用单片机实现keeloq滚动码加密原理

用单片机实现keeloq滚动码加密原理

本文把这项封装在芯片里的KEELOQ加密技术用软件方式实现,并针对单片机的特性进行了适当改进。这

种在单片机中实现的改进算法不仅包含了原来HCS300所具备的所有功能,而且在系统安全性、灵活性、可

扩展性、传输效率等方面均有较大改善,同时对改进算法在数据加密领域作了全新的尝试,以其特殊的密钥管

理方法独立于对称型加密(如DES)与不对称型加密算法(即公开密钥体制,如RSA) [1],成为一种适用于无线

传输领域小型系统的数据加密算法。

1 KEELOQ技术简介及其硬件实现

KEELOQ技术的核心思想[2,3,4]是用64bit的EN_KEY[64:0](加密密钥)去加密32bit的CSR[31:0](校验

码)得到32bit的CRYP密文。加密机制为:首先定义一个非线性表,这个非线性表有5位输入NLF_IN[4:0],

一位输出NLF_OUT。它在CSR[31:0]中间隔均匀地取固定5位:I0、I1、I2、I3、I4,通过非线性产生一个输

出码NLF_OUT;这一位输出码NLF_OUT再与EN_KEY中的15位、CSR中的2位进行异或运算后输出第

一位输出码CRYP[0];每输出一位后,EN_KEY、CSR分别进行移位,EN_KEY作循环移位,CRYP[0]作为CSR

移位的输入;重复上述步骤直到输出32位CRYP[0:31]。依此法,即使32bit的校验码CSR中只有一位发生变

化,用KEELOQ加密算法得到的CRYP密文也会有50%以上的数据位(16bit)发生变化。Microchip公司以KEELOQ技术为基础开发了滚动码系列专用芯片,HCS300是其中较典型的一款。它

是一块8引脚的编码IC芯片,里面集成了KEELOQ算法和其他一些功能,带有四个按键接口,实现15位的功

能/命令码。内置192bits(12×16bit words) EEPROM,用来存放EN_KEY(加密密钥)、SN(序列号)、SYNC(同

步码)、SEED(种子码)等。序列号用来标识不同的对象;加密密钥用来对发送的数据进行加密,增加破译的难

度,它不直接发送出去;同步计数器用来抗截获,每次发送数据时,同步计数器的值都被更新,所以每次发送的

数据都不一样。种子码用于安全学习时参与加密密钥的生成。接收方必须先通过学习来获得并存储发送方

的序列号、加解密密钥和当前同步计数器的值。学习相当于身份确认,只有经过学习的用户才能与主机通信。

主机在接收到信号后,首先比对序列号,然后利用学习过程中得到并存储的加密密钥对接收的数据进行解密;

接着检查同步计数器是否匹配,在确认其匹配后,再去处理接收到的按键信令,并根据接收到的按键信令作出

相应的动作反应。HCS300系统使每次发送的密文都不相同,有效防止了空中截获法和数据重

传带来的安全

隐患。

HCS300系统的加密密钥在学习过程中经密钥生成算法产生。学习分为一般学习和安全学习。一般模

式下,解密密钥由MKEY和SN生成加解密密钥EN_KEY,其解密密钥隐含于发送信息(MKEY和SN)中。安

全模式下,增加了种子码SEED(当四键一起按时发送),它与MKEY和SN一起生成加解密密钥EN_KEY,而

SEED_KEY在平时并不发送,这样增加了安全性。不过,在学习时SEED码的发送是不经过加密的。

2 KEELOQ技术的不足与改进加密算法的提出

尽管KEELOQ技术有上述独特的优点,但是经过深入分析不难发现KEELOQ算法及其硬件实现技术也

存在一些不足:

(1)安全性基于出厂密钥和种子码SEED。在HCS300芯片中,加密密钥EN_KEY是由出厂密钥MKEY、

序列号SN和种子码SEED(安全模式)生成的。而SN和SEED在发送数据的过程中未经加密,是可截获的。

理论上出厂密钥一经确定一般不会更改。所以,一旦出厂密钥外泄,后果极其严重。

(2)扩展功能弱、升级不方便。其算法由硬件芯片实现。其所能实现的功能由按键决定。其按键只有4

个,最多也只有15种组合。发送方无法附加其余的信息(对于大多领域来说,它要求能发送一些附加信息,如用

户的姓名、年龄、出生日期等),功能扩展几乎不可能。另外,某一特定型号的芯片其序列号和同步计数器的

长度是固定的。当系统建成后,开发者如果想只通过软件升级来扩充系统的容量或提高系统的性能、用硬件

实现技术基本不可能。

(3)对功能码的检错和纠错的功能较弱。在无线传输中,出现误码的概率比较大。功能码代表所要实现的

功能,如开门、报警、开阀等。如果发送的数据是0010,而接收的数据为0100,其后果非常严重[4]。

(4)传输效率较低。在发送的数据中,其有用信息(如序列号、功能码)全部在固定码中,加密码只作为一种加密用的附加数据,这样不但降低了安全性,而且传输效率不高。以HCS300为例,发送的66位数据中只有32

