C8051f410利用SMBUS实现基于I2C器件操作实验
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2013年全国大学生电子设计大赛报告基于C8051F410单片机的设计摘要:微处理器在社会发展中扮演着非同寻常的角色,渗透到了各行各业。
经过不断的发展与创新,单片机大致可分为4位、8位、16位和32位。
C8051F410单片机片内集成了高频振荡源,并具备了多级分频系统以满足各种个性化的需要。
强大的非侵入式JTAG/C2调试手段,是传统仿真器调试模式所不能比拟的,可使内核和全部资源完全透明和可操作化,可以方便地完成下载和硬件仿真,且不占用内部片内资源。
芯片上除了P0~P2,还包括温度传感器和电源,晶振及片上温度传感器等外设集合为一体。
增加了交叉开关,可以灵活的将片内资源分配到I/O端口,3.3V的供电模式,内核的低电压使系统功耗进一步降低。
关键词:微处理器 C8051F410 传感器交叉开关Abstract:the microprocessor plays beautifully role in social development, penetrated into all walks of life. Through continuous development and innovation, SCM can be roughly divided into 4, 8, 16 and 32. C8051F410 micro controller on-chip integration of the high frequency oscillation source, and with the multi-level division system to meet the various needs of personalized. A powerful non-invasive JTAG/C2 debugging tools, is a traditional emulator debug mode can not match, can make the kernel and all the resources completely transparent and operational, can finish downloading and hardware simulation conveniently, and does not occupy the internal on-chip resources. Chip P0~P2 in addition, also includes a temperature sensor and a power supply, a crystal and on-chip temperature sensor is integrated peripherals such as set. Increase the crossbar switch, can be flexible to on-chip resource allocation to the I/O port, 3.3V low voltage power supply mode, the power consumption of the system to further reduce the kernel.Keywords: microprocessor C8051F410 sensor switch目录一、前言.............................. (1)二、总体方案设计...................... .. (1)1、方案设计....................... (1)2、方案论证与比较 ....................... (1)3、方案选择...................... (1)三、单元模块设计...................... .. (2)1、各单元模块功能介绍及电路设计......... .. (2)2、电路参数的计算及元器件的选择........................... .. (5)3、特殊器件的介绍................ . (6)4、各单元模块的联接.............. (7)四、系统调试.......................... .. (8)五、系统功能、指标参数......................... . (9)六、设计总结........................... .................................... .9七、参考文献............................ .................................. ..9八、附录 (9)1、电路原理图...................... .................................. .92、PCB图.......................................... ......... . (10)3、源程序.......................... (10)一、前言C8051F410器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU,它的特性主要有:高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核(可达50MIPS);高精度可编程的24.5MHz内部振荡器; 4个通用的16位定时器;硬件实时时钟(smaRTClock),工作电压可低至1V,带64字节电池后备RAM和后备稳压器。
基于C8051F410的信号模拟电路设计为了实现对发射装置的自动测试。
所有利用微机技术设计新型的检测仪。
以CPU 模块为核心,通过程序控制D/A 转换器来产生三组精确在不同的时段取18 个不同的直流电压值的直流电压信号,简化了设计,降低了成本,实现了测试步骤的自动切换。
