微型嵌入式自编程控制器MEAPC.docx

1、微型嵌入式自编程控制器MEAPC微型嵌入式自编程控制器MEAPC智能可编程控制电路，具有电路简单，控制方法灵活多变等优点，用它取代传统的纯硬件控制电路，已成为发展趋势。近年来由于单片机的流行，用单片机制作的可编程控制器非常多。但能熟练运用单片机的人并不多。究其原因： 1：学习单片机的设备费用高。 2：单片机的功能复杂，非一般人能轻易掌握。1、学习单片机的门槛太高单片机不仅是一门理论学科，同时又是一门应用学科，而实践是学习单片机的主要方法。但是能实践必须具有：PC机、仿真器、编程器。这三样设备全部具备，少则3000元，多则上万元。即便购齐了上述设备，又要面临如何学习使用：PC机、仿真器、编程器的

2、问题。试想一个50岁没有学习过单片机技术的老电子工程师，还会去学习吗？一个青少年又如何入门呐？2、单片机的功能复杂、指令太多 以现在最流行的单片机MCS-51为例，它的功能虽不算多，但是指令却有115条。许多实际应用却只用其中少数的指令和内部功能。对一些非专业人员就没有必要全部掌握。这样可以减轻学习的负担。 针对上述问题，本人根据自身多年使用单片机的经验，设计了一种微型、廉价的完全脱离：PC机、仿真器、编程器的集开发、学习、应用于一身的开发设备：微型嵌入式自编程控制器MEAPC。3、MEAPC控制器简介 MEAPC控制器简单易学，只有43条指令。凡具有数字电路基础的人，可以在1、2个小时内上手

3、。它可以反复编程几万次。编制的程序可以任意备份。在：灯光、电机、开关逻辑等控制中，可以取代纯数字电路，成本低廉。 MEAPC在工业应用时，可以看成是一个具有13个I/O口、上千个软继电器的可编程控制器(PLC)。而在学习时，又可看作是一个简易的可以自编程的单片机，无须其他开发设备。 MEAPC控制器的组成MEAPC由MEAPC-C主控板和MEAPC-P编程板两部分组成（见图2-1） MEAPC-C主控板是一块带有单片机的可重复编程的控制板，它由使用者插入MEAPC-P编程板编程，编程完毕后将它插入应用电路中即可工作。单片机中固化了一套监控程序（MEAPC-V3.0），负责管理MEAPC-P编程

4、板的编程和运行输入的用户程序。 MEAPC-P编程板是一块带有键盘、LED显示的编程板，用户必须用它将编制的程序输入MEAPC-C主控板。它可以多次使用。 2-1 MEAPC-C主控板的引脚功能MEAPC-C的引脚见图2-2，上电后的初始值见表2-2。MEAPC-C主控板的引脚 图2-2 MEAPC-C主控板的引脚 表：2-1管脚地址管脚地址1+5V电源10P9 I/O脚，地址：09H2P1 I/O脚，地址：01H11P10 I/O脚，地址：0AH3P2 I/O脚，地址：02H12P11 I/O脚，地址：0BH4P3 I/O脚，地址：03H13P12 I/O脚，地址：0CH5P4 I/O脚，地

5、址：04H14P13 I/O脚，地址：0DH6P5 I/O脚，地址：05H15RST：复位脚 (高电平)7P6 I/O脚，地址：06H16SCL：I2C时钟脚（悬空）8P7 I/O脚，地址：07H17SDA：I2C数据脚（悬空）9P8 I/O脚，地址：08H18GND：电源地上电后的初始值 表：2-216个位的状态16个寄存器的初始值P0=P14=P15=0；P1P13=1R0R15=0 2-2 MEAPC-C主控板的内部资源MEAPC-C主控板具有以下内部资源：1具有13根I/O线：P1P13 输入时：吸收电流20uA输出时：灌入电流：20mA ；导出电流：4mA其中P11具有负脉冲检测功能

6、，可以计数，最高频率500KHz2内部有16个位：P0P15 。 其中P1P13是I/O线，P0、P14、P15是用户使用位；启动计数器T0后，P15是T0溢出标志位。316个内部RAM字节：R0R154256个外部FlashRam字节：00FFH 5一个16位可编程硬件计数器：T06一个模拟SPI通讯口。7具有1。5K的程序存放空间（使用E224C16），可存放近：1500条指令。8指令平均执行速度：400uS 2-3 MEAPC-C主控板的内存分布MEAPC-C主控板的内存分布见图2-3，它可以寻址2K的地址范围。其中：16个位的地址：0FH；16个RAM的地址：0FH；256个外部存储器

