【正文】 跑馬燈、串行通信、段碼液晶和字符液晶顯示、電機(jī)控制、 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、溫度采集 、數(shù)字信號(hào)合成、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、 4— 20mA 輸出、 PWM 輸出、紅外檢測(cè)控制等十七種功能。精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，因?yàn)橛袦仄?，選 4MHz ～8MHz； （ 10） 有 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 ，外部中斷 2 路 ,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒； （ 11） PWM( 4 路） / P C A（可編程計(jì)數(shù)器陣列 ），也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)定時(shí)器或4 個(gè)外部中斷 (上升沿中斷 / 下降沿中斷均可支持 ) ； （ 12） STC89C516AD 具有 ADC 功能， 10 位精度 ADC，共 8 路； （ 13） 通用異步串行口 (UART SPI 同步通信口，主模式 / 從模式 )； （ 14） 封裝： PDIP28， SOP28， PDIP20， SOP20， PLCC32,TSSOP20(超小封狀，定貨 ) ； 13 （ 15） 工作溫度范圍： 0 75℃ / 40 ～ +85℃ ； 2． 引腳功能說(shuō)明 STC89C51 有 40 條引腳，引腳圖如下所示 :共分為端口線、電源線和控制線三類 ： 單片機(jī) STC89C51 引腳圖如圖 4 所示 圖 4 STC89C51引腳圖 Figure 4 STC89C51 pin figure (1)端口線（ 4 8=32 條） STC89C51 共有四個(gè)并行 I/O 端口，每個(gè)端口都有八條端口線，用于傳送數(shù)據(jù) /地址。第一種情況是不帶片外存儲(chǔ)器， P0 口可以作為通用 I/O 口使用， — 用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。這時(shí)， — 用于傳送 EPROM 的編程機(jī)器碼或讀出 14 校驗(yàn)碼。 ③ — ：這組引腳的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用 I/O 使用。第二功能作控制用，每個(gè)引腳并不完全相同，如 下 表 1 所示。以便空出 — 。它可以在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程 /校驗(yàn)時(shí)傳送 52ms寬的負(fù)脈沖。 ④ RST/VPD：復(fù)位 /備用電源線，可以使 STC89C51 處于復(fù)位（即初始化）工作狀態(tài)。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除單片機(jī)本身需要復(fù)位以外，外部擴(kuò)展 I/O 接口電路等也需要復(fù)位，因此需要一個(gè)包括上電和按鈕 復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。電容 C01和 C02可以幫助起振，典型值為 30pf，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào) fOSC的目的。 1．主要特性 （ 1） 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位； （ 2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端； （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μ s（時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)）； （ 4）單個(gè) +5V 電源供電； （ 5）模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)； （ 6）工作溫度范圍為 40～ +85 攝氏度； （ 7）低 功耗，約 15mW； 16 2．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。 （ 2）地址輸入和控制（ 4 條） ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，該線上高電平表示 A/D 轉(zhuǎn)換已結(jié)束，數(shù)字量已鎖入“三態(tài)輸出鎖存器”。 VCC為 +5V 電源輸入線， GND 為地線。尤其是在四段八位數(shù)碼管等這些要選通的顯示設(shè)備上。 74HC573D 八進(jìn)制三態(tài)門非反轉(zhuǎn)透明鎖存器 介紹： 74HC573D 為高速硅柵電平，包 含 8 路及適用于面向總線的應(yīng)用的三態(tài)輸出一個(gè)輸出使能端（ OE）。 OE 端的操作不會(huì)影響鎖存器的狀態(tài)。運(yùn)算放大器的作用是從穩(wěn)壓管處只取電壓，不取電流，流經(jīng)穩(wěn)壓管的電流幾乎沒(méi)有變化，因而避免了因電流的變化導(dǎo)致穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性變壞，運(yùn)算放大器接成電壓 19 跟蹤器的形式，以保證輸出穩(wěn)定。