位为有用信息,传输效率比较低。

(5)无法用于数据加密。由于其是由硬件芯片实现的,它所能加密的数据只限于序列号、同步码等预先存

在HCS300的EEPROM中的数据。它没有数据入口,无法对数据流进行加密。

(6)受硬件设计限制,灵活性差,成本较高,由于不拥有核心技术,容易受制于人[4]。

基于上述分析,笔者结合单片机的特性,对KEELOQ算法提出如下改进:

(1)保留出厂密钥,但引入随机数,防止出厂密钥和种子码的泄漏,用户可随时改变加密密钥。

(2)改进数据传输的格式,把同步码映射到各组待加密的数据中,提高传输效率。

(3)增加对功能码或关键数据的检错和纠错的功能。

(4)增加数据入口,改变对加密数据的长度要求,使其适合批量的数据加密。

数据加密系统的两个基本要素是加密算法和密钥管理。密钥是控制加密算法和解密算法的关键信息,其

产生、传输、存储等工作十分重要。目前数据加密技术可以分为二类,即对称型加密、不对称型加密[5]。对

称型加密(如DES算法)使用单个密钥对数据进行加密或解密。不对称型加密算法也称公用密钥算法(如RSA

算法),其特点是有二个密钥(即公用密钥和私有密钥),只有二者搭配使用才能完成加密和解密的全过程。但两

者都在密钥的管理和分发上遇到一些困难。KEELOQ密钥管理机制的主要特点是对每个用户都有自己独特

的加解密密钥,在学习过程中发送到主机并保存。但密钥信息隐含在每次发送的信息(SN和MKEY)中(即使

在安全模式下,种子码SEED也是固定码,可截获),并且依赖于生产厂家和出厂密钥,不可更改。本改进算法主

要针对无线传输领域的小型系统,可以在学习过程中引入随机参数RANDOM,与MKEY、SN一起生成

EN_KEY。这个随机数RANDOM在同一次学习时相同,但每次学习时都会改变。这样,加密密钥就不依赖于

生产厂家和出厂密钥并且在用户感到密钥有可能泄漏时可随时改变数据,增加了安全性。

3 改进加密算法在单片机中的实现

整个系统分为用户端(CLIENT)和主机端(SERVER),系统框图如图1所示。在本系统中,考虑功耗、外围

功能等需要,选用飞利浦的LPC76X系列芯片[[6]。P87LPC764 是20 脚封装的单片机,可以在宽范围的性能

要求下实现高集成度低成本的解决方案,4Kbits的ROM,128bits的RAM,32Byte用户代码区可用来存放序列

码及设置参数,内带看门狗定时器,处理器的指令执行速度为标准80C51 MCU的两倍。EEPROM发送部分选

用AT2401(128×8 bits),接收部分选用AT2404(1024×8 bits),8-DIP封装,I2C总线接口,擦写次数>1百万次,保存

时间>100年。

图1 系统结构

用户必须经过学习后才能与主机通信。在学习过程中,用户把序列号SN、出厂密钥MKEY、加密密钥

EN_KEY送给主机,主机对每一个用户要开辟一片EEPROM来存储用户信息。其具体分布如表1所示。

表1 用户端和主机端EEPROM的具体分布

在主机SERVER端,每个用户CLIENT都需要有16bits的存储空间。所以本系统共可接收511个用户的

信息。整个系统的设计充分考虑系统的升级和功能的扩展。其中出厂密钥、序列号、加密密

钥、随机数均

可按需要进行扩展或缩减。如果从安全角度考虑,可把序列号存放在微处理器的ROM中。3.1 学习过程

所谓学习,就是使用户在主机端中注册登记的过程。引进随机数RANDOM,对每一次学习来说,它所产生

的随机数是不一样的,它所发送的数据也是变化的、不可预知的,提高了安全性。另外,RANDOM和序列号

SN、出厂密钥MKEY一起生成加解密密钥EN_KEY,使得EN_KEY不再依赖于出厂密钥MKEY,用户可以

随时对加解密密钥EN_KEY进行修改,这样也提高了安全性。

进入学习模式后,用户端经三次数据发送完成整个学习。过程如下:

