嵌入式实验报告
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嵌入式报告实验报告1. 引言嵌入式系统作为一种特殊的计算机系统,应用广泛且日益重要。
嵌入式报告实验是对嵌入式系统进行实际操作和测试的过程,旨在验证嵌入式系统的功能和性能,以评估其是否满足设计要求。
本报告将详细介绍嵌入式报告实验的设计与实施,并对实验结果进行分析与总结。
2. 实验设计2.1 实验目的嵌入式报告实验的目的是通过设计和实施一系列测试来评估嵌入式系统的性能和功能。
具体目标包括但不限于:验证系统的实时性、稳定性和可靠性;测试系统的各种输入输出功能;评估系统对异常情况的处理能力。
2.2 实验环境实验使用的嵌入式系统硬件为XX处理器,集成了XX模块和XX接口。
软件方面,使用XX嵌入式操作系统和XX开发工具进行系统开发和测试。
2.3 实验步骤1) 配置硬件环境:将嵌入式系统与外部设备连接,确保硬件环境正常。
2) 编写测试程序:根据实验目标,编写相应的测试程序,包括输入输出测试、性能测试和异常情况测试等。
3) 软件调试:通过软件调试工具对测试程序进行调试,确保程序逻辑正确。
4) 硬件调试:通过硬件调试工具对嵌入式系统进行调试,确保硬件模块正常工作。
5) 实验运行:将测试程序下载到嵌入式系统中,运行测试程序并记录实验数据。
6) 数据分析与总结:对实验数据进行分析和总结,评估嵌入式系统的性能和功能是否满足设计要求。
3. 实验结果与分析3.1 输入输出测试通过设计一系列输入输出测试用例,测试嵌入式系统的输入输出功能。
测试包括但不限于:按键输入、传感器数据采集、外部设备通信等。
实验结果表明,嵌入式系统的输入输出功能正常,能够准确获取和处理各种输入信号,并成功输出相应的结果。
3.2 性能测试通过设计一系列性能测试用例,测试嵌入式系统的处理能力和实时性。
测试包括但不限于:任务切换速度、响应时间、系统负载等。
实验结果表明,嵌入式系统具有较高的处理能力和实时性,能够快速响应各种任务并保持系统的稳定性。
3.3 异常情况测试通过设计一系列异常情况测试用例,测试嵌入式系统对异常情况的处理能力。
一、实验背景嵌入式系统在现代工业、消费电子、智能家居等领域扮演着越来越重要的角色。
为了让学生深入了解嵌入式系统的设计原理和开发过程,提高学生的实践能力和创新精神,我们开设了嵌入式实训课程。
本次实验报告将针对实训课程中的部分实验进行总结和分析。
二、实验目的1. 掌握嵌入式系统的基本原理和开发流程。
2. 熟悉嵌入式开发工具和环境。
3. 熟练使用C语言进行嵌入式编程。
4. 学会调试和优化嵌入式程序。
三、实验内容本次实训课程共安排了五个实验,以下是每个实验的具体内容和实验步骤:实验一:使用NeoPixel库控制RGB LED灯带1. 实验目的:学习使用NeoPixel库控制RGB LED灯带,实现循环显示不同颜色。
2. 实验步骤:(1)搭建实验平台,连接NeoPixel LED灯带。
(2)编写程序,初始化NeoPixel库,设置LED灯带模式。
(3)通过循环,控制LED灯带显示不同的颜色。
实验二:使用tm1637库控制数码管显示器1. 实验目的:学习使用tm1637库控制数码管显示器,显示数字、十六进制数、温度值以及字符串,并实现字符串滚动显示和倒计时功能。
2. 实验步骤:(1)搭建实验平台,连接tm1637数码管显示器。
(2)编写程序,初始化tm1637库,设置显示模式。
(3)编写函数,实现数字、十六进制数、温度值的显示。
(4)编写函数,实现字符串滚动显示和倒计时功能。
实验三:使用ds18x20库和onewire库读取DS18B20温度传感器的数据1. 实验目的:学习使用ds18x20库和onewire库读取DS18B20温度传感器的数据,并输出温度值。
2. 实验步骤:(1)搭建实验平台,连接DS18B20温度传感器。
(2)编写程序,初始化ds18x20库和onewire库。
(3)编写函数,读取温度传感器的数据,并输出温度值。
实验四:使用ESP32开发板连接手机热点,并实现LED1作为连接指示灯1. 实验目的:学习使用ESP32开发板连接手机热点,并通过LED1指示灯显示连接状态。
嵌入式实训报告范文嵌入式实训报告范文精选2篇(一)嵌入式实训报告一、实训目的和背景嵌入式实训的目的是通过设计和实现一个嵌入式系统,培养学生的嵌入式系统开发才能和团队协作才能。