采用查詢法傳送數(shù)據(jù)時(shí)， ST89CC51 應(yīng)對(duì) EOC 線查詢它的狀態(tài)：若它為低電平，表示 A/D 轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，則 STC89C51 繼續(xù)查詢；若查詢到 EOC 變?yōu)楦唠娖?，則就給 OE 線一個(gè)高電平，以便21— 26 線上提取 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。這樣在數(shù)碼管的顯示內(nèi)容不變之前，處理器的處理時(shí)間和 IO 引腳便可以釋放。 STC89C51 與 74HC573D 鎖存器電路連接圖如 下 圖 10 所示： 圖 10 STC89C51 與 74HC573D電路連接圖 Figure 10 STC89C51 and 74 HC573D circuit connection diagram STC89C51 對(duì)數(shù)碼管的接口電路設(shè)計(jì) [19] 在單片機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)碼管和鍵盤 是兩種很重要外設(shè)。 1．?dāng)?shù)碼管顯示原理 [1] 八段數(shù)碼管由八只發(fā)光二極管組成，編號(hào)是 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 和 SP，分別和同名管腳相連。 7FH 是按 SP、 g、 f、 e、 d、 c、 b、 a 順序排列后的十六進(jìn)制編碼（ 0 為 TTL 低電平， 1 為 TTL 高電平），常稱為字形碼。若 G 腳接地，則 LED 被點(diǎn)亮；若 G 腳 TTL 高電平，則它被熄滅。 2． STC89C51 對(duì)數(shù)碼管的顯示接口電路 STC89C51 對(duì)數(shù)碼管的顯示可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。 因?yàn)轱@示的位數(shù)為 8 位，為了減少硬件開(kāi)鎖，提高系統(tǒng)可靠性和降低成本，單片機(jī)控制系統(tǒng)通常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。 顯示緩沖區(qū)中每個(gè)存儲(chǔ)單元用于存放相應(yīng) 數(shù)碼管 顯示器欲顯示的字形碼地址偏移量，故 CPU 可以根據(jù)這個(gè)地址偏移量通過(guò)查字形碼表來(lái)找出所需顯示字符的字形碼，以便送到字形口顯示。 當(dāng)電源電壓降到規(guī)定值以下，或者程序出錯(cuò)誤以及出現(xiàn)死循環(huán)時(shí)，也都需要加WDT 電路給予復(fù)位。鍵盤數(shù)量較多時(shí)采用矩陣鍵盤可以節(jié)省端口線，本設(shè)計(jì)采用 4X4 行列式矩陣鍵盤。 工作原理為： 在 4x4 矩陣鍵盤接口電路中，數(shù)字鍵 0～ 9 用于輸入數(shù)據(jù)，功能鍵 A～F 用于輸入命令， 其中 A 鍵為開(kāi)始鍵， B 鍵為暫停鍵， C 鍵為復(fù)位鍵， D 鍵為清零鍵，分別輸入不同的命令來(lái)使 單片機(jī)完成不同的任務(wù) ，按鍵排列如下圖 13 所示： 在矩陣鍵盤 中， 所有行線輸出高電平，所有列線輸出低電平，行線接 — ,列線接 — ， 矩陣鍵盤電路的連接圖如下圖 14 所示 ： 圖 13 按鍵排列 Figure 13 Button arrangement 25 圖 14 矩陣鍵盤電路的連接圖 Figure 14 Matrix keyboard circuit connection diagram 電源電路的設(shè)計(jì) 電源相對(duì)比較普通，電路結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，但電源是系統(tǒng)中不可缺少的一部分，系 統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，快速性、抗干擾性、都與之密切相關(guān)。當(dāng)被測(cè)信號(hào)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上下限時(shí)，報(bào)警電路做出響應(yīng)蜂鳴器發(fā)出響聲，告知用戶信號(hào)異常?？刂葡到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的好壞直接影響到該控制系統(tǒng)的控制功能，因此，要想做好本設(shè)計(jì)，一個(gè)好的系統(tǒng)軟件是關(guān)鍵。通過(guò)以單片機(jī)為控制核心，編寫出相應(yīng)的流量控制子程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，達(dá)到預(yù)期的控制要求；三、各子程序。 （ 2） 在本設(shè)計(jì)中，采用 STC89C51 單片機(jī)為核心控制，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的總線接口，并且提供具體的電路設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 張虹 . 單片機(jī)原理及及應(yīng)用 [M].北京：中國(guó)電力出版社 .2020,69～ 123 [2] 周祖德 ,陳幼平 . 機(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng) [M].武漢 .華中科技大學(xué)出版社 .2020,92～ 6 [3] 王幸之 .AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：北京航空航天出版社 .2020,66～ 88. 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