(1)用户端产生随机数RANDOM,与MKEY、SN经加密后发送。主机接收到数据解密后,比对MKEY和

SN,确认用户是本系统用户(比对MKEY)并且是一个新用户(SN不在EEPROM中)时,开辟空间,保存SN和

RANDOM。

(2)用户端和主机端分别利用密钥生成算法生成,由MKEY+SN+RANDOM生成EN_KEY,并存入相应的

存储空间。

(3)用户端利用EN_KEY对SN、RANDOM、SYNC、MKEY进行KEELOQ加密并发送。主机接收到

数据后,比对MKEY、RANDOM、SN正确后把SYNC存入相应空间,请求第二次发送(只双向通信中才有请

求功能)。

(4)用户端收到发送请求后(如果是单向通信,则等待后直接发送)再对SN、RANDOM、SYNC、MKEY

加密后发送。因为SYNC是每次改变的,所以这次数据位和上一次发送的数据位改变在50%以上。

(5)主机在接收到数据解密后,比对同步码SYNC,如果用户和主机的同步码变化规律相同则学习成功。

三次发送即完成一次学习过程。第二次学习时随机数重新产生,所以要求学习时三次数据发送是连续的,

否则无效。以上各步中有任何一次数据比对失败则学习失败。主机端在前二次接收到数据后等待24s仍未

见用户发送数据则学习失败。学习失败后用户需重新学习。

随机数则利用单片机的计数器产生,有两种方法供选用:

(1)单次操作完毕后,单片机的计数器一直不停地计数,在外界对它进行再次操作或者要发

送数据时停止

计数。因为外界的操作或发送的时间是不定的,所以计数寄存器里面的数是随机的。

(2)可以对按键或操作时间进行计时。用户每次按键或操作的时间都是不定的,

并且按键从抖动到稳定的

时间也是不定的,对它进行计时,如果把间隔的时间取得合适,即可得到近似随机数。

3.2 发送过程

在数据发送前,必须先对数据进行加密。数据加密的过程如下:

(1)重新定制非线性表。原算法是用64位密钥去加密32位的明码数据,现在把它改为64位密钥去加密

64位的明码数据,密文长度也为64位,可按原规律扩展非线性表即可。

(2)对数据进行分组。尽管应用场合针对小型系统(数据传输量较小),但还是必须对所要加密的数据进行

分组。在使用分组时,对明文尾部不满一个整组的碎片采用填充随机数的办法将其扩充为一个整组,然后进行

正常加密。即数据分组长度、密钥长度和输出密文长度均为64位。

(3)把同步码的变化反映到各组数据中。同步码每次发送时均会改变,它是保证系统每次发送的密文都不

一样的根本。只需进行分配、叠代、移位、异或等简单的变换即可完成反映的任务。

(4)封装算法。算法经封装后可方便地被各种程序调用。算法的入口参数有三个:EN_KEY、Data、Mode。

其中EN_KEY为64位的加密密钥;Data为64位被加密或被解密的数据;Mode为工作方式,有加密或解密两

种。

HCS300芯片发送的数据主要由固定码和加密码组成。固定码34bit,加密码32bit。固定码主要由28位

序列号、4位功能码(按键信息)和2位标志组成。加密码则由16位同步码、28位序列号(可扩展)、4位功能

码组成。经改进后可用于数据加密的格式如图2所示。

图2 数据发送格式

在发送时还要加入检错和纠错功能。检错视系统的要求可选奇偶校验、CRC校验等。纠错可以用汉明

码。该码的实现原理是在数据中加入几个校验位,并把数据的每个二进制位分配在几个奇偶校验组中;当某位

出错后,就会引起有关的几个校验组的值发生变化。这不但可以发现错误,还能指出哪一位,为自动纠错提供

了依据。

3.3 接收过程

改进算法的解密密钥由学习时接收并存储在EEPROM中。其加密和解密的密钥是一样的,解密是加密

的逆过程。接收过程主要包括序列号搜索、比对、解密、同步码的比对等过程。接收方的程序流程如图3

所示。

编码器知识详解

光电编码器的工作原理 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90。的两路脉冲信号。 编码器的分类 根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。 1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90。，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。 1.2 绝对式编码器绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。显然，吗道必须N条吗道。目前国内已有16位的绝对编码器产品。 1.3 混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。 光电编码器的应用 1、角度测量 汽车驾驶模拟器，对方向盘旋转角度的测量选用光电编码器作为传感器。重力测量仪，采用光电编码器，把他的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连，扭转角度仪，利用编码器测量扭转角度变化，如扭转实验机、渔竿扭转钓性测试等。摆锤冲击实验机，利用编码器计算冲击是摆角变化。 2、长度测量 计米器，利用滚轮周长来测量物体的长度和距离。 拉线位移传感器，利用收卷轮周长计量物体长度距离。 联轴直测，与驱动直线位移的动力装置的主轴联轴，通过输出脉冲数计量。 介质检测，在直齿条、转动链条的链轮、同步带轮等来传递直线位移信息。 3、速度测量 线速度，通过跟仪表连接，测量生产线的线速度 角速度，通过编码器测量电机、转轴等的速度测量 4、位置测量 机床方面，记忆机床各个坐标点的坐标位置，如钻床等 自动化控制方面，控制在牧歌位置进行指定动作。如电梯、提升机等 5、同步控制 通过角速度或线速度，对传动环节进行同步控制，以达到张力控制 光电旋转编码器在工业控制中的应用 -------------------------------------------------------------------------------- 1．概述 在工业控制领域，编码器以其高精度、高分辨率和高可靠性而被广泛用于各种位移测量。 目前，应用最广泛的是利用光电转换原理构成的非接触式光电编码器。光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置。作为一次光电传感检测元件的光电编码器，具有精度高、响应快、抗干