本次实训的背景是为了满足社会对嵌入式系统开发人才的需求,进步学生的实际动手才能。
二、实训内容1. 硬件平台的选择和搭建:选择了一款ARM开发板作为硬件平台,并搭建了相应的开发环境。
2. 系统设计和分析:根据实训要求,我们团队设计了一个智能门锁系统,包括用户认证、门锁控制和远程监控功能。
3. 软件开发:使用C语言和嵌入式开发工具进展软件开发,实现了用户认证、门锁控制和远程监控等功能。
4. 硬件连接和调试:将开发板和相关传感器、执行器等硬件设备进展连接和调试,确保系统可以正常运行。
5. 功能测试和调优:对系统进展全面测试,发现并修复了一些问题,并对系统进展了性能优化。
三、实训心得和体会通过本次实训,我深入认识到嵌入式系统开发的复杂性和挑战性。
在实训过程中,我们团队遇到了许多问题,比方硬件和软件的兼容性、性能优化等方面。
但是通过团队的努力和合作,我们成功解决了这些问题,并完成了一个功能完善的嵌入式系统。
此外,我还学到了许多软件开发和硬件调试的技巧,进步了自己的实际动手才能。
在团队协作方面,我们团队成员之间互相配合,共同解决问题,形成了良好的协作机制。
总结起来,本次嵌入式实训让我受益匪浅,学会了许多实际应用的技能和知识,并进步了自身的综合才能。
四、实训成果展示在实训完毕后,我们团队成功完成了一个智能门锁系统,具备用户认证、门锁控制和远程监控等功能。
系统的稳定性和可靠性得到了验证,并且在实际使用中得到了积极的反应。
附图:〔展示系统界面、硬件设备连接示意图等〕五、实训改良意见尽管本次实训获得了良好的成果,但仍有一些方面需要改良。
首先,实训的时间安排可以更合理一些,以便更充分地利用时间进展理论操作。
其次,可以增加一些真实场景的案例分析和解决方案的设计,以提升学生的实际应用才能。
嵌入式实习报告(共5篇)第一篇:嵌入式实习报告一、嵌入式系统开发与应用概述在今日,嵌入式ARM 技术已经成为了一门比较热门的学科,无论是在电子类的什么领域,你都可以看到嵌入式ARM 的影子。
如果你还停留在单片机级别的学习,那么实际上你已经落下时代脚步了,ARM 嵌入式技术正以几何的倍数高速发展,它几乎渗透到了几乎你所想到的领域。
本章节就是将你领入ARM 的学习大门,开始嵌入式开发之旅。
以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络技术之后,又一个IT领域新的技术发展方向。
由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特征,目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等各个领域。
嵌入式的广泛应用可以说是无所不在。
嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。
现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC 机的应用发展演化过来的,如早期PC 诸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 处理器,至今仍为低端的嵌入式应用。
在应用中,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。
在早期实际的嵌入式应用中,芯片选择时往往以某一种微处理器内核为核心,在芯片内部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口总线及总线控制逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A 等各种必要的功能和外设。
二、实习设备硬件:Embest EduKit-IV实验平台、ULINK2仿真器套件、PC机软件:μVision IDE for ARM集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP三、实习目的1.初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法;掌握S3C2410X处理器的LCD控制器的使用;掌握通过任务调用的方法把液晶显示函数添加到uC/OS-II中;通过实验掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。