但是以此设计的在检测仪的使用过程中会经常出现重测合格(RTOK)现象,即检测仪测定某件装备不合格,但是更换仪器或重新开机后再对该装备进行测试时结果良好。
后经分析.认为主要是检测仪中产生这三组精确信号的模拟电路存在工作点漂移问题,精度不高。
电压输出不稳定,从而导致测试状态不正确。
为了解决这个问题,基于C8051F410 单片机,并采用PWM 调制技术和负反馈测量技术设计了一种新的精确信号模拟电路,以达到有效抑制工作点漂移问题,并提高模拟电路输出精度.从而实现解决装备维护使用工作中存在的实际问题。
1 电路结构及原理电路设计采用了闭环控制结构,如放大电路包括二级电压放大电路和推挽式功率输出电路两个部分.如3 软件设计运用c 语言编程来实现PWM 控制,并利用C8051F410 芯片的可编程计数器阵列组成PWM 发生器。
捕捉/比较模块有六种工作方式:边沿触发捕捉、软件定时器、高速输出、频率输出、8 位PWM 和16 位PWM。
每个捕捉/比较模块的丁作方式都可以被独立配置。
对PCA 的配置和控制是通过系统控制器的特殊功能寄存器来实现的.主要有以下几个:1) PCAOMD 可编程计数器阵列方式寄存器。
该寄存器用于设置可编程计数器阵列的工作模式及时钟源。
2) PCAOCN 可编程计数器阵列控制寄存器。
该寄存器包括溢出标志、运行控制标志以及捕捉/比较标志。
3) PCAOCPn 可编程计数器阵列捕捉,比较寄存器(高低字节)。
该寄存。
目录2011年硬件课程设计任务书 ...................................................... 错误!未定义书签。
摘要 .. (1)第1章概述 (2)1.1硬件实习的目的要求 (2)1.2热电偶简介 (2)1.3热电偶校验仪的意义 (3)第2章硬件设计 (4)2.1控制系统设计 (4)2.2供电系统设计 (5)2.3I/V转换、调整设计 (6)2.4按键接口电路 (8)2.5液晶接口电路 (9)第3章软件设计 (10)3.1C8051F410系统初始化 (10)3.2热电偶分度表查询设计 (11)3.315位DAC输出设计 (12)3.4按键接口设计 (12)3.5液晶显示程序设计 (13)第4章结论 (15)参考文献 (16)附录 (18)摘要在工业生产中,往往需要高温生产环境,此时我们可以利用热电偶直接测量工厂生产温度,并把温度信号转换成电压信号,通过仪表转换成被测介质的温度,以数字的形式直观的展现给作业工人。
基于C8051F410的热偶信号发生器是以C8051F410为控制核心的高精度热电偶温度转换仪。
可以利用它对实际生产使用的热电偶进行检查,以确保工业生产的安全、高效。
此课题设计中主要以Keil uVision开发软件和Protel软件绘制电路图作为开发平台。
设计中主要从硬件和软件两方面进行入手。
硬件设计主要包括对供电系统,I/V转换系统,按键输入和液晶显示系统的设计;软件设计包括C8051F410系统初始化,按键输入设计,热电偶分度表查询设计,DAC输出转换设计和液晶显示程序设计。
通过硬件和软件相结合的方式实现热电偶校验仪的精确工作。
关键词:C8051F410 工业生产热电偶第1章概述1.1 硬件实习的目的要求课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节,是一次综合性专业设计训练。
通过课程设计可以使我们获得以下几方面能力: 1.进一步复习和巩固加深所学专业基础课及专业课理论知识,培养自身规划设计、理论计算、软件绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能;2.培养实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力;3.培养团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。
目录一、学习板概括 (1)二、准备工作 (1)三、学习板硬件介绍 (3)四、实验程序 (5)实验一、跑马灯 (5)实验二、独立按键 (6)实验三、继电器控制 (7)实验四、P2口驱动数码管 (8)实验五、定时器 (10)实验六、99S倒计时 (10)实验七、TM1668 (11)实验八、AD采样模数转换+TM1668 (17)实验九、串口通信 (18)实验十、ADC+UART (19)实验十一、1602液晶显示 (19)实验十二、8Bit PWM输出 (21)实验十三、单线温度传感器18B20 (21)一、学习板概括:本手册适用于江南晶创科技推出的C8051F410单片机学习板、开发板第二版(V2.0)。
C8051F410单片机学习板由江南科技创办人朱发旺、陈家乐及其团队设计,版权归其所有!淘宝旗舰店(直销店),QQ交流群:112481187。
该学习板主控制芯片使用了新华龙(Silicon)单片机c8051f410。
配套JTAG 仿真器编程器U-EC5,该仿真器可以对C8051F大部分系列单片机进行仿真、调试、单步、烧录、下载、加密等操作。
学习板采用模块化设计,尽量做到各功能模块完全独立,互不干扰,减小初学者编程误区。
使是初学者可快速了解主板硬件电路的结构,尽快熟悉硬件电路,快速入门。
此外由于各模块可独立工作,所有引脚均已使用标准接口外扩,所以可以将模块用于其他场合,大大增加开发板的用途!二、准备工作:1、软件安装(1)本学习板配套的所有演示程序均使用C语言编辑,编写软件为Keil 51(Uvision4),推荐大家也是用此软件编程;(2)程序下载(烧写)软件使用的是U-EC5中文下载程序;(3)JTAG U-EC5 驱动程序,部分电脑系统可自动安装;注:以上软件均支持windows Xp/win7 32/64,JTAG仿真器支持USB2.0。
2、硬件连接使用C8051F410单片机学习板,需要USB MiNi接口数据线一根、IDC10芯下载线一根、JTAG(EC-3/5)仿真器一个、C8051F410单片机学习板主板一块。
Science &Technology Vision科技视界0引言随着人们生活水平提高,电器设备迅速增加,由于剩余电流导致直接或间接触电事故时有发生,严重危害了人们的健康,甚至威胁生命。