单片机原理及其接口技术实验报告

单片机原理及其接口技术实验指导书 实验1 Keil C51的使用（汇编语言） 一.实验目的： 初步掌握Keil C51（汇编语言）和ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱的操作和使用，能够输入和运行简单的程序。 二.实验设备： ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱一台、具有一个RS232串行口并安装Keil C51的计算机一台。 三.实验原理及环境： 在计算机上已安装Keil C51软件。这个软件既可以与硬件（ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱）连接，在硬件（单片机）上运行程序；也可以不与硬件连接，仅在计算机上以虚拟仿真的方法运行程序。如果程序有对硬件的驱动，就需要与硬件连接；如果没有硬件动作，仅有软件操作，就可以使用虚拟仿真。 四：实验内容： 1.掌握软件的开发过程： 1）建立一个工程项目选择芯片确定选项。 2）加入C 源文件或汇编源文件。 3）用项目管理器生成各种应用文件。 4）检查并修改源文件中的错误。 5）编译连接通过后进行软件模拟仿真。 6）编译连接通过后进行硬件仿真。 2.按以上步骤实现在P1.0输出一个频率为1Hz的方波。 3.在2的基础上，实现同时在P1.0和P1.1上各输出一个频率同为1Hz但电平状态相反的方波。 五：程序清单： ORG 0000H AGAIN：CPL P1.0 MOV R0，#10 ;延时0.5秒 LOOP1：MOV R1，#100 LOOP2：MOV R2，#250 DJNZ R2，$ DJNZ R1，LOOP2 DJNZ R0，LOOP1 SJMP AGAIN END 六：实验步骤： 1.建立一个工程项目选择芯片确定选项 如图1-1所示：①Project→②New Project→③输入工程名test→④保存工程文件（鼠标点击保存按钮）

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单片机原理课程设计 题目: 基于AT89C52的电子时钟设计 姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 年月日 农业大学教务处制

aortiu 目录 摘要 (2) 关键词 (2) 引言 (2) 1设计要求与方案论证 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2系统方案选择方案和论证 (2) 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (2) 1.2.2 显示模块选择方案和论证 (3) 1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (3) 2.系统的硬件设计与实现 (3) 2.1电路设计框图 (3) 2.2系统硬件概述 (3) 2.3主要单元电路的设计 (4) 2.3.1 单片机主控制模块的设计 (4) 2.3.2时钟电路模块的设计 (4) 2.3.3 键盘模块设计 (5) 2.3.4蜂鸣器模块的设计 (5) 2.3.5显示模块的设计 (5) 3.系统的软件设计 (6) 3.1程序流程框图 (6) 3.2程序的设计 (7) 4.系统调试 (7) 4.1软件调试 (7) 4.2硬件调试 (8) 4.3 实验箱调试结果 (8) 5.总结心得体会 (9) 附录一：系统程序 (9)

基于AT89C52的电子时钟设计 指导教师：吕成绪胡飞 摘要：单片机在电子产品中的应用越来越广泛，特别是51系列的单片机，由于其使用方便、价格低廉等优势，在市场上占有很大的份额。AT89C52就是51系列中的一个比较成熟的型号。本设计是一个多功能的实时时钟，带秒表、整点报时、闹铃、调整时间等功能。可按键直接设置闹铃时间。由AT89C51单片机、DS1302、LCD1602等模块组成。现代社会，时间就是金钱，时钟是每个人的必备品。本设计实现了所需功能，给大家带来方便，整体性好、人性化强、可靠性高，实现了时钟的多功能应用。 关键词：电子时钟；DS1302；LCD1602； 引言： 随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子时钟采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该设计以AT89C51单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 综上所述，此电子时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 1.设计要求与方案 1.1 设计要求： (1)启动时显示制作的年、月、日、制作者的学号等信息。 (2)24小时计时功能（精确到秒） (3)整点报时功能。 (4)秒表功能 (5)省电功能模式（未设计） 1.2 系统基本方案选择 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 方案一: 采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。 方案二: 采用AT89S52,片ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51

编码器工作原理

编码器工作原理 Prepared on 22 November 2020

的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器、等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给器，从而调节的输出数据。故障现象： 1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电路来处理。编码器pg接线与参数与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用编码器、专用型编码器等，并且编码器都是智能型的，有各种并行接口可以与其它设备通讯。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。 旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI （同步串行输出）。