一、实验背景随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用。
为了让学生更好地掌握嵌入式系统设计的相关知识,提高学生的动手能力和实际操作能力,我们开展了嵌入式实验设计实训。
本次实训以ARM处理器为平台,通过实际操作,让学生了解嵌入式系统的基本原理和设计方法。
二、实验目的1. 熟悉ARM处理器的基本架构和编程环境。
2. 掌握嵌入式系统设计的基本流程和方法。
3. 培养学生的动手能力和实际操作能力。
4. 提高学生对嵌入式系统的认知和应用能力。
三、实验内容1. 实验环境(1)硬件平台:ARM处理器开发板(2)软件平台:Keil uVision5、GNU ARM Embedded Toolchain2. 实验步骤(1)搭建实验环境首先,将开发板连接到计算机,并安装Keil uVision5和GNU ARM Embedded Toolchain软件。
接着,配置开发板,使其能够正常运行。
(2)编写程序根据实验要求,编写嵌入式系统程序。
程序主要包括以下几个方面:1)初始化:设置时钟、GPIO、中断等。
2)主循环:实现程序的主要功能。
3)中断处理:处理外部中断。
4)延时函数:实现延时功能。
(3)编译程序将编写好的程序编译成可执行文件。
(4)下载程序将编译好的程序下载到开发板上。
(5)调试程序在开发板上运行程序,通过串口调试软件观察程序运行情况,并对程序进行调试。
(6)实验报告根据实验内容,撰写实验报告。
3. 实验项目(1)点亮LED灯通过控制GPIO端口,实现LED灯的点亮和熄灭。
(2)按键控制LED灯通过检测按键状态,控制LED灯的点亮和熄灭。
(3)定时器实现定时功能使用定时器实现定时功能,例如定时关闭LED灯。
(4)串口通信实现串口通信,发送和接收数据。
四、实验结果与分析1. 点亮LED灯实验成功实现了通过控制GPIO端口点亮LED灯的功能。
2. 按键控制LED灯实验成功实现了通过检测按键状态控制LED灯的功能。
第1篇一、实验目的1. 理解嵌入式系统挂载的基本原理和流程。
2. 掌握使用Linux内核进行挂载操作的方法。
3. 学习开发简单的文件系统,实现挂载功能。
4. 增强实践能力,提高嵌入式系统开发水平。
二、实验环境1. 操作系统:Ubuntu 18.042. 编程语言:C/C++3. 开发工具:gcc、make、vim4. 实验平台:Linux虚拟机三、实验内容1. 理解挂载的概念及作用2. Linux内核挂载机制3. 文件系统开发4. 挂载系统设计与实现四、实验步骤1. 理解挂载的概念及作用挂载是指将文件系统加载到操作系统的文件系统中,使得用户可以访问该文件系统中的文件和目录。
挂载是嵌入式系统中常用的功能,例如,在Android系统中,需要挂载外部存储设备(如SD卡)才能访问其中的文件。
2. Linux内核挂载机制Linux内核通过VFS(虚拟文件系统)来实现文件系统的挂载。
VFS为所有文件系统提供了一个统一的接口,使得用户可以在不知道具体文件系统类型的情况下,访问文件和目录。
挂载过程大致如下:(1)用户或应用程序请求挂载文件系统;(2)内核调用挂载函数,查找对应的文件系统模块;(3)加载文件系统模块;(4)调用文件系统的挂载函数,将文件系统挂载到指定的挂载点;(5)用户或应用程序可以通过挂载点访问文件系统中的文件和目录。
3. 文件系统开发本实验中,我们将开发一个简单的文件系统,实现挂载功能。
以下是文件系统的主要功能:(1)支持创建、删除、读取、写入文件和目录;(2)支持文件和目录的权限设置;(3)支持文件系统的挂载和卸载。
文件系统开发步骤如下:(1)定义文件系统结构体,包括文件系统信息、超级块、inode表、数据块等;(2)实现文件系统初始化函数,创建超级块、inode表、数据块等;(3)实现文件和目录的创建、删除、读取、写入等操作;(4)实现文件系统的挂载和卸载功能。
4. 挂载系统设计与实现挂载系统主要包括以下模块:(1)挂载模块:负责加载文件系统模块,调用文件系统的挂载函数;(2)卸载模块:负责卸载文件系统模块,调用文件系统的卸载函数;(3)文件系统模块:负责实现文件系统的各种操作。
