【正文】 C 19104C 20104+ 12 12 圖 4 177。其性能滿足本設(shè)計要求，同時可以通過功率管的不同容量來滿足不同的應(yīng)用要求。本次設(shè)計對單片機的要求：只要能夠方便地擴展顯示器、鍵盤、 A/D 轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器等外設(shè)即可，其他并無特殊要求。使用 Atmel 公司高密度非易失性 存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 GND：接地 。在這種模式下， P0 口具有內(nèi)部上拉電阻。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 表 1 各端口引腳與復(fù)用功能表 引腳號 第二功能 T2(定時器 /記數(shù)器 T2 的外部記數(shù)輸入 )，時鐘輸入 T2EX(定時器 /記數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK(在系統(tǒng)編程用 ) P2 口： P2 口 是一個具有 內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL邏輯電平。在這種應(yīng)用中， P2 口 P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 表 2 各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳 復(fù)用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0 （外部中斷 0） INT1 （外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST： 復(fù)位輸入。 DISRTO 默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。這個 ALE 使能標志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。 AT89S52 硬件電路設(shè)計 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心部分，它主 要用于鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調(diào)整。而 P3 口主要用于中斷。本次設(shè)計采用的是手動復(fù)位方式，利用按鍵閉合是單片機復(fù)位端上保持接通高電平狀態(tài)兩個機器周期以上。雖然對外接電容沒有嚴格要求，但電容的大小會影響振蕩頻率、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的速度。所以采用 MM74C922 芯片來將 4 4 矩陣鍵盤的鍵值轉(zhuǎn)換成 4 位二進制碼以簡化程序的編寫。其引腳圖如圖 9 所示： 圖 9 MM74C922 鍵盤電路 由 X1～ X4， Y1～ Y4 的連接方式，即可確定每一個按鍵的編碼。通過 DA 信號觸發(fā)中 斷，由于有按鍵時， DA 為高電平，而單片機的中斷信號為低電平，故需在 DA 信號引腳上接上一個非門，再與單片機的 INT0引腳相連。為了方便設(shè)計，同時又能滿足設(shè)計的需要及盡可能降低設(shè)計成 本。 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 11 所示： 圖 11 1602 液晶顯示器 1602 引腳功能說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。其電路原理圖如圖 13 所示： 123456789J1R E S 10 KR7P O T 2V C CV C ClcdrslcdenD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7GND1VCC2VL3RS4RW5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714BL+15BL16L CD 16 02U 11L C D 16 02 圖 13 LCD 電路 A/D 模塊 由于本次設(shè)計的數(shù)控直流電流源能夠完成設(shè)定輸出值。同時 D/A 也采用 12 位的轉(zhuǎn)換芯片 AD5320。最大非線性誤差小于 1LSB，轉(zhuǎn)換時間 9181。 由于 MAX1241內(nèi)部沒有參考電源提供，需外接參考電壓，只需將 Vref 接在 ；特殊情況下，讓 SHDN 懸空，此時，即可在 REF 引腳輸入?yún)⒖茧妷?，其范圍?～ 引腳外接電解電容不宜選擇過大，電容越大， MAX1241 由待機模式到正常工作模式的喚醒時間將越長 。其中 MAX1241，所用到的 + 基準電壓，由 LM336 精密的 。來自 DIN 線的數(shù)據(jù)在 SCLK 的下降沿隨時鐘送入 16 位移位寄存器，輸入移位寄存器的數(shù)據(jù)位數(shù)為 16 位寬，前兩位是無關(guān)位，接下來 2 為是控制位，決定控制器件處于哪種工作方式，最后 12 位是數(shù)據(jù)位，它們代表著 DA 轉(zhuǎn)換器即將輸出的電壓值。 首先，我們還是先介紹 2? C 總線。作為一個專利的控制總線， 2? C已經(jīng)成為世界性的工業(yè)標準。