单片机原理及接口技术课后答案_(第三版)

单片机原理及接口技术课后答案_（第三版） 第一章 1.单片机具有哪些特点 （1）片内存储容量越来越大。 （2抗干扰性好，可靠性高。 （3）芯片引线齐全，容易扩展。 （4）运行速度高，控制功能强。 （5）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。2. 89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 3.什么是微处理器(CPU)、微机和单片机？ 答：微处理器本身不是计算机，但它是小型计算机或微机的控制和处理部分。微机则是具有完整运算及控制功能的计算机，除了微处理器外还包括存储器、接口适配器以及输入输出设备等。 单片机是将微处理器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机。 4. 微型计算机怎样执行一个程序？ 答：通过CPU指令，提到内存当中，再逐一执行。 5.什么是嵌入式系统？他有哪些类型？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答; 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

它有嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统等。 嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。它从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好的满足面对控制对象，应运系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求。因此，她是典型的嵌入式系统。 第二章 1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 2.89C51的EA端有何用途？ 答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内https://www.wendangku.net/doc/8817617644.html,并执行内部程序，存储器。/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。/EA 端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：ROM（片内ROM和片外ROM统一编址）（使用MOVC）（数据传送指令）（16bits地址）（64KB） 片外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB） 片内RAM（MOV）（8bits地址）（256B） 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：片内RAM有256B 低128B是真正的RAM区 高128B是SFR（特殊功能寄存器）区 5. 简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。 答：片内RAM区从00H~FFH（256B） 其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区 对应的位地址是00H~7FH

高清MP4解码芯片

高清MP4播放器的解码芯片 市场上最常见的全高清方案，分别是Telechips TCC8901方案、索智SC9800方案、Amlogic AML8726-H方案、华芯飞CC1800方案。 一、开启全高清纪元：Telechips TCC8901方案 相关机型：音悦汇T11TE、台电T56 Telechips TCC8901方案来自韩国，采用ARM11+3D加速器主芯片架构，主频600MHz。其系统处理和视频处理是分开的，支持视频硬件解码，兼容的编码包括MJPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 SP、MPEG-4 ASP、MPEG-4 AVC（H.264）、DivX、H.263、WMV9、VC-1、RV等，可播的格式有MKV、AVI、RMVB、MP4、VOB、DAT、MPG、MOV、FLV、TS等。同时支持HDMI输出、OTG功能，用户UI 界面采用开放式，各厂商可自己开发操作界面。 Telechips TCC8901是最早面世的1080P高清解码芯片，成本较贵，驰为P7刚上架的价格为699元，同采用TCC8901的机型价格都偏高。]对采用FLAC无损音频格式的视频支持不够好，外挂字幕支持有待改善，传输速度和续航能力都差强人意。 二、1280P惊世之作：索智SC9800方案 相关机型：艾诺V8000HDS/V9000HDA、驰为P7EOS S、台电C430TH 合智F10 = 索智SC9800 (1280P) 合智F16 = 索智SC9100 (1080P) 合智F10 酷比魔方H880FHDR = 1280P + BBE + HDMI = 399元(950MAH) 酷比魔方B33FHD = 1280P + BBE = 299元(950MAH) 酷比魔方H700 1080P 8G/299元 说起索智芯片大家都不会陌生，在720P时代的时候就是索智率先推出了768P概念，凭借强大的视频支持能力，100MB码流赢得了消费者的心，并且在768P时代就支持PMU电源管理和HDMI输出。在1080P刚开始火热的时候，索智又是发起了1280P的革命，让众多1080P机型受创。 索智SC9800打造一站式高清解决方案，以“全高清解码＋全高清输出＋高速传输＋低功耗”为主打，支持1280P高清解码，兼容H.264（BP/MP/HP）、MPEG-2（MP）、

编码器的工作原理及分类

编码器的工作原理及分类 编码器的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。 故障现象：旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”。。。联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式，必须与编码器pg的型号相对应。一般而言，编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种，其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口，因此选择合适的pg卡型号或者设置合理。 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在增量编码器的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用

《单片机原理与应用》一(含答案)