一、实验目的1. 熟悉嵌入式系统开发的基本流程和常用工具;2. 掌握嵌入式系统硬件资源的使用方法;3. 熟悉嵌入式系统软件开发的基本方法;4. 提高嵌入式系统设计能力。
二、实验内容1. 硬件平台:基于STM32F103系列单片机的开发板;2. 软件平台:Keil uVision5集成开发环境;3. 实验任务:设计一个简单的嵌入式系统,实现按键输入和LED灯控制功能。
三、实验原理1. 硬件原理:STM32F103系列单片机是一款高性能、低功耗的ARM Cortex-M3内核微控制器,具有丰富的片上外设资源,如GPIO、定时器、ADC等。
在本实验中,主要使用GPIO进行按键输入和LED灯控制。
2. 软件原理:嵌入式系统软件开发主要包括底层驱动程序、中间件和应用层。
底层驱动程序负责硬件资源的管理和配置;中间件提供系统服务,如通信、定时器等;应用层实现用户功能。
在本实验中,主要使用C语言编写程序,实现按键输入和LED灯控制功能。
四、实验步骤1. 硬件连接:将开发板上的按键和LED灯分别连接到单片机的GPIO端口;2. 软件编写:(1)创建项目:在Keil uVision5中创建一个新的项目,选择STM32F103系列单片机作为目标设备;(2)添加源文件:添加一个C语言源文件,用于编写主程序;(3)配置GPIO:在源文件中编写GPIO初始化代码,配置按键和LED灯的GPIO端口为输入和输出模式;(4)编写按键输入程序:编写按键扫描函数,用于检测按键状态,并根据按键状态控制LED灯;(5)编译程序:编译项目,生成目标文件;(6)下载程序:将编译好的程序下载到开发板;3. 实验验证:在开发板上运行程序,观察按键输入和LED灯控制功能是否正常。
五、实验结果与分析1. 实验结果:按键按下时,LED灯点亮;按键松开时,LED灯熄灭;2. 实验分析:通过编写程序,实现了按键输入和LED灯控制功能,验证了嵌入式系统开发的基本流程和常用工具。
嵌入式实习报告嵌入式实习报告(精选5篇)在生活中,报告的用途越来越大,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。
相信许多人会觉得报告很难写吧,以下是店铺精心整理的嵌入式实习报告(精选5篇),希望对大家有所帮助。
嵌入式实习报告篇1一、实习时间20xx年4月12日-20xx年4月26日二、指导教师姓名陈xx三、实习地点长沙市牛耳服务外包实训基地四、实习目的与内容对于嵌入式项目进行学习培训,掌握嵌入式的主要项目及相关技术五、实习收获与体会一转眼半个月的实习生活过去了,现在我已经回到学校,回想起半个月的实习生活,自己学到了很多,懂得了很多。
真的说不出是什么感觉,伴着时间,就像是在和自己的影子赛跑,不可能从真实的两面去看清它,只是经意不经意的感受着有种东西在过去,也许更适合的只有那句话:时不待我,怎可驻足。
原以为实习对于我来说会是很长,但实际却不同。
想象收获的东西,真的很多,看看我的工作笔记,一篇又一篇,记别人的事情比自己的还多,也许实习,并不像我想象中的那样轻松惬意,而是充满了挑战和艰辛。
我给自己敲响了警钟:“不要半途而废,做事情切忌三分热度。
”我信心十足的回答到:“我一定会坚持到底!”天下英雄皆我辈,一入江湖立马催。
” 从学校到社会的大环境的转变,身边接触的人也完全换了角色,老师变成老板,同学变成同事,相处之道完全不同。
在这巨大的转变中,我们可能彷徨,迷茫,无法马上适应新的环境,但在同学、同事的帮助和自己摸索的情况下,我还是完成了这次实习。
但我发现,以我们的经验,不学到一定的深度和广度是难以在实际工作中应付自如的。
因此反映出学习的还不够,缺点疏漏。
需在加以刻苦钻研及学习,不断开拓视野,增强自己的实践操作技能,我们也许看不惯企业之间残酷的竞争,无法忍受同事之间漠不关心的眼神和言语。
很多时候觉得自己没有受到领导重用,所干的只是一些无关重要的杂活,自己的提议或工作不能得到老板的肯定。
做不出成绩时,会有来自各方面的压力,老板的眼色同事的嘲讽。
一、实验目的1. 理解嵌入式系统中的算法原理和应用场景。
2. 掌握常用嵌入式算法的设计方法和实现技巧。
3. 分析嵌入式算法的性能和优化方法。
4. 培养解决实际问题的能力。
二、实验内容1. 实验背景随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用,算法在嵌入式系统中的地位日益重要。
