×240个/秒= 2400 bps 2.波特率:每秒钟调制信号变化的次数，单位是：波特(Baud)。 波特率和比特率不总是相同的，对于基带传输比特率和波特率是相同的。所以，我们也经常用波特率表示数据的传输速率 3 设置波特率因子 在异步通信方式进行通信时，发送端需要用时钟来决定每1位对应的时间长度，接收端也需要用一个时钟来测定每1位的时间长度，前一个时钟叫发送时钟，后一个时钟叫接收时钟。这两个时钟的频率可以是波特率的数倍，一般取16倍、32倍或64倍。这个倍数就称为波特率因子。 第二节串行通信的实现 1、并行通信和串行通 信的特点： 串行通信是逐位传送数据，所以一个多位数据需要多次传送。比如一个8位的字节型数据至少需要8次传送。它有如下特点： ?速度较慢； ?引线少； ?距离长。 2、串行通信的硬件条件 在硬件上，串行通信系统的核心部件是移位寄存器，其中在发端要有一个并入串出移位寄存器，在收端要有一个串入并出移位寄存器（因为计算机内部均为并行数据） 第三节异步接收/发送器（UART） 串行接口的基本结构主要是异步接收/发送器（UART），它不仅包括并行数据和串行数据之间的相互转换，还有检测串行通信在传送过程中可能发生错误的逻辑部件。四、信号的调制和解调 由于模拟信号的传输比数字信号传输更为有效，因而可将数字信号调制成模拟信号进行传输，用解调器把接收的模拟信号再转换成数字信号。 FSK（Frequency-shift keying）：频移键控。就是用数字信号去调制载波的频率。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。最常见
精品文档 . 第10章串行输入/输出端口的使用——微控制器芯片之间通信的实现 目标 通过本章的学习，应掌握以下知识 ●MSP430系列微控制器内部的串行数据传输模块 ●通用串行接口（Universal Serial Interface，USI）的使用 ●串行外围接口（Serial Peripheral Interface，SPI）工作模式 ●I2C接口（Inter Integrated Circuit，I2C）工作模式 ●I2C总线的组成结构和技术术语 ●I2C总线上数据传送的时序 引言 在第5章，利用软件的方法实现了同步串行方式的数据传输，驱动同步移位寄存器74164芯片，最后实现数码管的数据显示。MSP430系列微控制器内部具有多种串行数据传输模块，使用这些模块可以降低软件开发的要求，同时还可以提高数据传输的速率。 MSP430x2xx芯片内部串行数据传输模块的基本组成单元是一个移位寄存器。第5章中介绍的74164芯片也是一种移位寄存器，该芯片用来将串行格式的数据转换为并行数据格式。当时钟上跳边沿到来时，74164芯片串行输入数据将被送到并行输出管脚Q0对应的触发器、同时并行输出管脚Q0对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q1对应的触发器、并行输出管脚Q1对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q2对应的触发器、……并行输出管脚Q6对应触发器原有的数据移到并行输出管脚Q7对应的触发器。并行输出管脚Q7对应触发器的数据将被移出，或者丢弃。 在数据接收时，MSP430x2xx芯片内部串行数据传输模块的移位寄存器工作与74164芯片类似，当数据全部移入移位寄存器就能够读这个数据；在数据发送时，先以并行输入的方式向移位寄存器写数据，然后将它逐位移出。 尽管基于微控制器进行电路功能的实现是通过编写程序完成的，但是硬件功能是编写程序的基础。充分地了解芯片的硬件组成和工作原理将对它的完美使用提供扎实的支持。描述数字系统和数字电路的方法和用来实现这些方法的技术不断变化，但是作为理论基础的基本原理并没有改变，理解74164移位寄存器芯片的工作将对本章涉及的MSP430x2xx 微控制器内部串行数据传输模块的工作带来方便。