《单片机原理与应用》期末复习题一 一、填空题： 1．单片微型计算机是一种把（1）中央处理器（CPU）（2）半导体存储器（ROM、RAM）（3）输入/输出接口（I/O接口）（4）定时器/计数器（5）中断系统（6）串行口等部分集成在同一块硅芯片上的有完整功能的微型计算机。 2.十进制数+100的补码=64H，十进制数-100的补码= 9C H 。 3．在8051单片机内部，其RAM高端128个字节的地址空间称为特殊功能寄存器或SFR 区，8051单片机其内部有 21 个特殊功能寄存器，其中11 个可以位寻址。 4．通常单片机上电复位时PC = 0000H，P0～P3 = FFH。SP = 07H，PSW = 00H ，通用寄存器则采用第0组，这一组寄存器的地址范围是从00H 到07H。 5．若PSW为18H，则选取的是第3组工作寄存器。 6．在微机系统中，CPU是按照程序计数器PC 来确定程序的执行顺序的。7．ORL A , #0F0H是将A的高四位置1,而低四位不变。 8．堆栈遵循先进后出（或后进先出）的数据存储原则，针对堆栈的两种操作为PUSH 和 POP 。 9．MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以：位寻址。 10. 8位二进制数，采用补码形式表示带符号数，它能表示的带符号数真值的范围是分别为-128～127。 11．I/O端口作为通用输入输出口时，在该端口引脚输入数据时，应先向端口锁存器进行写“1”操作。 12．MCS51单片机PC的长度为16位；SP的长度为8位，数据指针DPTR的长度为16位。 13．8051片内有256B的RAM ，可分为四个区，00H～1FH为工作寄存器区；20H～2FH为位寻址区；30H～7FH为堆栈、数据缓冲区；80H～FFH为特殊功能寄存器区。 14．半导体存储器中有一类在掉电后不会丢失数据，称为只读存储器，另一类掉电后丢失数据，且通电后也不能自动恢复，称为随机存取存储器。15．程序储存器的主要功能是存储指令和固定常数与表格数据。16．8051在物理结构上只有四存储空间，它们分别是片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器；但在逻辑结构上只有三个存储空间，它们分别是片内外统一编址的64KB程序存储器、片内256B的数据存储器和片外64KB的数据存储器。

常用解码芯片介绍

解码芯片介绍：（排名不分先后） 很多烧友在苦苦寻找哪款解码器最适合自己，那么下面就我一些所知作一下介绍，以便于大家选择，当然也期望高手光临指导，我也在探索研究中。以排名第一的PCM1794/PCM1794，为100分，对解码芯片进行打分。 比较常见的高端解码器芯片有下面那一些： 以下几款只要能设计好，调音好，做好，都可以出最好的声音，效果难分难解，各有特色，各有所长所好。芯片的指标并不代表声音的好坏，关键看周围其他电路设计，决定了最后输出声音的品质。下面的声音解说，都是按照“音乐剑神”的设计调音能力能达到的最高水平。不包括也不保证，其他品牌用同样的芯片，能达到同样效果。我觉得听了及格的没几款。如果发现和我们类同介绍，必是盗版。 多片DAC芯片并联能提高多少效果： 很多客户问，那2片并联或4片并联到底能提高多少效果呢？拿4片16BIT的并联，和1片24BIT的，区别多少？ 并联使用DAC可提高等效比特数，提高转换精度，还原音乐的厚度感和力度感增强。当DAC并联使用时，信噪比、动态范围都会提高，而失真度将会减小，各种误差也被平均化而降低。并联的方法有很多种，风格稍有不同。

大体上说：2个18 bit DAC并联后的转换精度相当于19 bit，4个20 bit DAC并联后转换精度相当于23 bit ，而8个20 bit DAC并联后转换精度相当于24 bit，等等。PCM1704等24 bit DAC出现之前，高档数字音响的24 bit转换精度就是利用多个DAC并联方法得到的。所以4个16 bit的并联，相当于19 bit效果。 从人耳声音听感上来说，区别不可能象技术指标数字上的差距那么大。24BIT的技术指标要比20BIT高16倍，即2的4次方，24BIT的技术指标要比16BIT的高1024倍。所以2并联从技术指标上来，20BIT的就相当于21BIT的了，提高100%，但声音效果是提高10%左右。同理4并联可以提高约20%。所以多片DAC并联，实际听感，并不如很多人想象的可以提高那么多，很多还是商业广告需求。 1，TDA1541：16BIT芯片。飞利浦顶级CD机王，大量采用。虽然是16BIT的，但效果15年前算是一流，中音温暖迷人，音乐味道浓郁。属于温暖甜美类型，适合古典，听人声，是这几款里面最好的。缺点是，解稀力和动态由于是16BIT的限制，稍有不足，但也不差了。制作容易做成功。属于老黄忠了。有的人觉得很好，很喜欢那味道。我估计是他周围器材设备不是最好，声音比较硬，那松暖声音风格，对硬声的器材，有很好的调和作用。但配于更高档的，比如我们音乐剑神的器材，1541的缺陷就暴露无疑问。我个人觉得高音解析力不足，那种高档器材产生的透明度，空灵感，余音绕梁感很缺。中音是温暖，但缺中气，

绝对值编码器工作原理

从增量值编码器到绝对值编码器 旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计 数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。 这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），于是就有了绝对编码器的出现。 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一 组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。 如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编 码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。

