实验6 双机通信及PCB设计
单片机原理及应用实验报告
姓名 frhad 班级 计算机18-1 学号 30803
实验日期 2016年11月9日 实验地点 逸夫楼207机房 座位号 38号
实验名称 双机通信及PCB设计
实验目标 掌握串口通信工作原理及程序开发方法，熟悉单片机电路的PCB设计过程。
实验内容：（实验步骤的文字叙述以及截图）
实验原理 :
实验6的电路原理图如图A.72所示，图中1#机的发送线与2#机的接收线相连，1#机的接收线与2#机的发送线相连，共阴极BCD数码管BCD-LED1和BCD-LED2分别接各级的P2口，两机共地，晶振为11.0592MHz，波特率为2400BPS，串口方式1.实现功能参见第7章实例3，软件编程原理如下：
1#机采用查寻法编程，根据RI和TI标志的软件查询结果完成收发过程；2#机采用中断法编程，根据RI和TI的中断请求，在中断函数中完成收发过程。
PCB设计原理：在1#机的电路原图中添加接线端，并定义端口。图中BCD数码管需要自定义PCB封装，其元件具体尺寸如图A.74所示。
实验内容 :
1、掌握串行通信原理和中断法通信软件编程；
2、完成实验6的C51语言编程；
3、学习使用ARES软件，完成实验6 1#机电路PCB设计。
4、对1#机的电路进行PCB设计，生成Cerber输出文件。
实验步骤 :
1、提前阅读与实验6相关的阅读材料；
2、参考图A.72~A.74及表A.7，在ISIS中完成电路原理图的绘制； 3、采用uVision3进行C51串行通信编程和调试；
实验要求：
提交实验报告并包括如下内容：电路原理图、电路原理分析、仿真运行截图及实验小结。
器件：
源程序截图：
电路图截图：
仿真窗口截图：
实验小结
通过本次试验，我顺利完成了单片机的异步通信功能，实现了1#机循环发 图7 PCB_LED封装尺寸图 图8 PCB_LED封装图 图9 PCB布线 图10 3D效果图 底部铜箔层 顶部丝印层 顶部铜箔层 送0-F数据，2#机实时接收数据，两机数据通过各自的BCD数码管显示出来 。 对2#机采用中断法进行编程，生成“.hex”文件加载在单片机上后，成功实现了仿真运行。通过与同学讨论，我们简单分析出了查询法与中断法的区别，即中断法能够更加高效地利用CPU的内存空间。 除此之外，本次试验过程中，我们初步学习和操作了proteus软件中ARES模块的功能，熟悉了单片机从开发到制成成品的过程。
基于共享内存的ZYNQ7010_双核通信设计与实现
计算机与网络技术论坛
基于共享内存的ZYNQ7010双核通信
设计与实现
袁永强，徐学永，王锦晨，郝建强，李文沛
(北方信息控制研究院集团有限公司，江苏南京211100）
摘要：ZYNQ7010包括2个可以同时独立运行可执行程序的Cortex-9处理器，是一种非对称多核芯片。为解决
ZYNQ7010双核间的高速通信问题，在深入研究ZYNQ7010的硬件结构的基础上，利用双核共享OCM（OnChipMemory）资
源的特点，提出了一种基于共享内存的简单有效的双核通信方法。该方法利用ZYNQ7010双核共享OCM资源，使2个处理
器在不依赖操作系统的情况下实现了双核通信。通过测试及在实际项目中的应用，证明该方法可以为双核间提供高速、可靠
的通信。
关键词：非对称多核；双核通信；共享内存；OCM
中图分类号：TP311.5文献标志码：A文章编号：1008-1739（2023）20-58-5
YUANYongqiang,XUXueyong,WANGJinchen,HAOJianqiang,LIWenpei
(NorthInformationControlResearchInstituteGroupCo.,Ltd.,Nanjing211100,China)
ZYNQ7010isanasymmetricmulti-corechip,whichincludestwoCortex-9processorsthatcanrunexecutableprograms
independentlyatthesametime.Inordertosolvethehigh-speedcommunicationproblembetweenthedualcoresofZYNQ7010,a
simpleandeffectivedual-corecommunicationmethodbasedonsharememoryisproposedbyusingthesharedOCMresourcesofthe
STM32IIC双机通信——HAL库硬件IIC版
STM32IIC双机通信——HAL库硬件IIC版
关于IIC的原理这⾥我就不多说了，⽹上有很多很好的解析，如果要看我个⼈对IIC的理解的话，，这⾥主要讲⼀下怎样利⽤
STM32CubeMx实现IIC的通讯，经过个⼈实践，感觉HAL库的硬件IIC要⽐标准库的稳定。好了，下⾯就从STM32CubeMx 配置开始⼀步步
实现IIC通讯。
STM32CubeMx的配置，这⾥关于新建⼯程的步骤我就不细说了，如果还不会操作STM32CubeMx 的可以， 这⾥主要对IIC的配置进⾏
说明。
了解IIC的都知道，IIC通信有主从机之分，⽤两⽚STM32进⾏IIC通信当然也不例外，不过使⽤STM32CubeMx 配置有⼀个好处，就是不
⽤分别配置主从机，在STM32CubeMx 配置⾥⾯，主从机的配置是⼀样，唯⼀不同的就是IIC的地址如上图，这个地址很重要，只要配置好
了，基本就成功了。
还有⼀个要注意的，就是IIC的SDA、SCK引脚要配置成NPP模式，不然容易出现信号线忙，检测不到从机的情况。
配置配好后我们⽣成代码，就可以进⾏通信了，主从机核⼼代码如下：
下⾯是主机的重要代码：
/* I2C2 init function IIC配置*/
static void MX_I2C2_Init(void)
{
hi2c2.Instance = I2C2;
hi2c2.Init.Timing = 0x10805D88;