在电网中安装剩余电流保护器,可以预防人们用电中可能发生的触电事故,保护生命和财产安全,具有十分重大的意义。
国际电工委员会将对其准确的定义是:接地性故障电流。
剩余电流保护器是当人体的可能接触的电压值超过了安全值或人体的触电电流及其他对地故障电流超过了允许值时,能够自动切断电源以保障人身和设备安全的电子设备。
在我国于2005年修订的GB 13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》的发布,更是将剩余电流动作保护器在国家民用与农网改造中对用电安全所起到的重要作用给以了充分的肯定和详细的诠释。
根据GB 13955的具体规定,装置的特性参数在不同的电网中如何选择符合标准的剩余电流动作保护,显得非常重要。
1C8051F410单片机性能简介C8051F410是Silicon Laboratories 公司最新推出的8051系列单片机,它可以提供高达50MIPS 的8051核心处理器、C8051F410芯片内含稳压器,可以给系统外部元器件提供电源。
此外,它还整合了丰富的外设功能,如200ksps 的12位AD 转换器、两组12位DA 转换器、温度传感器、可编程电压参考和比较器,C8051F410采用32脚QFN 封装,体积非常小巧灵活,因而成为便携式设备、电子产品和仪器仪表的理想选择,大大简化了硬件电路的复杂度。
C8051F410是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU。
下面列出了一些主要特性:1.1高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核(可达50MIPS);1.2全速、非侵入式的在系统调试接口(片内);1.3真12位200ksps 的24通道ADC,带模拟多路器;1.4两个12位电流输出DAC;1.5高精度可编程的24.5MHz 内部振荡器;1.6高达32KB 的片内FLASH 存储器、2304字节片内RAM;1.7硬件实现的SMBus/I2C、增强型UART 和增强型SPI 串行接口、4个通用的16位定时器;1.8具有6个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列(PCA)硬件实时时钟(smaRTClock),工作电压可低至1V,带64字节电池后备RAM 和后备稳压器;1.9硬件CRC 引擎1.10片内上电复位、VDD 监视器和温度传感器、片内电压比较器多达24个端口I/O 具有片内上电复位、VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F41x 器件是真正能独立工作的片上系统。
ADC 2个IDAC 1个外部中断Interrupts 1个PCA(可编程计数器阵列)6个PortIO 1个定时器Timer 7个UART 2个Watchdog 1个Oscillators 6个Comparators 1个SMBus 6个SPI 3个ADC例1:单通道输入程序描述:ADC0对P1.1端口输入电压采样2048次,累加后,求平均;结果通过UART输出,到电脑,串口调试程序,接收,显示。
ADC例2:多通道输入程序描述:使用ADC0内部多路选择器,逐个循环采样6个输入端口电压,并输出到电脑显示。
IDAC例:程序描述:使用IDAC输出一个正弦波。
Interrupts例:程序描述:配置外部中断INT0或INT1作为中断源,按键触发中断,执行中断程序(P0.0电平改变,连接在P0.0的LED亮灭)。
PCA例1:8位输出模式PWM波程序描述:利用PCA8位输出模式,输出PWM波。
PCA例2:16位输出模式PWM波程序描述:利用PCA16位输出模式,输出PWM波。
PCA例3:捕获模式程序描述:利用PCA捕获模式,测量输入引脚事件发生时间。
PCA例4:频率输出模式程序描述:利用PCA频率输出模式,产生一个方波,输出到端口。
PCA例5:高速输出模式(?)程序描述:利用PCA高速输出模式,产生一个方波,输出到端口。
PCA例6:软件定时器模式程序描述:利用PCA软件定时器模式,产生定时的中断;中断程序中,触发LED闪耀。
PortIO例1:端口匹配程序描述:配置端口匹配事件作为中断源,程序执行;当按键时,端口匹配事件触发中断,执行中断程序(触发LED亮)。
PortIO例2:数字输入/输出程序描述:演示怎样设置数字输入/输出方式;两个按键和两个LED分别连接到端口;程序持续检测按键,如果按键按下,则点亮下相应的LED。
Timer例1: 8位重载方式程序描述:演示如何使用定时器0的8位定时计数重载方式;利用定时器0在一定频率下产生一个中断,并且,当用户的中断计数到达选择值时,LED被触发。
2013年全国大学生电子设计大赛报告基于C8051F410单片机的设计摘要:微处理器在社会发展中扮演着非同寻常的角色,渗透到了各行各业。
经过不断的发展与创新,单片机大致可分为4位、8位、16位和32位。
C8051F410单片机片内集成了高频振荡源,并具备了多级分频系统以满足各种个性化的需要。
强大的非侵入式JTAG/C2调试手段,是传统仿真器调试模式所不能比拟的,可使内核和全部资源完全透明和可操作化,可以方便地完成下载和硬件仿真,且不占用内部片内资源。
芯片上除了P0~P2,还包括温度传感器和电源,晶振及片上温度传感器等外设集合为一体。
增加了交叉开关,可以灵活的将片内资源分配到I/O端口,3.3V的供电模式,内核的低电压使系统功耗进一步降低。
