【正文】 能轉(zhuǎn)化為電能。 由于我所學(xué)知識(shí)和時(shí)間有限，設(shè)計(jì)中有不少漏洞和不足，敬請(qǐng)老師給與批評(píng)和指正。 34 分頻電路 9 中央處理器 它既不消耗任何礦物燃料，又完成了對(duì)自然能源的合理利用。因?yàn)槲覀冎?，傳統(tǒng)的電力行業(yè)以消耗煤等礦物燃料為主，生產(chǎn)過(guò)程中科學(xué)技術(shù)的要求也比較高，隨之帶來(lái)的環(huán)境污染也比較嚴(yán)重。 （ B） 具有機(jī)械、電子剎車裝置，可以確保在高風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在安全可靠的范 圍內(nèi)，使最高輸出電壓成為安全可控的電壓。而且一旦出錯(cuò)就要有報(bào)警顯示。 ★ 在中小型供電時(shí)與普通拉線方式相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)。其基本結(jié)構(gòu)依然是通用 CPU 加上外圍芯片的結(jié) 構(gòu)模式，但在功能單元的控制上卻有了很大的變化。 EA =0 時(shí)，訪問(wèn)外部 ROM0000H～FFFFH； EA =1 時(shí)，地址 0000H～ 0FFFH 空間訪問(wèn)內(nèi)部 ROM，地址 1000H～ FFFFH 空間訪問(wèn)外部 ROM。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）的地址空間為 00H～ 7FH， 128B。 8031 單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)及復(fù)位電路 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，會(huì)經(jīng)常進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中采用的是譯碼法。當(dāng) /CT=0 時(shí)設(shè)置為定時(shí)器工作方式；計(jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部提供，計(jì)數(shù)周期等于機(jī)器周期。它們可以分為 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)，其中每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可用程序排定。轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)鎖存在內(nèi)部的輸出鎖存器中，由輸出允許信號(hào)選通鎖存器即可在輸出線上得到轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。由于它是可編程的，可以通過(guò)軟件來(lái)設(shè)置芯片的工作方式。 （ 3） RESET—— 復(fù)位信號(hào)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 25 圖 36 8255A 定義工作方式 0 控制字格式 由控制字中 D4D3D1D04 位的不同取值可定義方式 0 的 16 種工作方式的組合，如表所示。單片機(jī)是 系統(tǒng)擴(kuò)展有程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、 I/O 口擴(kuò)展、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器擴(kuò)展、中斷系統(tǒng)擴(kuò)展以及其他特殊功能擴(kuò)展。 圖 42 8031 與 6264 連接圖 8031 并行 I/O 口的擴(kuò)展 對(duì) 8031 芯片而言，因?yàn)閮?nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器而需外接存儲(chǔ)器芯片，這就占用了P0 口和 P2 口，以作為數(shù)據(jù)和地址總線。其方法為 PC 口低 4 位輸出全為 0，讀 PA 口狀態(tài)，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 34 若 PA0~PA7為全 1，則說(shuō)明鍵盤無(wú)鍵按下；若不全為 1，則說(shuō)明鍵盤有鍵按下。每一路代表一種狀態(tài)。其電路圖如下： 圖 52 四分頻電路結(jié)構(gòu)圖 本電路采用 D 觸發(fā)器進(jìn)行分頻。它利用芯片內(nèi)部的振蕩電路在 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到 XTAL2 引腳輸出的時(shí)鐘信號(hào)。ｓ 。避免程序出錯(cuò)影響系統(tǒng)運(yùn)行。 ② 光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，動(dòng)態(tài)電阻很小，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外的噪音干擾信號(hào)形成低阻抗旁路，所以具有很強(qiáng)的抑制噪音能力。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 40 繼電器選擇 JTX—— 1 型小型繼電器。 若 8031 執(zhí)行指令有誤，則不能在 內(nèi)調(diào)用 PUL 程序，而使 123 輸出高電平，此時(shí) 555定時(shí)器接成的多諧振蕩器開(kāi)始震蕩，形成方波，方波的正半周加至 8031的 RESET 端時(shí)，使 8031 復(fù)位， 8031 復(fù)位要 2個(gè)機(jī)器周期，即 2us 因而要求 方波正半周持續(xù)時(shí)間大于 2us，在設(shè)計(jì)中，方波正半周時(shí)間 T2=（ 68K+32K） ** =2us 所以滿足要求。共陰極 LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。 8255A 的 A0， A1 端分別接與地址線 A0， A1 上， CS 與 相接， WR 、 RD 分別與 8031 的 WR 和 RD 相連。 