7、字节的地址：00FFH；系统子程序的地址：1001FFH；用户程序的地址：200H7FFH202H7FFH15K程序空间200H201H程序长度100H1FFH系统子程序空间00HFFH外部FLASHRAM16个位16个RAMMEAPC-C主控板的内存分布 图2-3 2-4 MEAPC-P编程板的引脚功能MEAPC-P编程板负责为MEAPC-C主控板编程，它自带一个2K的备份程序存储器，便于复制程序；两位LED数码管显示指令和数据；5个按键负责将指令、数据输入MEAPC-C主控板。1、MEAPC-P编程板的引脚（见图2-5）2、MEAPC-P编程板的按键分布（见图2-4） MEAPC-P编程板

8、的按键功能 表：2-2键号功能键号功能K1LED数码管的数值加一K4确认并存入E224K2LED数码管的数值减一K5复位MEPAPC-CK3右移一位点击进入：MEAPC介绍资料2第三章 MEAPC指令表 MEAPC的指令系统由43条指令组成。可完成：位运算、数值运算、逻辑运算、移位、跳转等功能。有一个“布尔处理器 P0”，通过它可以处理大量的位数据信息，在工控中非常有用。同时还有一些特殊功能的“宏指令”。只需少量的代码就可方便地完成各种复杂的智能电路的设计。用它取代一些传统的继电器控制电路易如反掌！MEAPC的指令系统（见表3-1）。自编程控制器MEAPC-C1指令表 表：3-1序号指令助记符

9、字节说明位处理指令10xCLR Px1Px=0 ；x0FH21xSET Px1Px=132xIN Px1P0=Px43xOUT Px1Px=P054xAND Px1Px与P0，结果在P065xOR Px1Px或P0，结果在P076xNOT Px1Px取反，结果在Px寄存器处理指令87xINC Rx1Rx=Rx+198xDEC Rx1Rx=Rx-1109xCHE Rx1交换R0，Rx中的内容11AxADC Rx1带P0位加法： R0=R0+Rx+P012BxBx1指定标号：x=0F13CxJMP x1跳转到指定标号：x=0F14ExMRx,#d2赋值：Rx=#d ；d=0255宏处理指令15F0

10、JP01P0=0，跳过一行16F1JR01R0=0，跳过一行17F2LRP 1R0带P0位左循环移1位18F3MRP1R0中的内容并行送到P1P8口19F410mS1延时 10毫秒20F5100mS1延时 100毫秒21F61S1延时 1秒22F7ST01将R0R1中的值送入T0计数器后，启动T0计数器23F8RT01读出T0计数器的值，存入R0R1中，P15溢出标志。24F9CT01关闭T0计数器，并读出T0计数器的值，存入R0R125FABCD1R0R1中16位二进制数转换成BCD码，存入R0R1R2R3R426FBSEG1用R0中的序号，读取相应的字符段码，存入R027FCSPI1当P0

11、=0时：R0中的值从低位开始，串行输出到P1口，P2输出8个移位负脉冲；当P0=1时：将P1口的数据串行输入到R0中，P2输出8个移位负脉冲。28FDWRE1将R0中的值写入R1指定的E224单元。（范围：0255）29FERDE1读取R1指定的E224单元的值，存入R0。（范围：0255）30FFPWN1进入掉电状态。31D0REP1返回到程序的开始行32D1AND1R0与R1，结果在R033D2OR 1R0或R1，结果在R034D3NOT 1R0取反，结果在R035D4JMP R141上跳R14中指定的行数，范围（0255）36D5JMP R151下跳R15中指定的行数，范围（0255）伪

12、指令37D9SEE查看程序的长度，并写入E224中，地址：200H，201H38DACOPYM 控制板上E224中的值复制到编程板上E224中编程板上E224中的值复制到控制板上E224中编程指针倒退3行编程指针回到第1行编程指针回到中间行编程指针回到最后1行39DBCOPYS40DCBACK41DDSTART42DEMID43DFEND说明：16个位：P0P15地址：0FH。P1P13对应13根I/O线；P0、P14、P15用户自定义位。P11口是外部脉冲输入脚。当使用T0计数器时，P15做溢出标志。 16个8位寄存器：R0R15地址：0FH。 256个8位E224存储器，地址：00HFFH

13、。 X的范围：0F D的范围：0FF 第四章 指令系统使用详解本章以指令的序号顺序，叙述每条指令的功能并举例。除了指令：MRx是2字节外，其余均是单字节指令。使用时请注意以下几点：1、D9DF指令是伪指令，不会写入EE24中。2、P代表：位。3、R代表：8位寄存器。4、只有指令：ADC Rx 影响P0位。5、Bx指令为程序提供了16个标号，便于编程。如果不够用，可以使用：JMPR14、JMPR15指令完成间接跳转（详见MEAPC-C1指令表3-1）。6、输入数据必须采用16进制。16进制表示：xxH ；10进制：xx ；2制：xxB。编写程序时为了便于阅读，助记符的数字一般采用10进制书写。数

