【正文】 LCD或LED驅動電路），脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉換及A/D轉換器等電路集成到一塊單片機上，構成一個最小然而很完善的計算機系統(tǒng)。8位單片機由于功能強大，被廣泛的應用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個領域。目前，單片機的發(fā)展方向就是把各種功能模塊盡可能地集成，以單片機系統(tǒng)為目標。 （3）人機對話通道，即人機交互部分： 鍵盤、顯示器、打印機、看門狗(監(jiān)視)電路等。l 單片機應用系統(tǒng)設計中要綜合考慮硬件、軟件的組成，以達到較高性能價格比?？撮T狗監(jiān)視電路就是其中一種。 單片機應用系統(tǒng)的設計1) 根據(jù)市場需求, 進行分析, 提出本項目的任務。5) 確定總體方案，擬定設計任務書。如圖22所示為單片機應用系統(tǒng)設計過程的流程圖。它有兩種不同封裝形式：PLCC形式和PDIP形式。外接晶體引腳：XTAL1和XTAL2l XTAL1（19腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。保持兩個機器周期高電平時,完成復位操作。對8751片內(nèi) ROM編程寫入時：作為編程脈沖輸入端。平常，接“1”時，CPU訪問片內(nèi)4KB的ROM，當?shù)刂烦?KB時，自動轉向片外ROM中的程序。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在實際應用中，大多數(shù)情況下都使用P3口的第二功能。 CD4067是數(shù)字控制模擬開關，具有低導通阻抗，低截止漏電流和內(nèi)部地址譯碼的特征。三線串行接口，兼容SPI，QSPI，MicroWire總線。置為高電平或懸空進入正常操作模式。MAX187只有一路模擬輸入通道，如輸入為多路信號，要外加多路模擬開關。l SHDN（3腳）：工作模式選擇輸入端。l GND（5腳）：接地。l SCLK （8腳）：串行時鐘信號輸入端最高頻率為5MHz。用軟件模擬就是按照SPI總線數(shù)據(jù)傳送的時序要求和要傳送的數(shù)據(jù)，對相應的I/O線進行置“1”、置“0”和讀寫的操作，包括串行時鐘、數(shù)據(jù)輸入和輸出信號。SPI總線主要特性：l SPI總線是全雙工同步串行通信標準，可以同時同步傳送和接收8位數(shù)據(jù)；l SPI串行接口設備可以配置為主或從操作模式；接口設備工作于主機模式時，要提供同步時鐘信號，并決定要選中的從機，發(fā)出從機片選信號。大大簡化了電路設計，省掉了很多常規(guī)電路中的接口器件，提高了設計的可靠性。圖31是SPI總線系統(tǒng)典型結構示意圖： 圖31 SPI總線系統(tǒng)連接圖SPI總線包括三條信號線：時鐘線SCK、數(shù)據(jù)線MOSI和MISO。系統(tǒng)里可以連接多個單片機，但是在有多個SPI接口的單片機時，應區(qū)別其主從地位，某一時刻只能一個主器件。但是，對于不同的芯片，有的是采用SCK的上升沿起作用，有的是采用SCK的下降沿起作用，使用時應加注意。異步通信采用用異步傳送格式，數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結束的標志。上述字符格式通常作為一個串行幀，如無奇偶校驗位。ms。圖33 MAX187與AT89C51的接口電路傳感器將采集到的信號經(jīng)放大、濾波，通過8 選1 模擬開關輸給A/ D 轉換器MAX187，轉換后的數(shù)字信號通過DOUT 端輸入給單片機。為減少來自電源的干擾。多路選擇器：4067（16選1模擬開關電路）。實時時鐘RTC：DS1307（帶64字節(jié)RAM、串行實時時鐘電路）。鍵盤：4個按鍵，獨立連接的非編碼鍵盤。當采用內(nèi)部時鐘時，XTAL（19引腳）和XTAL2（18引腳）用來連接外部的石英晶體和微調(diào)電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，產(chǎn)生原始的振蕩脈沖信號。即晶體振蕩器頻率的倒數(shù), 是最原始的信號周期。89C51一個機器周期由6個狀態(tài)周期即12個振蕩周期組成。在物理結構上分為程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間。89C51中使用哈佛存儲結構，地址空間分為三類：片內(nèi)、外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲器空間，用16位地址尋址，地址范圍為0000H—FFFFH。如圖43所示為89C51的存儲器空間配置。RST引腳 (9腳)是復位信號輸入端，高電平有效。 ⑵.按鍵手動復位 系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，必須通過按鍵，利用手動方式進行復位操作，使單片機重新啟動。