【正文】 器（E 2PROM）的低壓、高性能 8 位 CMOS微型計(jì)算機(jī)。 *本系統(tǒng)在工作、參數(shù)設(shè)定的兩種模式下實(shí)現(xiàn)三鍵輸入（復(fù)用） 。 本設(shè)計(jì)的中心即設(shè)計(jì)一個(gè)含有特定功能的典型單片機(jī)系統(tǒng)。ABSTRACTThe intelligence simulation load of movement controlled is aimed at experiment of movement controlled system in automation specialized subject, which is designed to record to load action and the need of change rules. The intelligence load is order to satisfy many kinds of loads action and the need of change rules which is in industry test today and scientific research test, which is used in inferring to puter’s control and professional electrician and electron and electric power and so on, it need master microputer’s work elements and using technology of intelligence simulation and intellective apply technology. Hardware is mainly dealing with design of microputer system, which contains nonpolarity input, three keys input in two models, RS485 normal munication, model MCS—51 series microputer system and so on.關(guān)鍵詞：模擬負(fù)載，單片機(jī)系統(tǒng)，RS485 串行通信，光電耦合器，驅(qū)動(dòng)電路， E2PROM 存儲(chǔ)器，Key Words:Simulation Load，Micro Computer System，RS—485 Series 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2Communication， Photoelectrical Coupling， Drive Circuit，E 2PROM Memory Cell.目 錄1 緒 論 ………………………………………………………………………………… 3 課題的名稱和課題背景 ……………………………………………………… 3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究狀況 ………………………………………………………… 4 主要工作 ………………………………………………………………………… 5 論文的結(jié)構(gòu)安排………………………………………………………………… 52 單片機(jī)的工作原理及應(yīng)用 ……………………………………………………… 7 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………………………… 7 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 7 本模擬負(fù)載對(duì)單片機(jī)型號(hào)的選取…………………………………………… 93 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 11 系統(tǒng)在兩種模式下的三鍵輸入（復(fù)用）……………………………… 11 X5045 芯片在系統(tǒng)中的應(yīng)用 ……………………………………………… 11 X5045 芯片的引腳及特點(diǎn)………………………………………………… 11 X5045 芯片在控制系統(tǒng)中與單片機(jī)的接口……………………………… 12 RS—485 標(biāo)準(zhǔn)通訊口 ………………………………………………………… 13 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………………… 14 75176 芯片的隔離 ………………………………………………………… 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3144 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………… 17 LED 顯示器……………………………………………………………………… 17 LED 的選擇…………………………………………………………………… 17 LED 的驅(qū)動(dòng)和顯示…………………………………………………………… 18 顯示器的驅(qū)動(dòng) ………………………………………………………………… 195 負(fù)載部分 …………………………………………………………………………… 226 原理圖的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 247 電路板的印制……………………………………………………………………… 268 附 錄: 開題報(bào)告 ………………………………………………………………… 27 中期報(bào)告 ………………………………………………………………… 31 相應(yīng)外文資料翻譯……………………………………………………… 32系統(tǒng) SCH 圖致 謝設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 41 緒 論1. 1 課題的名稱、課題背景本課題名稱為“運(yùn)動(dòng)控制的智能模擬負(fù)載” 。西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 1運(yùn) 動(dòng) 控 制 的 智 能 模 擬 負(fù) 載——硬 件 部 分摘 要 運(yùn)動(dòng)控制的智能模擬負(fù)載，是針對(duì)自動(dòng)化專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)負(fù)載對(duì)象及其變化規(guī)律的要求而設(shè)計(jì)的。 為了滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試、科研測(cè)試中對(duì)不同負(fù)載對(duì)象及其變化規(guī)律的需求，涉及計(jì)算機(jī)控制、電力電子應(yīng)用等技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)近年來得以迅猛發(fā)展。 *采用無極性輸入，模塊可以接收任意極性直流供電。利用軟件編程實(shí)現(xiàn)此功能。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。RS485 接口在不同的使用場(chǎng)合，對(duì)芯片的要求也不同。1. 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究狀況 近年來，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。此系統(tǒng)是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，通過與單片機(jī)的通信，按命令單片機(jī)產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)。單片機(jī)負(fù)責(zé)從工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上接收命令，并將其轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號(hào)，從并行口發(fā)出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。