hi2c2.Init.OwnAddress1 = 20; //⽤户⾃⼰配置的地址
hi2c2.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
hi2c2.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
hi2c2.Init.OwnAddress2 = 0;
hi2c2.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
实验六实验报告模板 CPU组成与机器指令执行周期实验(1)
实验六实验报告模板 CPU组成与机器指令执行周期实验(1)
课程 计算机组成原理 实验名称 CPU组成与指令周期实验 专业：计算机 班级：3 学号：105032021118 姓名：林加明 实验日期 2021
年 6 月 10 日 报告退发 (订正、重做)
实验六 CPU组成与指令周期实验
一、实验目的
1.用微程序控制器控制数据通路，将相应的信号线连接，构成一台能运行测试程序的模型计算机。
2.执行一个简单的程序，掌握机器指令与微指令的关系。
3.理解计算机如何取出指令、如何执行指令、如何在一条指令执行结束后自动取出下一条指令并执行，牢固建立的计算机整机概念。
二、实验内容及说明
1． 实验电路及说明
ZMS0S1S2S3CINC数据总线DBUSINS7―INS0ABUSALUA端口A7―A04选1选择器ARD0RD1B端口B7―B04选1选择器BLDCLDZT3MBUSMEMWT2D7L―D0LD7R―D0R双端口RAMA7L―A0LA7R―A0RPC7―PC0CLR#PCADDLPCPCINCT3IR3―IR0IRBUSRS0RS1AR7―AR0CLR#LARARINCT3DBUSRD1RD0LR0LR1LR2LR3SWDRD0RD1RS0数据开关SD7―SD0A组控制信号B组控制信号独立K15-K0IR7―IR4RS1W3INTQW1W2T1T2T3ZCCLR#T3ZCCLR#T3MFCLR#QDSTOPDPINTENINTDIINTPSHORTLONG
本实验将前面几个实验中的所有电路，包括时序发生器、通用寄存器组、算术逻辑运算部件、存储器、微程序控制器等模块组合在一起，构成一台能够运行程序的简单处理
机。数据通路的控制由微程序控制器完成，由微程序解释指令的执行过程，从存储器
实验六 PCM编译码及A
学号： 姓名：
- 1 -实验六 PCM编译码及A/μ律转换实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。4、熟悉了解W681512。二、实验器材1、主控&信号源模块、1号、3号模块 各一块2、双踪示波器 一台3、连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图
信号源music/A-outFSCLKPCM编码（一路/二路）音频接口1
编码时钟编码帧同步PCM编码输出
PCM译码（一路/二路）译码时钟译码帧同步PCM译码输入音频接口2扬声器音频输入1# 语音终端
图2-1 1号模块W681512芯片的PCM编译码实验
信号源music/A-outFSCLK抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUT
PCM编码编码输入A/D转换PCM编码G.711变换
时钟帧同步PCM量化输出编码输出
PCM译码时钟帧同步G.711反变换IIR滤波器D/A转换译码输入
译码输出PCM译码3# 信源编译码模块
1# 语音终端模块&用户接口模块
音频输入
学号： 姓名：
- 2 -图2-2 3号模块的PCM编译码实验
音频输入信号源PCM编码（A律编码）music/A-outFSCLKA/μ律编码转换
W681512芯片PCM译码（μ律译码）编码输入编码帧同步编码时钟
译码时钟
译码帧同步主时钟编码输出A/μ-In
A/μ-OutPCM译码输入1# 语音终端模块3# 信源编译码模块
编码时钟
编码帧同步音频接口2T1抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUT
图2-3 A/μ律编码转换实验四、实验步骤实验项目一 测试W681512的幅频特性概述：该项目是通过改变输入信号频率，观测信号经W681512编译码后的输出幅频特性，了解芯片W681512的相关性能。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目的端口连线说明信号源：A-OUT模块1：TH5(音频接口)提供音频信号信号源：CLK模块1：TH11(编码时钟)提供编码时钟信号信号源：CLK模块1：TH18(译码时钟)提供译码时钟信号信号源：FS模块1：TH9(编码帧同步)提供编码帧同步信号信号源：FS模块1：TH10(译码帧同步)提供译码帧同步信号
实验9：两台S7-200自由口通讯实验报告
实验9：两台S7-200自由口通讯实验
一．实验目的
实现两台S7-200控制器的自由口通讯，并在此基础上实现由一台S7-200经由另一台S7-200对分拣系统模型的控制。
二．实验设备
两台S7-200 PLC，RS485通讯电缆一条，PPI编程电缆两条。
三．实验步骤
思路：自由口通讯的关键是对两台200 PLC的port口进行设置，通过相应的寄存器设置，使两个port口工作在自由口模式，然后利用相应的传送和接受指令，即可实现数据的通讯。整个过程都通过编程来完成，硬件接线只需连接两台PLC的port口即可。
1. 与port口有关的寄存器
这里为了编程方便，两台200 PLC均选择其port0口进行编程，与port0口的相关寄存器及其作用如下
SMB30：port0控制寄存器，其设置可以选择端口模式和通讯速率以及是否进行校验