单片机原理及接口技术

《单片机原理及接口技术》试卷（闭卷A卷） 一.单项选择题（每题1分，共20分） 1.DPTR为（） A.程序计数器 B.累加器 C.数据指针寄存 器 D.程序状态字寄存 2.PSW的Cy位为（） A.辅助进位标志 B.进位标志 C.溢出标志位 D.奇偶标志位 3.MCS－51单片机片内ROM容量为（） A.4KB B.8KB C.128B D.256B 4.MCS－51单片机片要用传送指令访问片外数据存储器，它的指令操作码助记符是以下哪个？（ ） A.MUL B.MOVX C.MOVC D.MOV 5.direct表示（） A.8位立即数 B.16位立即数 C.8位直接地址 D.16位地址 6.堆栈指针SP是一个（）位寄存器 A.8 B.12 C.13 D.16 7.定时器/计数器工作方式选择中，当M1M0＝11时，其工作方式为（） A.方式0 B.方式1 C.方式2 D.方式3 8.定时器/计数器工作方式0为（） A.13位定时/计数方式 B.16位定时/计数方式 C.8位可自动装入计数初值方式 D.2个8位方式 9.MCS－51的最小时序定时单位是（） A.节拍 B.状态 C.机器周期 D.指令周期 10.＃data表示（） A.8位直接地址 B.16位地址 C.8位立即数 D.16位立即数 11.主频为12MHz的单片机它的机器周期为（） A.1/12微秒 B.0.5微秒 C.1微秒 D.2 微秒 12.MCS-51单片机在同一优先级的中断源同时申请中断时，CPU首先响应（）。 A.外部中断0 B.外部中断1 C.定时器0中断 D.定时器1中断 13.MOVC A ,@A+PC指令对于源操作数的寻址方式是（） A.寄存器间接寻址 B.寄存器寻址 C.立即寻址 D.变地寻址 14. PSEN为（）A.复位信号输入端 B.地址锁存允许信 号输出端 C.程序存储允许输出端 D.程序存储器地址 允许输入端 15.MCS－51单片机的一个机器周期由（）个振荡脉冲组成。 A.2 B.4 C.6 D.12 16.MOVC A ,#30H指令对于源操作数的寻址方式 是（） A.寄存器间接寻址 B.寄存器寻址 C.立即寻址 D.变地寻址 17.计算机能直接识别的语言为（） A.汇编语言 B. 机器语言 C.自然语言 D.硬件和软件 18．PSW的OV位为（） A.辅助进位标志 B.进位标志 C.溢出标志位 D.奇偶标志位 19．在单片机中（）为程序存储器。A．ROM B. RAM C.EPROM D.EEPROM 20．能用紫外线光擦除ROM中的程序的只读存储器为（） A.掩膜ROM B.PROM C.EPROM D.EEPROM 二、填空（每题 2 分，共 10 分） 1、从单片机系统扩展的角度出发，单片机的引脚可以构成三总线结构，即总线、地址总线和总线。 2、ALE信号的作用是。 3、MOV A，40H 指令对于源操作数的寻址方式是 寻址。 4、PC存放的内容为： 。 5、MCS-8051系列单片机字长是位，有 根引脚。 三、简答题：（共 25 分） 1、什么是单片机？简述单片机的应用领域。（15 分） 2、什么叫中断？中断有什么特点？（10 分） 四.已知：（R1）=32H,(30H)=AAH,(31H)=BBH,(32H) =CCH,求执行下列指令后累加器A.50H.R6.32H.和P 1口中的内容。(10分) MOV A ,#30H MOV 50H ,A MOV R6 ,31H

杰理AC1074 MP3解码芯片ic方案说明

AC1074方案说明 一、简介 AC1074是杰理2016年中旬推出的一款mp3解码芯片,QSSOP24封装的，支持MP3和WAV。24位的DAC 输出[这个参数含水分]。这款芯片的主要目的是替代AC1094，为了降低成本 AC1074和AC1094是完全pin对pin的，但是封装不同 二、杰理方案的分类说明 系列分类对应的芯片目前版本封装备注 2系列已经停产，无需关心 1系列AC1090E版LQFP48多GPIO口AC1094E版SSOP24 AC1093E版SSOP24 AC1082E版SOP16 AC1074E版QSSOP24替代AC1094 1系列的特点单价低，2013年推出的，生命周期要长。支持MP3、WAV。不支持录音和WMA解码 3系列AC3090-C C版LQFP48带录音AC3094-C C版SSOP24 AC3082-C C版SOP16 3系列的特点是单价高，支持录音和WMA格式的解码，生命周期可能会短 4系列[蓝牙方向]AC4101目前主推的蓝牙芯片 AC4106低成本蓝牙基本停产无需关心AC4107目前主推低成本蓝牙，AC4109争对蓝牙耳机应用 4系列的特点是芯片为ARM内核，时钟最高128M，分别应用在蓝牙和语音识别，QQ：2491352264 AC46系列AC4601LQFP48支持点阵屏 AC4602SSOP28 AC4603SSOP24 AC4605SSOP20 AC46系列，是单芯片的蓝牙芯片，目前是主推的蓝牙方案[插卡+蓝牙+FM]，但是缺点就是功耗比较大 杰里的所有系列的芯片，都是一个晶圆，只是根据不同的需求，进行不同方式的封装，也就是说1系列里面SOP16和LQFP48封装的晶圆是一样的