14、字：015的十进制、二进制、十六进制之间转换关系见表4-1 十进制、二进制、十六进制之间转换关系 表：4-1十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制000000000B00H800001000B08H100000001B01H900001001B09H200000010B02H1000001010B0AH300000011B03H1100001011B0BH400000100B04H1200001100B0CH500000101B05H1300001101B0DH600000110B06H1400001110B0EH700000111B07H1500001111B0FH 4-1 位操作指令1：

15、 0x CLR Px ；x=0F例： 已知：P0=1 执行： 00 CLR P0 ；P0位清零结果：P0=02： 1x SET Px ；例： 已知：P15=0 执行： 1F SET P15 ；P15位置1结果：P15=13： 2x IN Px ；x=0F例： 已知：P7=1 ；P0=0 执行： 27 IN P7 ；读入P7位的数据到P0位结果：P0=14： 3x OUT Px ；例： 已知：P8=0 ；P0=1 执行： 38 OUT P8 ；P0位的数据送到P8位结果：P8=15： 4x AND Px ；x=0F例： 已知：P10=0 ；P0=1 执行： 4A AND P10 ；P10位逻辑与

16、P0位，结果送P0位。结果：P0=06： 5x OR Px ；例： 已知：P11=0 ；P0=1 执行： 5B OR P11 ；P11位逻辑或P0位，结果送P0位。结果：P0=17： 6x NOT Px ；x=0F例： 已知：P12=0 执行： 6C NOT P12 ；P12位取反，结果送P12位结果：P12=1 4-2 寄存器指令8： 7x INC Rx ；x=0F例： 已知：R2=3 执行：70 INC R2 ；R2寄存器加1，不影响P0位结果：R2=49： 8x DEC Rx ；x=0F例： 已知：R1=8 执行：81 DEC R1 ；R1数据减1结果：R1=710： 9x CHE Rx

17、例： 已知：R0=8；R10=15 执行：9A CHE R10 ；R10和P0的数据交换结果：R0=15；R10=811： Ax ADC Rx ；例： 已知：R0=5；P0=1；R10=20 执行：AA ADC R10 ；R10加P0位加R0，结果送R0结果：R0=2612： Bx Bx ；产生标号例： 00 CLR P011 SET P1B0 B0：B002 CLR P263 NOT P370 INC R0C0 JMP B013： Cx JMP x ；见Bx指令14： Ex MRx ，#d ；（2字节）例： 已知：R5=8； 执行：E5 C8 MR5，#200 ；200送入R5寄存器结果：R

18、5=200 4-3 转移指令15： F0 JP0 如果 P0位=0 ，则跳过一行 ，否则 顺序执行例：（采用间接跳转指令：JMP R14） EE 02 MR14 ，#2 ；设置上跳转的行数。L0： ；标号00 P0=0 ；P0=0F0 JP0 ；跳行 D4 JMP R14 ；上跳2行 （见指令表）L1： ；继续执行 。 程序将进入L1标号继续执行，如果令P0=1，则程序进入L0标号执行。例：（采用标号指令：Bx）。B0：B0 B000 CLR P0SET P0 F0 JP0 ；跳行C0 JMP B0 ；跳到B0行 ；继续执行。16： F1 JR0 ；当R0=0 则跳行 （见JP0指令）17：

19、F2 LRP ；例： 已知：R0=5；（00000101B）；P0=0 执行：F2 LRP ；R0代P0位循环左移1位，结果送R0结果：R0=0A0 （00001010B） 18： F3 MRP ；R0的值8位并行送到P1P8位，P1对应低位。例： 已知： R0=0FFH ；P1P8=0E0 FF MR0，#0FFHF3 MRP 结果： R0=0FF ；P1P8=11921： F4，F5，F6 ；延时不同时间 （见指令表）例4-1： 延时3S程序 程序1：EE 03 MR14 ，#3 ；设定上跳的行数 E0 32 MR0 ，#3 ；赋值R0=3L0：F6 1S ；延时1S80 DEC R0 ；

20、R0=R0-1F1 JR0 ；R0=0 跳行到L1执行 D4 JMP R14 ；上跳3行L1：。程序2：F6 1SF6 1SF6 1S程序进入延时后，计数器不影响工作。2224： 控制计数器T0的指令，要求外部脉冲是下降沿。F7 ST0 ；将R0R1中的值送入T0计数器，启动T0计数器F8 RT0 ；读出T0计数器的值，存入R0R1中，P15溢出标志。F9 CT0 ；关闭T0计数器，并读出T0计数器的值，存入R0R1中 说明： RT0 指令采用了“飞读”方法，不会产生错相。例4-2： 记录外部5个脉冲后，停止计数并使P1=1（采用比较法实现）CLR P1 ；清P1=0 E0 05 MR0 ，#

