【正文】 精度調(diào)試 STC89C51 單片機(jī)邊沿觸發(fā)中斷響應(yīng)時(shí)刻的測(cè)量 : 由于 STC89C51系列具有很強(qiáng)的片內(nèi)功能和指令系統(tǒng)，因而使單片機(jī)的應(yīng)用發(fā)生了一個(gè)飛躍，這個(gè)系列的產(chǎn)品也很快成為世界上第二代的標(biāo)準(zhǔn)控制器。單片機(jī)正常運(yùn)行，在數(shù)碼管上顯示 。 由分到合 是指首先按邏輯功能將用戶(hù)系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的器件全部從用戶(hù)系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。 由近及遠(yuǎn) 是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行 第四步： 聯(lián)機(jī)檢查。 第二步： 用萬(wàn)用表測(cè)試 。 第四章 硬件檢測(cè)與調(diào)試 硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器 (萬(wàn)用表、示波器 )等，檢查用戶(hù)系統(tǒng)硬件中存在的故障。 28 27如下圖所示： 圖 布線(xiàn)后的 PCB 板 淚滴焊盤(pán) 是指印制板上的焊盤(pán)與銅箔走線(xiàn)之間 ,用線(xiàn)連接為淚滴狀 ,用來(lái)增強(qiáng)焊盤(pán)的機(jī)械強(qiáng)度。優(yōu)先級(jí)設(shè)定： VCC的優(yōu)先級(jí)最高， GND其次，最后是其他 other。 系統(tǒng)電路總原理圖 完成各個(gè)模塊后就要完成整個(gè)系統(tǒng)的接線(xiàn)，為了提高系統(tǒng)的抗干擾性，在各個(gè)集成元件上分別加一個(gè)瓷片電容。如果我們要 1 秒鐘點(diǎn)亮 4 只數(shù)碼管 50 次，那么一只數(shù)碼管大概要點(diǎn)亮 4ms。 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示電路 本設(shè)計(jì)采用共陰數(shù)碼管顯示，其公共端經(jīng)三極管接地，同時(shí)三極管連接單片機(jī) P1 口做為位顯示信號(hào)選擇。 22通道選擇表如下表所示。轉(zhuǎn)換完成信號(hào) EOC 傳送到 INT1 輸入端作為中斷請(qǐng)求， STC89C51 在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序里，讀取經(jīng) ADC0809 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。這樣 A/D 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng) 由于 ADC0809的時(shí)鐘頻率為 500KHz單片機(jī)輸出頻率為 2MHz，所以本設(shè)計(jì)需要接四分頻電路。 74LS74 是雙 D 型觸發(fā)器，可用作分頻器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及真值表如下圖所示： 模擬輸入電路 本設(shè)計(jì)用電位器來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)變送器的模擬信號(hào)，采用高精度的阻值為 50KΩ的電位器，其輸入量可變且較為精確。工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)晶振電路即分頻器的原始工作振蕩頻率，由石英晶體多諧振蕩器的諧振頻率來(lái)產(chǎn)生，晶振其實(shí)是一個(gè)頻率產(chǎn)生器，他主要把傳進(jìn)去的電壓轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)。 18 17 第三章 系統(tǒng)硬件電路 系統(tǒng)硬件電路的組成 要完成本設(shè)計(jì)的任務(wù)，系統(tǒng)硬件電路的組成主要有：電源電路、復(fù)位電路、晶振電路、電位器模擬輸入電路、 A/D 選擇轉(zhuǎn)換電路、分頻電路、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示電路等。數(shù)碼管及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下所示： 14為了輸入數(shù)據(jù)，查詢(xún)和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到按鍵，按鍵是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。 3）中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（ EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 1）定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 GND：接地。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 b、內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μ s（時(shí)鐘為 500kHz 其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。在 Flash 編程期間， E/A/也接收 12伏電壓。 E/A/（ 31 引腳） 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 否則， ALE 將被微弱拉高。 如果需要，通過(guò)將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無(wú)效。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 RST（ 9 引腳） ：復(fù)位輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 會(huì)改變。 P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì) 輸出一個(gè)電流（ I）。此外， 和 還可以作為定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（ ） 和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)在 訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線(xiàn)。即定時(shí)器 T0、 T T2 11. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12. 通用 異步串行口（ UART） ，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃（商業(yè)級(jí)） b、引腳功能說(shuō)明 : 圖 STC89C51引腳說(shuō)明 CC（ 40 引腳）：電源電壓 GND（ 20 引腳）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳） ： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向 I/O 口。 a、主要特性如下： 1. 增強(qiáng) 型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz 4. 用戶(hù)應(yīng)用程序空間為 4K 字節(jié) 5. 片上集成 1208 字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口 （ 35 個(gè)） 復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出 ，作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 數(shù)碼管顯示模塊選用了 4 位數(shù)碼管顯示，第一位是通道顯示，后三模 擬 輸 入 A/D 轉(zhuǎn) 換 單 片 機(jī) 顯示部分 按鍵 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)主要包括：模擬數(shù)據(jù)的采集，八路模擬開(kāi)關(guān)及 A/D 轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理模塊，顯示模塊，按鍵模塊，供電系統(tǒng)等幾個(gè)基本部分。 LED數(shù)碼管具有功耗小，無(wú)熱量，耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn) 。 LED數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅， 黃，藍(lán)，綠，白，七彩效果。 本設(shè)計(jì)中選用 STC89C51 其內(nèi)部已有程序存儲(chǔ)器 ROM，不用再去外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，使用方便。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)，一般要 40～ 50ms，適用于轉(zhuǎn)換速度不快的場(chǎng)合。 A/D轉(zhuǎn)換器的型號(hào)很多，在精度和轉(zhuǎn)換速度上的差異很大。 隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，由于單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)，基于單片機(jī)而開(kāi)發(fā)的測(cè)量控制系統(tǒng)也越來(lái)越受到重視，采用單片機(jī)做主控單元，無(wú)觸點(diǎn)控制，可完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集要求。 2由于采集的是直流信號(hào)，對(duì)于緩慢變化的信號(hào)不必加保持電路，選用市面上比較常見(jiàn)的逐次逼近型ADC0809 芯片，其轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格低廉，可以直接將直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以處理的數(shù)字量。 基于 單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 緒 論 隨著人們生活水平的不斷提高 ,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一 ， 它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的， STC89C51 單片機(jī)是 STC 推出的新一代高速、低損耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機(jī)，在我國(guó)已得到廣泛應(yīng)用。如果增添多路模擬轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)就可實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)采集和顯示功能。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 2020 屆 電氣工程