在單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，、B、C和D上，由程序控制分時選通模擬量輸入信號。輸入A/D轉換后的數(shù)字信號。變換后的電信號有時須經(jīng)過放大，使信號 滿足A/D轉換器的輸入要求。MAX187是一個12位串行接口的A/D轉換器，它采用三線SPI總線和微處理器通信，接口簡單，精度高，功耗低。（2）啟動A/D轉換。（4）讀出轉換后數(shù)據(jù)。 （5）結束本次操作。 模擬開關電路4067的工作原理4067相當于一個單刀十六擲開關，具體接通哪一通道，由輸入地址碼A、B、C、D來決定，是一個可以用數(shù)字信號控制的16選1的模擬開關，它的引腳封裝見圖25所示。10mA儲存溫度…………－65℃～150℃引出端符號：A0～A3 地址端C 控制端I0/O0～I15/O15 輸入/輸出通道O/I 公共輸出/輸入端VDD 正電源Vss 地 MAX187的硬件設計MAX187利用輸入的采樣/保持電路和逐次比較寄存器將輸入的模擬信號轉換成12位的數(shù)字信號輸出，它的采樣/保持電路不需要外接電容。SHDN輸入端為低電平時，為待機模式，電源電流小于10μA；如果輸入高電平或該引腳懸空為正常操作模式，其中高電平輸入時，使用內(nèi)部參考電源，懸空時，禁止內(nèi)部參考電源且允許使用外部參考電源。DOUT端加上12個數(shù)據(jù)位，一個經(jīng)過13個SCLK周期，在每個SCLK的下降沿后移出后一位，數(shù)據(jù)改變。 MAX187工作過程工作方式控制：SHDN = 0 ，MAX187 工作在關斷方式，僅需提供10μA 電流；SHDN = 1 ，MAX187 工作在普通方式，使用內(nèi)部參考電源；SHDN懸空，MAX187內(nèi)參考電壓無效，允許在REF管腳輸入外部參考電源。⑶在轉換結束后，可在任何時刻通過SCLK時鐘將數(shù)據(jù)移出移位寄存器。⑸在兩個操作周期間應保持一個最小時間間隔Tcs = ，以使A/ D 轉換器完成初始化。首先從菜單中的工程中“新建工程”，建立我們將要做的工程項目，如下圖5555555559所示：圖51接下來Keil環(huán)境要求我們?yōu)?2工程選擇一個單片機型號；我們選擇Ateml公司的89C51。根據(jù)題意，在文檔中寫入代碼，寫完后再檢查一下，然后保存，然后再將保存好的文檔添加到工程中，具體做法如下：圖54圖55圖56程序文件添加完畢后，對其進行編譯當前程序、編譯修改過的文件并生成應用程序、重新編譯所有文件并生成應用程序后，再點擊TARGET，則其頁面為：圖57再點擊圖案上的Output鍵圖58接下來就是點擊上圖中的select folder for objects鍵，得到下圖將其產(chǎn)生的HEX文件存儲在E盤zh文件夾中。187采集低8位寄存器CS EQU 。調(diào)用初始化 。選擇工作組0 CLR RS0 MOV R1,0AH 。高4位最小步進值高位 MOV HIG,00 。等待轉換結束 SETB SCLK 。等待SCLK變高 MOV C,DOUT 。187數(shù)據(jù)處理程序。存低4位 MOV 20H,00H MOV 00H,C MOV A,41H ADD A,20H MOV 41H,A MOV A,44H ADD A,48H MOV 48H,A MOV 20H,00H MOV 00H,C MOV A,41H ADD A,20H MOV 41H,A ADD A,43H 。調(diào)用雙字節(jié)除法除以10000求電壓個位整數(shù) LCALL ZHUANHUAN1 。調(diào)用1602顯示 LJMP CAIJI 。SCLK=0 CLR CS 。SCLK=1 NOP CLR A CLR SCLK25 LOOP2： NOP NOP SETB SCLK 。R5暫存高位數(shù)據(jù) RLC A MOV R6，A CLR SCLK DJNZ R7，LOOP2 。存放低8位 RET43結 論本課題是設計一個實用的數(shù)據(jù)采集和超限報警系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的設計，系統(tǒng)以單片機89C51為核心，主要應用12位精度的A/D轉換器MAX187和多路選擇器4067完成同步串行總線的A/D轉換通道設計。當最終調(diào)試成功的時候也是對自己的一種肯定。致 謝本畢業(yè)設計的工作是在張曉鄉(xiāng)老師的悉心指導下完成的，師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和科學的工作方法給了我極大的幫助和影響。在撰寫畢業(yè)設計期間，同學對我畢業(yè)設計中的各項研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達我的