旋转编码器工作原理

增量式旋转编码器工作原理 增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。 下面对增量式旋转编码器的内部工作原理（附图） A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。 当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。 通过输出波形图可知每个运动周期的时序为 A B 1 1 0 1 0 0 1 0 A B 1 1 1 0 0 0 0 1 我们把当前的A,B输出值保存起来，与下一个A,B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向， 如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，除以所消毫的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。

S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。 旋转编码器只有增量型和绝对值型两种吗?这两种旋转编码器如何区分?工作原理有何不同? 只有增量型和绝对型 增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量. 增量型测小角度准,大角度有累积误差 绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 编码器的原理: 编码器的原理与应用 编码器是一种将角位移转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿条或螺旋杆结合在一起，也可于控制直线位移。 编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度盘是由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子和图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。 增量型编码器 增量型编码器一般给出两种方波，它们的相位差90度，通常称为通道A和通道B。只有一个通道的读数给出与转速有关的信息，与此同时，通过所取得的第二通道信号与第一通道信号进行顺序对比的基础上，得到旋转方向的信号。还有一个可利用的信号称为Z通道或零通道，该通道给出编码器轴的绝对零位。此信号是一个方波，其相位与A通道在同一中心线上，宽度与A通道相同。 增量型编码器精度取决于机械和电气的因素，这些因素有：光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性，误差存在于任何编码器中。 编码器如以信号原理来分，有增量型编码器，绝对型编码器。增量型编码器(旋转型) 工作原理： 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向 ，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

单片机原理及应用课后答案

第1章单片机概述参考答案 1.1 答：微控制器，嵌入式控制器 1.2 答：CPU、存储器、I/O口、总线 1.3 答：C 1.4 答：B 1.5 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 1.6 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。 1.7 答：因为MCS-51系列单片机中的"MCS"是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。 1.8 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 1.9 单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。 1.10 广义上讲，凡是系统中嵌入了"嵌入式处理器"，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为"嵌入式系统"。但多数人把 "嵌入"嵌入式微处理器的系统，称为"嵌入式系统"。目前"嵌入式系统"还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的"嵌入式系统"，多指后者。 第2章 AT89S51单片机的硬件结构 1．答：AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：（1）1个微处理器（CPU）；（2）128

编码解码芯片SC2262_IR介绍

，编码芯片SC2262-IR芯片原理简介：SC2262-IR是2262系列用于红外遥控的专用芯片，它是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，SC2262-IR最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供531441地址码，SC2262-IR最多可有6位(D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于遥控发射电路。 编码芯片SC2262-IR发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当有按键按下时，SC2262-IR得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号。SC2262-IR 的管脚图如图1所示，管脚说明如表1所示，性能参数如表2所示。 SC2262-IR特点：CMOS工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范围宽：2.6～15v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。应用范围：车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控。 图1 管脚图

●功能描述 1.红外工作方式 位码 位码是编码波形的基本单元，可分为AD位（地址、数据位）和SYNC 位（同步位），根据相应端子电平的低、高、或悬空状态，AD 位可对应分别置为“0”，“1”或“f”，每位波形由两个脉冲周期构成，每个脉冲周期含有16个时钟周期，详见图2： 图2 图2中，a＝2×时钟振荡周期（时钟振荡周期在芯片16脚用示波器测得），位“f”仅对码地址有效。同步位的长度是4个AD位的长度，含一个1/8AD位宽度的脉冲。详见图3： 图3 地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“f”也就是地址码的“悬空”。 字码 一组位码构成了字码，字码由12位AD 位码再紧跟1位SYNC 位码构成，参阅下表：

车轮传感器、旋转编码器工作原理

车轮传感器、旋转编码器工作原理 对于工业控制中的定位问题，一般采用接近开关、光电开关等装置。随着工控的不断发展，出现了旋转编码器，其特点是： 1、信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置； 2、柔性化：定位可以在控制室柔性调整； 3、安装方便和安全、使用寿命长。 一个旋转编码器，可以测量从几个微米到几十几百米的距离。多个工位，只要选用一个旋转编码器，就可以避免使用多各接近开关、光电开关，解决现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。 由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。 4、多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。 5、经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器，安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长。 鉴于以上优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。 编码器（encoder）是将物理信号编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号的一种设备。应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺。 旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90

度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 增量型编码器(旋转型)工作原理: 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。 信号输出: 信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL 也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。 信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。 如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。