方向位為 “0”表示發(fā)送，每次都是先傳最高位。將這些輸入引腳上的電平與從器件地址中的相應(yīng)位作比較，如果比較結(jié)果為真，則 該器件被選中。對于正常的數(shù)據(jù)傳輸，只允許在 SCL 為低電平期間改變SDA 電平。如果連接到 VCC，寫操作被禁止，但讀操作不受影響。應(yīng)用 C51 進行軟件開發(fā)，用戶可以不必具體考慮寄存器、存儲器的分配等工作，而把這部分工作交給編譯、連接軟件，用戶只需了解 MCS51 的存儲器結(jié)構(gòu)，甚至不必去了解 51 的指令系統(tǒng)。 本設(shè)計我們采用的是 C51，其編譯器是 Keil C51，它是德國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 系統(tǒng)軟件的功能模塊 根據(jù)本系統(tǒng)的實際 及鍵盤設(shè)置 要求 ， 軟件設(shè)計可分為以下 2 個功能模塊： 主程序和中斷程序。設(shè)置程序流程圖如圖 24 所示： 18 圖 23 數(shù)字程序流程圖 圖 24 設(shè)置程序流程圖 恢復(fù)程序流程圖如圖 25 所示。 21 第四章 軟件仿真及硬件調(diào)試 在組裝硬件之前，做足軟件的仿真是硬件能夠正常工作的保障！為此，我們在設(shè)計時，就采用 Proteus 仿真，這樣便于我們在編程時，能夠及時的發(fā)現(xiàn)程 序的不足，及時的修改，使我們編寫的程序更加完美。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 軟件仿真 首先，我們在 Proteus 里編輯原理圖（如圖 30 所示），然后在單片機的屬性中導(dǎo)入由在 keil 軟件里編輯的程序生成的 HEX 文件，即可執(zhí)行仿真！D0D1D2D3D4D5D6D7D7D6D5D4D3D2D1D0k e y Ak e y Bk e y Ck e y Dk e y Ak e y Bk e y Ck e y Dl c d r sl c d elcdrslcdek e y d aa d c sa d s c l ka d o u td a s y n cd a s c l kd a d i ns d ascld a d i nd a s c l kd a s y n ca d o u ta d s c l ka d c sscls d aA D CDA CDA CA D Ck e y d a32674 81U7O P 0 7Q2T I P 1 2 2+ 1 2 VR41R51 0 0 0Q 2 ( B )V = 0 .7 8 8 3 1 8A m p s+ 0 . 1 3X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 C5 2D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8V C CO S C5K B M6DA12A17B16C15D14X111X210X38X47Y11Y22Y33Y44OE13U1M M 7 4 C9 2 2V C CU3NO TA I N2RE F4DO UT6S CL K8CS7S HD N3U4M A X 1 2 4 1S Y NC6S CL K5DI N4V O UT1U5A D53 2 0S C K6S D A5WP7A01A12A23U62 4 C02 CR21kR31kV C C0123467589設(shè)置恢復(fù)加減取消確認C21uC31 0 u 1 2 V+ 1 2 V49%R V 11kV C CDA CV = 0 .1 2 6 9 5 3+ 2 . 5 VDA CV = 0 .1 2 6 9 5 3A D CV = 0 .1 2 6 9 8 2 圖 30 仿真原理圖 由于設(shè)計要求規(guī)定輸出為 20mA～ 2021mA。單擊設(shè)置鍵，我們輸入 0126，即要求輸出為 126mA 的電流，單擊確認鍵，發(fā)現(xiàn)輸出值也達到了126mA。如果正常，基本上就沒問題，就可以下載簡單的程序加以驗證了。若正確就可以接上功放電路進行功放電路的調(diào)試，甚至還可以改變程序中的定值，來看輸出是否恒流。 存儲器電路調(diào)試 23 存儲器芯片只要硬件連接不出錯，一般是不會出問題的。 下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)?？傊还芡ㄟ^哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 為了更好的編寫程序，我們選擇先利用 Proteus 仿真。電路的焊接，我們也不敢輕易妄動，畢竟時間有限，并且有些芯片數(shù)量有限，燒壞就很麻煩，所以也只能在別人的指導(dǎo)和幫助下一步一步完成，是一個動手學(xué)習(xí)的過程！ 我們只有 對自己有了更高的要求，才能作為動力不斷取得新的成績 !在整個設(shè)計 過程 中 ，使 我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。第一次花費如此長的時間和如此多的精力，完成一套設(shè)計作品，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，是值得我一生慢慢品嘗的。感謝他在繁忙的工作之余，擠出時間對設(shè)計提出精辟的修改意見。 感謝我的室友和好友們，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份