涉及到計(jì)算機(jī)控制、專業(yè)電工、電子、電力電子應(yīng)用等技術(shù)、掌握單片機(jī)工作原理及應(yīng)用技術(shù)的模擬負(fù)載及其智能化技術(shù)。第二章 單片機(jī)工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ)。第四章 顯示部分系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。第六章 原理圖的設(shè)計(jì)第七章 電路板的印刷第八章 開題報(bào)告中期報(bào)告相應(yīng)外文資料翻譯系統(tǒng) SCH 圖致 謝設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 72 單片機(jī)工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ) 單片機(jī)的應(yīng)用 在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)；從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想象的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和成本低的解決辦法。片內(nèi)帶一個(gè) 4KB 的 Flash 的程序存儲(chǔ)器兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器3 個(gè)程序保密位對(duì)端口寫 1 時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。驗(yàn)證時(shí)要加上拉電阻。在 Flash 編程時(shí)，P1 接受低 8 位地址。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 送出高 8 位地址。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)四個(gè) TTL 的輸入（吸收/輸出電流方式） 。 P30 RXD （串行輸入端口）P31 TXD （串行輸出端口）P32P33P34 T0 （定時(shí)器 0 外部輸入）P35 T1 （定時(shí)器 1 外部輸入）P36P37：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址存儲(chǔ)允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ） 。：外部訪問允許端。利用軟件編程實(shí)現(xiàn)此功能。在這里，我將采用型號(hào)為 SN75LBC176，它的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)為 32，采用半雙工通訊。*本設(shè)計(jì)使用到芯片 X5045，它是帶有硬件寫保護(hù)功能的串行 E2PROM，其接口兼容SPI 總線規(guī)范，通過一對(duì)串行時(shí)鐘、數(shù)據(jù)線對(duì)片內(nèi)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫。 西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 113 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)在兩種模式下的三鍵輸入（復(fù)用） 此系統(tǒng)利用三鍵式輸入，即在工作模式、參數(shù)設(shè)定兩種狀態(tài)下有不同的作用。 X5045 在系統(tǒng)中的應(yīng)用 X5045 的引腳及特點(diǎn) 芯片選擇輸入，看門狗復(fù)位輸入；SI 串行輸入；SO 串行輸出；SCK 串行時(shí)鐘輸入； 寫保護(hù)輸入；Vss 地；Vcc 電源電壓；RESET 復(fù)位輸出。上電復(fù)位及低電壓檢測(cè)，即在上電和 Vcc 低于檢測(cè)門限時(shí)，RESET 輸出高電平；如允許看門狗定時(shí)器工作且 保持高電平時(shí)間長(zhǎng)于看門狗超時(shí)周期，RESET 輸出高電平復(fù)位信號(hào)；每字節(jié)擦寫次數(shù)可達(dá) 10 萬次、數(shù)據(jù)可保存 100 年；進(jìn)入設(shè)置參數(shù)首先顯示第一項(xiàng)原設(shè)置參數(shù)（如量程下限） ，同時(shí)顯示一西 安 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 13位標(biāo)記位（標(biāo)記參數(shù)性質(zhì)既現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置修改狀態(tài)） 。工作狀態(tài)期間,在單片機(jī)的 RAM 區(qū)內(nèi)放置從 X5045 的 3 個(gè)區(qū)域取出的、經(jīng)表決處理的用戶設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用，并不斷刷新（在主程序的每個(gè)循環(huán)中讀取一次 E2PROM）以保證其正確性。正常工作狀態(tài)時(shí) 為低電平，X5045 的寫操作被禁止，以防止干擾信號(hào)發(fā)生作用。我們最熟悉的關(guān)于串行通信接口的名詞可能就是 COM 與 USB 了，因?yàn)樗鼈兌际钱?dāng)代 PC 機(jī)必備的串行通信接口。RS—485 標(biāo)準(zhǔn)RS—232 是異步串行通信中應(yīng)用最早，也是目前應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口技術(shù)之一。RS—485 不僅傳輸距離遠(yuǎn)，通信可靠，而且使用單一+5V 或+3V 電源，邏輯電平與傳輸數(shù)字電平邏輯 TTL 兼容，此外對(duì)傳輸介質(zhì)物理層沒有任何嚴(yán)格要求，只需普通雙絞線即可簡(jiǎn)便地組成網(wǎng)絡(luò)。 為發(fā)光二極管與光電晶體管(附基極端子)封裝的光電耦合器,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封,內(nèi)部電路見上。2 硬件電路的設(shè)計(jì)本方案以 AT89C51 單片機(jī)自帶異步通信口，外接 SN75LBC176 芯片轉(zhuǎn)換成 485 總線為例。此處采用 TIL117。光電耦合器的電流傳輸比 CRT 的定義是 CRT＝i2／i1100%。 其他類似情況同上。通過七個(gè)發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母、以及其他符號(hào)。? 共陰極接法把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。各代碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0顯示位 Dp g f e d c b a本方案采用共陰極接法。當(dāng)顯示一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管就恒定的導(dǎo)通或截止。但 N 位 LED 要求有 N8 位 I/O 口線，占用 I/O 口線太多，使用的電路硬件卻比較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用 CPU 的時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板的空間。因此，在每個(gè)瞬間，N 位 LED 只可能顯示相同的字符，要想每一個(gè) LED 顯示不同的字符，必須用另外一個(gè) I/O 口控制各個(gè) LED 顯示器公共陰極輪流接地的方法，逐一掃描點(diǎn)亮，使每個(gè) LED 顯示該位應(yīng)該顯示的字符。 LED 的驅(qū)動(dòng)和顯示——主要是設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管和單片機(jī)的接口電路，以及利用單片機(jī)對(duì) LED 數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和顯示操作。（1）串行驅(qū)動(dòng)