本实验选取了几个典型的嵌入式算法,包括排序算法、查找算法、字符串处理算法等,对它们进行设计、实现和分析。
2. 实验环境操作系统:Linux编程语言:C/C++开发环境:Eclipse编译器:GCC3. 实验步骤(1)排序算法1)选择合适的排序算法:本实验选择了冒泡排序、选择排序和插入排序三种算法。
2)设计算法的伪代码:根据算法原理,分别编写冒泡排序、选择排序和插入排序的伪代码。
3)实现算法:使用C/C++语言将伪代码转换为可执行的程序。
4)测试算法:编写测试用例,对算法进行测试,比较它们的执行效率和稳定性。
(2)查找算法1)选择合适的查找算法:本实验选择了顺序查找、二分查找和散列表查找三种算法。
2)设计算法的伪代码:根据算法原理,分别编写顺序查找、二分查找和散列表查找的伪代码。
3)实现算法:使用C/C++语言将伪代码转换为可执行的程序。
4)测试算法:编写测试用例,对算法进行测试,比较它们的执行效率和稳定性。
(3)字符串处理算法1)选择合适的字符串处理算法:本实验选择了字符串比较、字符串复制和字符串查找三种算法。
2)设计算法的伪代码:根据算法原理,分别编写字符串比较、字符串复制和字符串查找的伪代码。
3)实现算法:使用C/C++语言将伪代码转换为可执行的程序。
4)测试算法:编写测试用例,对算法进行测试,比较它们的执行效率和稳定性。
三、实验结果与分析1. 排序算法(1)冒泡排序:执行效率较低,稳定性较好。
(2)选择排序:执行效率较低,稳定性较差。
(3)插入排序:执行效率中等,稳定性较好。
2. 查找算法(1)顺序查找:执行效率较低,适用于数据量较小的场景。
嵌入式系统及其应用实验题目:保险柜开锁模拟姓名:班级:学号:一.实验要求使用网络助手发送保险柜密码,单片机通过WiFi模块接收,将密码在数码管上显示,同时点亮对应数字的LED小灯。
如果密码输入正确,则继电器打开,模拟开柜成功的LED小灯点亮;如果密码输入错误,则蜂鸣器报警。
二.单片机工作原理图1 80C51单片机内部结构图2 80C51单片机引脚图1.单片机的CPU它可以分为运算器和控制器两部分。
运算器功能部件包括算术逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器TMP1、TMP2、程序状态字寄存器PSW 等。
控制器功能部件包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、定时控制逻辑电路CU、数据指针寄存器DPTR、堆栈指针SP及时钟电路等。
(1)运算器①算术逻辑运算单元ALU。
ALU可以进行算术、逻辑运算。
算术运算有:加、减、乘、除,逻辑运算有:与、或、异或等。
②累加器ACC。
累加器ACC的主要功能是在运算前存放一个操作数,运算后存放一个操作结果。
80C51系列单片机虽然在结构上仍然以累加器A作为重要部件。
但由于内部电路采取了措施,使得累加器A在数据传送、逻辑操作等方面的核心作用有所削弱。
数据可以在片内直接/间接地址的存储器之间直接传送,而不必经过累加器A。
但,加、减、乘、除算术运算指令的运算结果都存放在累加器A或AB寄存器对中。
③暂存器TMP1、TMP2。
由图1可知,ALU进行算术逻辑运算前的两个操作数来自暂存器TMP1、TMP2,所以暂存器TMP1、TMP2用于存放运算前的两个操作数。
④程序状态字寄存器PSW。
程序状态字寄存器PSW用来存放运算结果的状态标志。
PSW寄存器各位的含义如下,其中PSW.1未定义,其它各位说明如下:图3 PSW寄存器CY:进位标志。
它是累加器A的进位位,如果操作结果在最高位有进位(加法)或借位(减法)时置1,否则清0。
AC:半进位标志。
它是低半字节的进位位(累加器A中A3位向A4位的进位),主要用于BCD码调整。
低4位有进位(加法时)或向高4位有借位时(减法时),AC是1,否则,AC清0。
F0:用户定义的状态标志位。
可通过软件对它置位、复位或测试,以控制程序的流向。
RS1、RS0:工作寄存器区选择控制位,用于选择4组工作寄存器之一。
可以用软件来置位或清零,以确定工作寄存器区。