与port0口有关的接收、发送寄存器有SMB86,87,88,89,90,92,94等。他们的具体含义见下图
2. 编程思路
两台200 PLC本身并没有主从关系，但为了区分方便，规定传送控制指令的200 PLC为主PLC，而接收控制指令并连接分拣系统设备的200 PLC为从PLC。
在两台PLC的程序中，分别建立两个子程序，将与通讯口寄存器操作有关的部分全部写入这个子程序中，完成对通讯口的初始化。
在主PLC的程序中，连接两个中断程序，实现50MS发送一次数据的功能。
发送的数据结构为：起始+所要发送数据+结束字符。所以在程序里对要传送的数据提供头尾字符，以使接收程序能够识别信息发送是否结束。
分拣系统的控制命令只有启动、停止复位，所以在新建的一个子程序中提供两个控制指令的值即可。
从PLC的控制程序中，为了与发送同步，加入了50MS的通断效果，使接收同步，同时在从PLC中编写分拣系统的控制程序。
3.程序详解
1主站PLC程序
主程序
通讯初始化子程序
控制字子程序
通信原理实验
1
通信原理实验指导书
2010年9月
1 信号源介绍
一、数字信号源
CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。
1、 信号源模块的电源开关为POWER1。
2、 各个输出端口介绍
CLK1：第一组时钟信号输出端口，通过拨码开关S4选择频率。
CLK2：第二组时钟信号输出端口，通过拨码开关S5选择频率。
FS：脉冲编码调制的帧同步信号输出端口。（窄脉冲，频率为8K）
NRZ：24位NRZ信号输出端口，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。
PN：伪随机序列输出，码型为111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。
NRZIN：解码后NRZ码输入。
BS：NRZ码解复用时的位同步信号输入。
FSIN：NRZ码解复用时的帧同步信号输入。
3、信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为1，拨下为0，拨码开关和时钟的对应关系如下表所示
表0-2
拨码开关 时钟
拨码开关 时钟
0000 32.768M 1000 128K
0001 16.384M 1001 64K
0010 8.192M 1010 32K
0011 4.096M 1011 16K
0100 2.048M 1100 8K
0101 1.024M 1101 4K
0110 512K 1110 2K
0111 256K 1111 1K
1) 根据表0-2改变S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形； 2 2) 根据表0-2改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。
通信原理实验报告(终)
通信原理实验报告
班级： 12050641
姓名： 谢昌辉
学号： 1205064135
实验一 抽样定理实验
一、实验目的
1、 了解抽样定理在通信系统中的重要性。
2、 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。
3、 理解低通采样定理的原理。
4、 理解实际的抽样系统。
5、 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。
6、 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。
7、 理解带通采样定理的原理。
二、实验器材
1、 主控&信号源、3号模块 各一块
2、 双踪示波器 一台
3、 连接线 若干
三、实验原理
1、实验原理框图
保持电路S1信号源A-outmusic抽样电路被抽样信号抽样脉冲平顶抽样自然抽样抽样输出抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTFPGA数字滤波FIR/IIR译码输出编码输入3# 信源编译码模块
图1-1 抽样定理实验框图
2、实验框图说明
抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。
抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。 要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。
通信电子电路 实验报告
实验八 三点式LC振荡器及压控振荡器
一、实验目的
1、掌握三点式LC振荡器的基本原理；
2、掌握反馈系数对起振和波形的影响；
3、掌握压控振荡器的工作原理；
4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。
二、实验内容
1、测量振荡器的频率变化范围；
2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响；
三、实验仪器
20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套
四、实验原理
1、三点式LC振荡器
三点式LC振荡器的实验原理图如图8－1所示。
C4C6R7R8R6Q1C9R9C10Q2R10R5C11R15Q3R17R14C5K5C8C7K6K7R12C12R16W2TP5TT1TP4C40K8T2+12V
图 8－1 三点式LC振荡器实验原理图
图中，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/ C∑。 通常F约在0.01～0.5之间。
