【正文】 時(shí)鐘電路復(fù)位電路 9 第三章 硬件設(shè)計(jì) 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如 ROM﹑ RAM﹑ I/O 口﹑定時(shí) /記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。 3 程序存儲器 由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴(kuò)至 64k 字節(jié)。 由上可見， 80C51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。 (2) 內(nèi)部存儲器容量有限。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度 11 有 少許影響， CX CX2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。只要 Vcc 的上升時(shí)間不超過 1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位。 圖 80C51復(fù)位電路 三 前向通道設(shè)計(jì) 單片機(jī)用與測控系統(tǒng)時(shí)，總要有與被測對象相聯(lián)系的前向通道。 對被測對象的信號的拾取其主要任務(wù)就是最忠實(shí)地反映被測對象的真實(shí)狀態(tài)，它包括實(shí)時(shí)性與測量精度。這些應(yīng)用系統(tǒng)沒有被測對象，故不需要前向通道。 表 傳感器性能比較 13 傳感器類型 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 超聲波 視覺 激光雷達(dá) MMW 雷達(dá) 價(jià)格合理，夜間不受影響。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。 作為超聲波傳感器的材料，主要為壓電晶體。根據(jù)目前單片機(jī)輸出功率的限制，不能輸出控制對象所要求的功率信號。這些數(shù)字信號形態(tài)主要有開關(guān)量、二進(jìn)制數(shù)字量和頻率量，可直接用于開關(guān)量、數(shù)字量系統(tǒng)及頻率調(diào)制系統(tǒng)，但對于一些模擬量控制系統(tǒng)，則應(yīng)通過數(shù)／模轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號。可逆 PWM 15 變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有 H型、 T型等類型。加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信號。 le d31le d42a3b4gnd5c6d7e8f9g10dp11d012d113d214d315vc c161775vs s18le d119le d220E M 78 P 45 8 17 該芯片所驅(qū)動的顯示電路如圖 EM78P458 集成顯示電路所示 顯示驅(qū)動 器支持動態(tài)顯示，其顯示功能如表 真值表所示， 00001001 顯示從09數(shù)字， 1010 是未進(jìn)位時(shí)是小數(shù)點(diǎn)清位， 1011 是進(jìn)位后加小數(shù)點(diǎn)， 11001111 是八段共陰數(shù)碼管的位選。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。米位 fenzh equ 35h 。經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)等。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比 ，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。 輸出設(shè)備是電位控制型還是同步鎖存型，對干擾的敏感性相對較大。另外，各類數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和 CPU 安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的都是鎖存好的電位控制信號，對于重要的輸出設(shè)備，最好建立檢測通道， CPU可以檢測通道來確定輸出結(jié)果的正確性。 在某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)重要的指令前也可插入兩條 NOP 指令，以保證正確執(zhí)行。指令技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，這時(shí)系統(tǒng)完全癱瘓。 采用內(nèi)帶震蕩器的記數(shù)芯片。一般取 Rs=10RT，且 RT1kΩ ,CT≥ 100pF。 六 可編程邏輯器件 可編程邏輯器件 GAL16V8是 LATTICE公司研制的一種電可擦除的可重復(fù)編程的低密度 PLD 器件。理論上的誤差不到 1秒 /年。這使我深深感受到理論與實(shí)際間的差距。在這段時(shí)間里，白老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他的指導(dǎo)使我受益非淺。 32 參 考 文 獻(xiàn) 1 何立民 ,單片機(jī)應(yīng)用系 統(tǒng)設(shè)計(jì) ,北京：航天航空大學(xué)出版社 ,2～ 5,46～ 50 2 李廣弟 ,單片機(jī)基礎(chǔ) ,北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020,56～ 64 3 何希才 ,新型實(shí)用電子電路 400 例 ,電子工業(yè)出版社 ,2020 年 ,60～ 65 4 趙負(fù)圖 ,傳感器集成電路手冊 ,第一版 ,化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020,590～ 591 5 陳伯時(shí) ,電力拖動自動控制系統(tǒng) ,第二版 ,北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020年 6月 ,127～130 6 張毅剛 ,彭喜元 ,新編 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) ,第一版 ,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020,25～ 27,411～ 417 33 附錄 A 程序清單 limiw equ 30h 。十米位 shifn equ 38h 。分位 point equ 36h 。這三個(gè)月的設(shè)計(jì)是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。 31 致 謝 歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)告一段落。有時(shí)是“虛焊”的原因，有時(shí)可能是阻值選錯。 測試方法 數(shù)字萬用表主要用來測試分立元件的電阻、壓降、漏電流、截止 /導(dǎo)通狀態(tài)等參數(shù)； 信號發(fā)生器與示波器用于測試各光電傳感器信號的接收與傳輸； MCS51 仿真機(jī)用于測試軟件； 直流穩(wěn)壓電源在測試期間為各待測系統(tǒng)供電； 秒表用于產(chǎn)品測 試，按照任務(wù)書的基本要求對制成的電動車進(jìn)行產(chǎn)品測試。否則，正好在哪里有死循環(huán)，看門狗就不產(chǎn)生記滿輸出信號，不能重新啟動 CPU。 (2)參數(shù)選擇 4060 的振蕩頻率 f由 RT 、 CT決定。本系統(tǒng)采用硬件 “ 看門狗”電路。 (2)未使用的大片 ROM 空間 (3)表格 程序區(qū) 由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前 EPROM 容量不成問題的條 件下，還是多多益善。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，CPU 還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。如果開關(guān)量信號超過 8 個(gè)，可按 8個(gè)一組進(jìn)行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類似方法處理。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。記時(shí)開始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h 0000h ajmp main 000bh ajmp st0 001bh ajmp st1 0100h main: mov limiw,00h mov miao,00h mov fenmi,00h mov fmiao,00h mov meter,00h mov fenzh,00h mov point,0bh mov shimi,00h mov shifn,00h mov jishk,00h mov zhond,00h mov zhodu,00h 22 mov zhon,00h mov maicho,00h mov jinweb,03h mov bhcs,00h mov sp,6fh mov tmod,21h mov th0,3ch mov tl0,0b0h mov th1,9ch mov tl1,9ch setb ea setb et0 setb et1 mov p1,0aah acall xianshi 軟件流程 如圖 ： 23 初始化計(jì)時(shí)開始計(jì)里程開始低速行駛高速行駛開關(guān)是否按下 ？是否遇到黑線 ？是否偏離 ？是否有障礙 ？是否有光源 ？是否檢測到黑線 ？停車轉(zhuǎn)向子程序避障子程序駛向光源NYNYYNYNYNYN 圖 流程圖 24 二 顯示子程序設(shè)計(jì) 程序清單如下： xianshi: mov p1,0aah mov p1,0cch mov a,limiw swap a add a,miao mov p1,a nop nop mov p1,0ddh mov a,fenmi swap a add a,fmiao mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,0b0h add a,point mov p1,a nop nop mov p1,0eeh mov a,meter swap a add a,fenzh mov p1,a nop nop mov p1,0ffh mov a,shimi swap a 25 add a,shifn mov p1,a ret 三 避障子程序設(shè)計(jì) 程序清單如下： zhangai: jb 25h,stop jnb 22h,youzhuan jnb 23h,youzhuan jnb 24h,zuozhuan jnb 26h,zuozhuan ajmp jiance zuozhuan: clr clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jiance youzhuan: clr clr mov sudu,05h acall delaa setb setb mov sudu,07h ajmp jiance stop: acall delay jnb 25h,zhangai clr tr0 26 mov a,fenmi mov fenmc,a mov a,02h