RS1、RS0与寄存器区的对应关系如下:RS1、RS0=00——0区(地址00H~07H)RS1、RS0=01——1区(地址08H~0FH)RS1、RS0=10——2区(地址10H~17H)RS1、RS0=11——3区(地址18H~1FH)OV:溢出标志位,用于表示有符号数算术运算的溢出。
溢出时OV为1,否则OV为0。
P:奇偶标志位。
每个指令周期都由硬件来置位或清零,以表示累加器A中1的个数的奇偶性。
若1的个数为奇数,则P置位;若1的个数为偶数,则清零。
⑤寄存器B。
在乘除指令中,用到了寄存器B。
(2)控制器控制器是控制单片机各种操作的部件,用于完成指令规定的操作。
它包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、定时控制逻辑、数据指针寄存器DPTR、时钟发生器、复位电路、堆栈指针SP等。
①程序计数器PC。
程序计数器PC为16位寄存器,用于存放下一条要执行指令地址,具有自动加1功能。
②指令寄存器IR、指令译码器ID、定时控制逻辑电路。
指令寄存器IR用来暂时存放当前取出的指令,并由指令译码器ID译码,产生相应的译码信号,并传送给定时控制电路,定时控制电路发出各种控制信号控制各器件完成指令规定的操作。
③数据指针DPTR。
DPTR为16位寄存器。
由于80C51单片机采用哈佛结构,因此,其程序存储器与地址存储器是分开的,程序存储器的地址是由程序计数器PC提供,而数据存储器的地址是由数据指针DPTR提供的,所以DPTR用于存放片外数据存储器及I/O口的地址。
④时钟电路。
时钟电路是计算机的心脏,它控制着计算机的工作节奏。
⑤复位和复位电路。
计算机在启动运行时都需要复位,复位就是使CPU和系统中的其它部件处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
⑥堆栈指针SP。
堆栈指针SP用于存放栈顶单元的地址。
2.单片机的存储器配置由于80C51单片机采用哈佛结构,所以其程序存储器和数据存储器是分开的,各有自身的寻址系统、控制信号和功能。
程序存储器用来存放程序和表格常数;数据存储器通常用来存放程序运行所需要的给定参数和运行结果。
从实际的物理存储介质来看,80C51有4种存储空间,它们是片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器(含特殊功能寄存器)和片外数据存储器。
80C51的存储器配置情况如图2所示。
图4 80C51的存储器配置从逻辑地址空间来看,80C51单片机可分为三部分,即:程序存储器、片外数据存储器、片内数据存储器。
这3部分分别使用不同的地址指针,不同的访问指令。
因此,下面按逻辑结构介绍80C51的存储器结构。
(1)程序存储器程序存储器以程序计数器PC作地址指针,通过16位地址总线,可寻址的地址空间为0000H~0FFFFH共64K(216=64K)字节,用于存放程序指令码与固定的数据表格等。
80C51单片机中内部和外部共64K字节程序存储器的地址空间是统一的。
对于有内部ROM的单片机,在正常运行时,应把引脚接高电平,使程序从内部ROM 开始执行。
当PC值超出内部ROM的容量时,会自动转向外部程序存储器空间。
(2)片外数据存储器由图可知,片外数据存储器以DPTR作为地址指针,通过16位地址总线,可寻址的地址空间为0000H~0FFFFH共64K(216=64K)字节。
用于存放数据与运算结果。
(3)片内据存储器片内数据存储器的地址空间从00H~FFH共256字节。
其地址可由R0、R1寄存器提供。
内部数据存储器是最灵活的地址空间,它分成物理上独立且性质上不同的2个区:00H~7FH单元组成的128字节RAM区,地址为80H~FFH的特殊功能寄存器区(简称SFR区)。
1)RAM区(00H~7FH)由图2-3可知,RAM区又分为3个区:工作寄存器区、位地址区与数据缓冲区。
①工作寄存器区(00H~1FH)80C51单片机的内部RAM区结构如图2-3所示。
②位地址区(20H~2FH)内部RAM的20H~2FH为位寻址区域,见表1所示。
这16个单元的每一位都有一个位地址,位地址范围为00H~7FH。
通常把各种程序状态标志、位控制变量设在位寻址区内。
位寻址区的RAM单元也可以作为一般的数据缓冲区使用。
③数据缓冲区数据缓冲区的地址空间从30H~7FH共80个字节单元,用于存放数据与运算结果,如加法运算时,存放加数、被加数及运算和。