关键词:微处理器 C8051F410 传感器交叉开关Abstract:the microprocessor plays beautifully role in social development, penetrated into all walks of life. Through continuous development and innovation, SCM can be roughly divided into 4, 8, 16 and 32. C8051F410 micro controller on-chip integration of the high frequency oscillation source, and with the multi-level division system to meet the various needs of personalized. A powerful non-invasive JTAG/C2 debugging tools, is a traditional emulator debug mode can not match, can make the kernel and all the resources completely transparent and operational, can finish downloading and hardware simulation conveniently, and does not occupy the internal on-chip resources. Chip P0~P2 in addition, also includes a temperature sensor and a power supply, a crystal and on-chip temperature sensor is integrated peripherals such as set. Increase the crossbar switch, can be flexible to on-chip resource allocation to the I/O port, 3.3V low voltage power supply mode, the power consumption of the system to further reduce the kernel.Keywords: microprocessor C8051F410 sensor switch目录一、前言.............................. (1)二、总体方案设计...................... .. (1)1、方案设计....................... (1)2、方案论证与比较 ....................... (1)3、方案选择...................... (1)三、单元模块设计...................... .. (2)1、各单元模块功能介绍及电路设计......... .. (2)2、电路参数的计算及元器件的选择........................... .. (5)3、特殊器件的介绍................ . (6)4、各单元模块的联接.............. (7)四、系统调试.......................... .. (8)五、系统功能、指标参数......................... . (9)六、设计总结........................... .................................... .9七、参考文献............................ .................................. ..9八、附录 (9)1、电路原理图...................... .................................. .92、PCB图.......................................... ......... . (10)3、源程序.......................... (10)一、前言C8051F410器件是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU,它的特性主要有:高速、流水线结构的8051兼容的微控制器核(可达50MIPS);高精度可编程的24.5MHz内部振荡器; 4个通用的16位定时器;硬件实时时钟(smaRTClock),工作电压可低至1V,带64字节电池后备RAM和后备稳压器。
基于C8051F的SMBus串行通信的原理和实现基于C8051F的SMBus串行通信的原理和实现摘要:在介绍C8051F串行通信总线SMBus的特点及功能的基础上,重点介绍了其协议、总线仲裁、寄存器以及C8051F02x与多个EEPROM串行通信的实现,并给出了部分应用程序。
关键词:C8051F单片机片上系统 SMBus总线总线仲裁由于MCU具有小巧灵活、价格低廉的特点,所以在控制系统、嵌入式系统等领域中得到广泛应用。
这些应用中,数据传输总线的选择是重要的环节。
并口传输速度虽快,但是实现时需要较多的I/O口,而许多应用系统的设计又必须兼顾低成本、高可靠性、高效率三方面,所以经常要求在一个或几个单片机和若干外围器件之间传送短的数据。
目前,大部分C8051F单片机中都集成了SMBus(System Management Bus)总线,主要是希望通过一条廉价并且功能强大的总线(由二条线组成)控制主板上的设备并收集相应的信息。
使用SMBus 的系统中,设备之间发送和接收消息都是通过SMBus,而不是使用单独的控制线,这样可以节省设备的管脚数。
SMBus的数据传输率比较低,可允许单一主机与多个从设备同时收发数据。
1 系统管理总线SMBus SMBus是1995年由Intel提出的一种双线通信专利技术,它完全符合系统管理总线规范1.1版,与I2C串行总线兼容。
系统控制器对总线的读写操作都是以字节为单位,由SMBus接口自动控制数据的串行传输。
SMBus可以工作在主方式和(或)从方式,一个总线上可以有多个主器件。
SMBus提供SDA(串行数据)控制、SCL(串行时钟)产生和同步、仲裁逻辑以及起始/停止的控制和产生电路。
有三个与之相关的特殊功能寄存器:配置寄存器SMB0CF、控制寄存器SMB0CN及用于发送和接收数据的数据寄存器SMB0DAT。
1.1 SMBus协议SMBus有二种可能的数据传输类型:从主发送器到所寻址的从接收器(写)和从被寻址的从发送器到主接收器(读)。