8031 單片機(jī)的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 擴(kuò)展 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在擴(kuò)展時(shí)，其地址信號(hào)與擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器是一樣的，高八位地址由P2 口提供，低八位地址由 P0 口經(jīng)鎖存器提供 。只要在 DR 端加上 低電平，輸出端 oV 便立即被置成低電平，不受其他輸入端狀態(tài)的影響。 圖 35 8255A 置位 /復(fù)位控制字格式 B． 工作方式 （ 1）工作方式 0：這是 8255A 中各端口的基本輸入 /輸出方式。由 CPU 輸入，通常由端口的高位地址碼（ A15~A2）譯碼得到， CS 有效，表示該 8255A 被選中。 與系統(tǒng)總線的連接 8031 通過(guò) 74LS138 譯碼器的輸出端 5Y 和讀、寫控制線來(lái)控制轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道地址鎖存、啟動(dòng)和輸出允許。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址線 A8～ A15由 P2 口提供， A0～ A7由 P0 口通過(guò)地址鎖存器提供。 ITi設(shè)置為“ 0”時(shí)為電平觸發(fā)方式；設(shè)置為“ 1”時(shí)為邊沿觸發(fā)方式。 Tri 位為 1，定時(shí)器啟動(dòng)開(kāi)始工作；為 0時(shí)，定時(shí)器停止工作。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 14 （ 3） 地址總線寬度為 16 位，片外程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可直接尋址范圍各為 64K字節(jié)。 B也可以作為一般的寄存器使用。 8031 單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位后， PC 值為 0000H，故從 0000H 單元開(kāi)始取值，以執(zhí)行程序，所以系統(tǒng)起始地址為 0000H，一般在 0000H～ 0002H 單元安排一條轉(zhuǎn)移指令，指向用戶主程序。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平即可完成單片機(jī)的復(fù)位初始化的操作。 8031 單片機(jī)的組成 8031 型號(hào)的單片機(jī)屬于單片機(jī) MCS51 系列，為 CMOS 芯片。 綜上所述，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)是非常合理的，因此也就決定了它有很多特點(diǎn)，比方說(shuō)： ★ 獨(dú)立供電 ★ 安裝方便 ★ 無(wú)人值守 ★ 維護(hù)量少 ★ 搬遷方便 ★ 一次性投資，免交電費(fèi) ★ 無(wú)污染，屬于環(huán)保能源 這些都使得它比同 樣的發(fā)電系統(tǒng)有了很大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)智能化風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電控制的使用范圍也很廣，例如： ★ 適應(yīng)于偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)法供電的場(chǎng)所。另外本系統(tǒng)受應(yīng)用環(huán)境的要求，本身就要求實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。 系統(tǒng)簡(jiǎn)述 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)智能化，為了保證蓄電池既不過(guò)充，也不過(guò)放，系統(tǒng)設(shè)置了蓄電池電壓控制系統(tǒng)；對(duì)于繼電器在指令執(zhí)行后，是否按要求動(dòng)作，系統(tǒng)設(shè)置了繼電器動(dòng)作檢測(cè)，并且對(duì)故障狀態(tài)設(shè)置了報(bào)警顯示電路，為了讓單片機(jī) 8031 在執(zhí)行程序后能正常復(fù)位，系統(tǒng)設(shè)置了‘看門狗’電路，等等。于是我們需要開(kāi)發(fā)新的獨(dú)立的供電系統(tǒng)。 34 “看門狗”電路 16 EPROM（ 2764） 7 存儲(chǔ)器配置 1 第一章 概述 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 1 目 錄 引言 3 第二章 8031 單片機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 13 第三章 8031 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 74LS373 八 D 鎖存器 36 光電隔離工作電路 46 結(jié) 論 55 附 錄 57 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 3 引 言 電力在現(xiàn)實(shí)生活中占主導(dǎo)地位，但是受客觀環(huán)境的限制，有些地區(qū)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)電業(yè)的發(fā)展和建設(shè)。 課題來(lái)源 在當(dāng)今世界，電已經(jīng)成為人 們生活中最常用的動(dòng)力來(lái)源，隨著人們生活水平的不斷提高和技術(shù)進(jìn)步 ，人們對(duì)電的依賴越來(lái)越強(qiáng)。