通常堆栈区也设置在该区内。
有些单片机将显示缓冲区设置在该区内。
2)特殊功能寄存器SFR(80H~FFH)80C51单片机内的I/O口锁存器、状态标志寄存器、定时器、串行口、数据缓冲器以及各种控制寄存器统称为特殊功能寄存器,它们离散地分布在内部RAM 地址空间(80H~0FFH)内。
累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW、I/O口P0~P3等均为特殊功能寄存器。
3.80C51单片机并行输入/输出口80C51单片机含有4 个8位并行I/O口P0、P1、P2和P3。
每个口有8个引脚,如图2所示,共有32个I/O引脚,每一个并行I/O口都能用作输入或输出用作输入时,均须先写入“1”,用作输出时,P0口应外接上拉电阻。
P0口的负载能力为8个LSTTL门电路,P1~P3口的负载能力为4个LSTTL门电路。
各口的第一、第二功能如下:四个通道口都有一种特殊的线路结构,每个口都包含一个锁存器,即特殊功能寄存器P0~P3,一个输出驱动器和两个(P3口有三个)三态缓冲器。
这种结构在数据输出时,可以锁存,即在重新输出新的数据之前,口上的数据一直保持不变。
但对于输入信号是不锁存的,所以外设欲输入的数据必须保持到取数指令执行(把数据读取后)为止。
三.模块工作原理1、WiFi模块图5 WiFi模块时钟结构图WiFi模块使用的是乐鑫信息科技研制的ESP8266WiFi模块,该模块可以实现将WiFi功能嵌入其他系统,实现数据通过WiFi在不同模块之间的接收和发送。
因为是商业产品,所以该模块的内部工作原理不得而知,接下来从如何实现该模块与51单片机之间的数据传输和如何实现ESP8266与网络助手的通信两方面介绍模块工作原理。
(1)ESP8266与51单片机通过串口通信。
我们采用8位数据异步通信方式。
要实现两个具有独立CPU的模块之间的通信,则必须保证这两个模块之间的波特率一致。
在信息传输通道中,携带数据信息的信号单元叫码元,每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率,简称波特率。
从定义可以看出,只有波特率一致,数据发送方所发送的数据才能被接收方正确接收,不然就会出现错误。
我们将ESP8266的波特率设置成了9600,利用单片机的T1定时器,通过计算,将其波特率也设置成了9600,这样就实现了两个模块间波特率一致,从而奠定了串口通信的基础。
51单片机的串口通信是全双工的,可以支持同时发送和接收数据。
下面分别从单片机接收数据和发送数据两方面介绍串口通信原理。
ESP8266模块向单片机发送数据时,将数据分成8个一组,加上起始位和停止位,通过自己的TXD口(另一边接到了单片机的RXD口)将数据逐位发送出去,单片机接收到数据后,若接收中断标志(RI)为0且结束位为1,则会将数据按顺序存入串口通信缓冲寄存器中,即SBUF,接受结束后,RI变成1,从而程序可以得知此次传输完毕,可以进行下一次传输。
若RI初始为1,则不接受数据,也不改变RI。
单片机向ESP8266发送数据时,同样通过自己的TXD口将数据传输到ESP8266模块。
单片机需要先将发送中断(TI)置零,再将要发送的数据写入SBUF,当数据通过SBUF传输到TXD口后,TI会置1,从而告知程序本次传输完成,可以进行下次传输。
其中TI和RI都需要编写程序控制其置1和置0,中断标志不会自动恢复。
(2)ESP8266与网络助手的通信我们这里采用将ESP8266作为服务端,将网络助手作为客户端接入的方法来实现ESP8266与网络助手的通信。
它们之间的数据传输可以使用TCP或者UDP,这里我们采用TCP。
首先将ESP8266设置成站模式,然后将其连入已有WiFi,ESP8266被分配得到一个IP地址,并且开启ESP8266的多连模式和服务器端及8080端口。
同理将电脑接入相同WiFi,电脑也获取得到一个IP地址,然后在电脑上开启网络助手,创建一个向ESP8266的IP地址和8080端口通信的进程。
当将数据写入网络助手内点击发送后,该软件和相关软硬件系统会通过TCP/IP协议和WiFi协议等一系列协议将数据封装成帧,利用WiFi的2.4G UHF射频频段将数据发送出去,ESP8266接收到数据后进行解析,将数据送到指定端口,从而实现数据通信。