21、05 ；设置5个脉冲DB NOT ；求R0的补码70 INC R0 ；+192 CHE R2 ；R2=FBH （05的补码） E0 00 MR0 ，#0 ；R0清 0E1 00 MR1 ，#0 ；R1清0EE 04 MR14 ，#04 ；上跳4行F7 ST0 ； 启动T0计数L0： F8 RT0 ；读T0 放入R0R1（16位2进制，R0是高位）91 CHE R1 ；交换R0，R1A2 ADC R2 ；R0=R0+R2F1 JR0 ；等于5个脉冲，跳行D4 JMP R14L1：F9 CT0 ；停止T0计数 11 SET P1 ；P1=1。例4-3： （采用T0溢出法实现。）01 CLR P1E

22、0 FF MR0 ，#0FFH ；R0R1=FFFB+5=10000 溢出E1 FB MR1 ，#0FBH ；0F CLR P15 ；清标志EE 02 MR14 ，#02 ；上跳2行F7 ST0 ； 启动T0计数，T0=0FFFBHL0： 2F IN P15 ；P0=P15F0 JP0 ；等待溢出，跳1行D4 JMP R14L1：F9 CT0 ；停止T0计数 11 SET P1 ；P1=1。25： FA BCD ；2进制转换成10进制例4-4： 把：16进制数：033FFH 转换成10进制数E0 33 MR0 ，#33HE1 FF MR1 ，#0FFH ；设置数据：033FFHFA BCD ；

23、转换结果： R0=01（万）；R1=3（千）；R2=3（百）；R3=1（十）；R4=1（个）033FFH=1331126： FB SEG ；提取相应数字的字符码 （见字符码表4-1） 例4-5： 已知：R0=9FB SEG 结果： R0=01111111B ；“9”的字符码按ABCDEFGH从高到低排列。例4-6： 显示“9。”E0 09 MR0，#09 ；R0=9E1 20 MR1，#32 ；间隔系数3200 CLR P0 ；清P0A1 ADC R1 ；指向“9。”FB SEG结果： R0=1111111111111B；“9。”的字符码字符码 表：4-2序号字符字符码序号字符字符码0“0”1

24、1111100B21“o”00111010B1“1”01100000B22“P”11001110B2“2”11011010B23“q”11100110B3“3”11110010B24“r”00001010B4“4”01100110B25“S”10110110B5“5”10110110B26“U”01111100B6“6”10111110B27“u”00111000B7“7”11100000B28“ ”00000000B8“8”11111110B29“8.”11111111B9“9”11110110B30“-”00000010b10“A”11101110B31“t”00011110b11“b”0

25、0111110B32“0.”11111101B12“C”10011100B33“1.”01100001B13“d”01111010B34“2.”11011011B14“E”10011110B35“3.”11110011B15“F”10001110B36“4.”01100111B16“H”01101110B37“5.”10110111B17“L”00011100B38“6.”10111111B18“N”11101100B39“7.”11100001B19“n”00101010B40“8.”11111111B20“O”11111100B41“9.”11110111B说明字符码的排列顺序：a b c

26、 d e f g h= D7 D6 D5 D4D D3D D2D D1D 027： FC SPI ；建立SPI接口，P1：数据，P2：时钟说明：当P0=0时：输出数据，P2脚输出8个脉冲。当P0=1时：输入数据，P2脚输出8个脉冲。 见波形图4-1：D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7P1 P21 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 P0=0：写时序 P0=1：读时序28： FD WRE ；写数据到E224单元例3： 把数据28H 写入E224的30H单元。E1 30 MR1，#30H ；设置E224的地址E0

27、28 MR0，#28H ；数据28H放入R0FD WRE ；写入29： FE RDE ；从E224单元读数据例3： 把E224的30H单元的数据读出。E1 30 MR1，#30H ；设置E224的地址FE RDE ；读出结果： R0=28H30： FF PWN ；停机并进入掉电状态程序结束后，进入掉电状态，降低功耗。 31： D0 REP ；程序返回首行继续执行例： 在P1脚产生宽度约：800uS的脉冲串61 NOT P1D0 REP ；返回3234： D1 AND ；R0逻辑“与”R1，结果在R0D2 OR ；R0逻辑“或”R1，结果在R0 D3 NOT ；R0取反，结果在R0例： R0=0FFH ；R1=01 ；求 R0“与”R1E0 FF MR0 ，#0FFH E1 01 MR1 ，#01D1 AND结果： R0=01H ；R1=01H 例： R0=0FFH ；R1=01 ；求 R0“或”R1E0 FF MR0 ，#0FFH E1 01 MR1 ，#01D2 OR结果： R0=