同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C∑取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C∑，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图8－2所示。
C4C6Q1C5C∑T2
图8－2 三点式LC振荡器交流等效电路图
图8－2中，C5=33pF，由于C6和C∑均比C5大的多，则回路总电容450CCC
则振荡器的频率f0可近似为：)(2121452020CCTCTf 调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0将变小，振荡回路的品质因素变小，振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C∑也往往不是远远大于C5，且由于三极管输入输出电容的影响，在改变C∑，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。
DSP实验6——内存与SDRAM间的二维DMA通信
实验6——内存与SDRAM间的二维DMA通信
1. 实验目的
了解DMA通信基本原理，掌握内存与SDRAM间二维DMA通信方式及相关
控制方法。
2. 实验原理：
二维DMA将存储区中的数据块作为一个数据阵列进行传输，有利于执行矩阵
操作的DSP算法。若要进行二维DMA传输，对DX、DY寄存器都要进行设置，
同时在DP寄存器中使能二维DMA（第27位）。 DX增量寄存器（DX低16位）保存的是偏移值，此值加上当前地址后指向X
维的下一数据元素（下一内循环首址），DX计数寄存器（DX高十六位）保存在X
维方向（循环内部）需要传输的字数，传输一次减一，可以指示当前行中待传输的
字数。 DY增量寄存器保存的是Y维方向（外循环）的偏移值，此值加上当前地址可以指示Y维方向上下一个数据元素（下外循环的首址）。DY计数寄存器初始值是Y
维的传输单元数（外循环次数），每当DX计数器减少至零时，其值才减一。当Y
计数寄存器内容减为零时，DMA传输完成。
二维DMA的具体执行过程： 1〉 输出保存在TCB DI寄存器中的当前地址，启动一个DMA存储器周期； 2〉 在此周期内，将TCB DX增量寄存器中的值与当前DI寄存器中的当前地址相
加，产生下一个要访问的数据元素地址，同时更新DI寄存器的值； 3〉 DX计数器的值减一，然后跳回第二步执行，直至DX计数器值减为零；
4〉 DX计数器减为零后，DX计数器被重新加载原来的初始值；
5〉 DY增量寄存器的值加到DI寄存器中的当前地址； 6〉 DY计数寄存器内容减一，然后从第二步继续开始执行，直至DY计数器减少至
零，完成二维DMA传输。
3. 相关寄存器说明：
TCB寄存器
TCB寄存器是一个128位的四字组寄存器，由DI、DX、DY和DP寄存器组成：
a) DI是DMA索引寄存器，包括了将要发送或者接收的数据的源地址或者目的
地址，既可以指向内部存储器又可以指向外部存储器，也可指向链路口 b) DX包含了一个16位（高）的计数值和一个16位的修改量，若使能了二维DMA则该寄存器保存的只是X方向的计数值和修改量
通信原理实验报告89077
实验一、PCM编译码实验
实验步骤
1. 准备工作:加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。
2. PCM串行接口时序观察
(1） 输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号(TP503）,观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等)。
（2) 抽样时钟信号与PCM编码数据测量:用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502）,观测时以TP504做同步.分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系.
3。 PCM编码器
（1) 方法一:
(A） 准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）.
（B） 用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号(同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系.分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。
（2） 方法二：
（A） 准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置,将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号(左端）。此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。
（B） 用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504)和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号(TP501）做同步（注意：需三通道观察）。分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。
4。 PCM译码器
（1） 准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号.此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp—p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。