不只在電路設(shè)計(jì)上這樣，在參數(shù)選擇上也有講究，比如說(shuō)，在系統(tǒng)設(shè)置經(jīng)濟(jì)合理，簡(jiǎn)單明了的前提下， 系統(tǒng)選擇了 6— Q— 90 型號(hào)的蓄電池，因?yàn)樗亓枯p，體積小，而且充放電循環(huán)次數(shù)多，也就是說(shuō)電池的使用壽命長(zhǎng)；繼電器選擇 JTX— 1 型的小型繼電器，大大減少了系統(tǒng)總重量和占地面積。所以無(wú)論從硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng)都要對(duì)系統(tǒng)有保護(hù)作用。 ★ 適用于無(wú)人職守用電設(shè)備的供電。它的內(nèi)部只有 128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），而無(wú)程序存儲(chǔ)器（ ROM）。第二功能 VPD 為掉電保護(hù)備用電源的輸入端。其原因是在 0003H 開(kāi) 始的地址區(qū)規(guī)定為 8031 的 5 個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序入口。 （ 3） 數(shù)據(jù)指針 DPTR：這是一個(gè) 16位寄存器，可以分成兩個(gè)字節(jié)：高字節(jié) DPH 和低內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 13 字節(jié) DPL。 P2 口提供高 8 位地址（ A8～ A15）， P0 口經(jīng)外部鎖存后提供低 8 位地址（ A0～A7）。 當(dāng) GATE=1 時(shí)，定時(shí)器的啟動(dòng)要由外部中斷引腳和 Tri位共同控制。 8031 單片機(jī)的中斷 8031 中斷系統(tǒng)包括中斷源、中斷允許寄存器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP、中斷矢量等。 ADC0809 逐次逼近式 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 是 8路模擬輸入的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，逐次逼近式 CMOS 芯片， 28線雙列直插式封裝。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 ADC 0809 的時(shí)鐘頻率為 640kHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μｓ，微機(jī)的時(shí)鐘頻率 5MHz或更高一些，因此系統(tǒng)時(shí)鐘必須經(jīng)分頻器分頻后接到 ADC 0809 芯片的 CLOCK 引腳上。 （ 2） RD ， WR —— 讀、寫控制信號(hào)。適用于 無(wú)條件傳送和查詢方式的接口電路。正常工作時(shí)必須使 DR 處于高電平。 讀和寫分別由單片機(jī)的 RD 和 WR 信號(hào)控制 本設(shè)計(jì)擴(kuò)展的外部 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器應(yīng)用的是兩片 6264EPROM。 8255A 的口地址為： PA 口： 8000H PC 口： 8002H 控制寄存器： 8003H 當(dāng) PA 口工作與方式 0 輸入， PC 口低 4 位工作于方式 0 輸出時(shí)，方式命令控制字可設(shè)為 90H， 8255A 初始化程序如下： MOV DPTR ， 8003H ； 置控制口地址 MOV A， 90H ； 方式控制字給 A MOVX DPTR， A ； 方式控制字給 8255A 控制口 MOV A， 08H ； 置 PC4 復(fù)位控制字 MOVX DPTR， A ； PC4 復(fù)位 下面介紹編程掃描工作方式的工作過(guò)程及鍵盤掃描子程序。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接 +5V 電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光 二極管的陰極為低電平時(shí)， 發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 分頻電路 8031CPU 要與其他芯片協(xié)調(diào)工作，首先要完成它們的時(shí)鐘配合。 8031 時(shí)鐘產(chǎn)生方式 單片機(jī)雖然由內(nèi)部振蕩電路，但是要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。 ③ 光電耦合器作為開(kāi)關(guān)應(yīng)用時(shí)，具有耐用，可靠性高和速度快等優(yōu)點(diǎn)。 該系統(tǒng)軟件包括：主程序，中斷服務(wù)程序， A/D 啟動(dòng)、檢測(cè)、采樣、濾波子程序，“過(guò)充”控制子程序，“過(guò)放”控制子程序，“看門狗”。ｓ 以內(nèi)，高速型光電耦合器的響應(yīng)時(shí)間有的甚至小于 10181。本設(shè)計(jì)中采用的使第一種即內(nèi)部時(shí)鐘方式。 8031 的 ALE 信號(hào)的時(shí)鐘頻率為 2MHz，而 ADC0809 的時(shí)鐘頻率卻不大于 600KHz，為了使得 ADC0809 能正常工作，我們要對(duì) 8031 的 ALE 信號(hào)進(jìn)行四分頻。所以在設(shè)計(jì)中采用六路 LED 完成顯示工作。 鍵盤掃描子程序中完成如下幾個(gè)功能： （ 1） 判斷鍵盤上有無(wú)鍵按下。 26264 由 74LS138 的輸出 4Y 來(lái)控制片選信號(hào)：其地址為 6000H~7FFFH。但在許多情況下，構(gòu)成一個(gè)工業(yè)測(cè)、控系統(tǒng)時(shí)，考慮到傳感器接口、伺服控制接口以及人機(jī)對(duì)話接口等的需要，最小系統(tǒng)常常不能滿足需要，因此，系統(tǒng)擴(kuò)展是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的重要部分。如果 3 個(gè)端口均處于工作方式 0，則可由工作方式控制字定義 16 種工作方式的組合，這種情況下，工作方式控制字的具體格式應(yīng)如下圖所示。 WR 有效，表示 CPU寫 8255A