【文章內(nèi)容簡介】 入時(shí)候，需要寫“ 1”，那么它里面的那個(gè)上拉電阻器就會(huì)把端口拉到高并會(huì)在某一個(gè)腳的外面的信號變低后輸出 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，如果它在用作輸出的時(shí)候它吸取電流可以帶動(dòng) 4個(gè)門電路。 P2口 具有八位兩個(gè)方向的 IN/OUT 接口，它里面有一個(gè)上拉電阻器，在用作輸入時(shí)候，需要寫“ 1”，那么它里面的那個(gè)上拉電阻器就會(huì)把端口拉到高并會(huì)在某一個(gè)腳的外 面的信號變低后輸出 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，如果它在用作輸出的時(shí)候它吸取電流可以帶動(dòng) 4個(gè)門電路。 P3口 具有八位兩個(gè)方向的 IN/OUT 接口，它里面有一個(gè)上拉電阻器，在用作輸入時(shí)候，需要寫“ 1”，那么它里面的那個(gè)上拉電阻器就會(huì)把端口拉到高并會(huì)在某一個(gè)腳的外面的信號變低后輸出 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，如果它在用作輸出的時(shí)候它吸取電流可以帶動(dòng) 4個(gè)門電路。 RST 它是一個(gè)復(fù)位端口。 ALE /PROG 外部程序或數(shù)據(jù)被訪問的時(shí)候 ALE會(huì)輸出一個(gè)脈沖存住地址的低八位 bit并跳過一個(gè)信號，就算在不訪問外部 儲(chǔ)存器的情況下 ALE這個(gè)端口也能輸出一個(gè)以 1/6頻率的脈沖。 /PSEN 它在輸出兩個(gè)脈沖時(shí)有效，其是對外部的程序讀取指令時(shí)的一個(gè)信號，當(dāng)是外部數(shù)據(jù)被訪問的時(shí)候，信號不會(huì)被產(chǎn)生出來 。 EA/VPP 當(dāng)要被訪問時(shí)必須要經(jīng)過它的允許，例如在一般情況下會(huì)把 EA 與地相接，因?yàn)樵贓A端保持低電位時(shí) CPU就可以訪問的地址為 0000H— FFFFH。 XTAT1 晶振輸入端。 XTAT2 晶振輸出端。 在 AT89C51 單片機(jī)中， P3 口除了作為一個(gè)可編程的輸入輸出接口外還有另外一個(gè)非常重要的作用，其 P3 口另外一個(gè) 作用如表 32 所示。 表 32 P3 口第二功能 串行輸入口 定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 串行輸出口 定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1 中斷 0 寫數(shù)據(jù)選通 中斷 1 讀數(shù)據(jù)寫通 9 前置放大器電路 在本次設(shè)計(jì)中采用的是 LM358 運(yùn)算放大器，它在傳感器放大、工業(yè)控制等場合中是我們常常用到的雙運(yùn)放放大器，在雙電源或單電源時(shí)都能夠?qū)λ５倪m用。其引腳功能圖如 32 所示。它具有 2 個(gè)輸出、 4 個(gè)輸入、 1 個(gè)電源、 1 個(gè)接地 8 個(gè)引腳。 圖 32 LM358引腳功能圖 LM358 它的參數(shù)由表 33 所示。 表 32 LM358 參數(shù) 基極直流 45nA 輸入電壓 失調(diào)電流 50nA 共模抑制比 80d 失調(diào)電壓 電源 抑制比 100dB 在本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中由 LM358 所構(gòu)成的前置運(yùn)算放大電路是把電容式變送器所采集到的液位信息（ 420mA）經(jīng)過 260Ω的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)?05V 的電壓。其電路圖如圖 33 所示。 LM358 里的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換的 ANALOPG IN 相連接。 圖 33 前置放大器電路 10 A/D 轉(zhuǎn)換器電路 A/D 轉(zhuǎn)換器 又叫模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在這里它是實(shí)現(xiàn)把電壓值變?yōu)閱纹瑱C(jī)能識別的二進(jìn)制信號。隨著技術(shù)的發(fā)展，大量功能各異的模數(shù)轉(zhuǎn)換器也相應(yīng)的被研發(fā)出來，根據(jù)它的工作特性可將其為直接型和間接型。在本次系統(tǒng)中采用的是 10 位串行輸出、逐次比較型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549。它具有兩個(gè)數(shù)字輸入端，一個(gè)片選（ /CS）、 1 個(gè) I/O CLOCK 端口、 1 個(gè) DATA OUT 輸出口，其最大誤差僅為 。在工作時(shí)具有 6 個(gè)工作模式，其中四個(gè)快速模式和兩個(gè)慢速模式，其中模式一是最常用的工作模式，它是 10 個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換并且片選為高。其具體的引腳功能圖如圖 34 所示。 圖 34 TLC1549 TLC1549 在工作當(dāng)中有四種工作模式，在本次設(shè)計(jì)中， TLC1549 采用模式一，模式一為快速工作模式，在這個(gè)工作方式當(dāng)中片選變?yōu)楦唠娖?，在連續(xù)一段時(shí)間里每次傳輸?shù)目偸鞘畟€(gè)時(shí)鐘脈沖。 DATA OUT 會(huì)隨著片選的開始和結(jié)束脫離或恢復(fù)到高阻態(tài)，在 DATA OUT 恢復(fù)到高阻態(tài)時(shí)是在固定的時(shí)間內(nèi)。其中，在片選上升沿禁止 I/O CLOCK 端需要一個(gè)啟動(dòng)時(shí)間和兩個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期 [4]。其時(shí)序圖如圖 35 所示。 圖 35 TLC1549 模式一時(shí)序圖 11 在這個(gè)模塊電路設(shè)計(jì)如圖 36，其中 TLC1549 中片選（ /CS）端連接到 口上，在數(shù)據(jù)輸出時(shí)片選（ /CS）為高電位，當(dāng)片選 (/CS)從高電位變?yōu)榈碗娢粫r(shí)，器件回到初始的狀態(tài)，但是在輸出寄存器中仍然保存得有上次的結(jié)果。 I/O CLOCK端口連接單片機(jī) 端口上，在軟件編程時(shí)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號。數(shù)據(jù)輸出段（ DATA OUT）連接在 口上，經(jīng)過前置運(yùn)算放大器處理后的 05V 電壓與 ANALOG IN 端相連接。 圖 36 A/D轉(zhuǎn)換電路圖 上圖中運(yùn)用 LM3365 與 TLC1549 相連接。其 LM336 功能引腳圖如圖 37 所示， LM3365 內(nèi)部是一個(gè)恒壓源電路，它與 TLC1549A/D 轉(zhuǎn)換器的 REF+引腳和 REF引腳并連，它為 TLC1549 提供一個(gè) 5V 的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓其功能是為 A/D 轉(zhuǎn)換提供了一個(gè)絕對電壓，和輸入的值相比較以確定適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號輸送。 圖 37 LM3365 晶 振 其設(shè)計(jì)的電路如 38 圖所示，與單片機(jī)的晶振輸入端和輸出端相連接，它是由兩個(gè)電容和一個(gè)振蕩器構(gòu)成，其工作原理是在把交變電壓施加到晶片上時(shí)，晶 12 片會(huì)因?yàn)闄C(jī)械變形而震動(dòng)，而晶片的震動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生交變的電壓，在這種變化在物理中我們稱作 是壓電效應(yīng)。單片機(jī)工作時(shí)必須要有它所提供的脈沖信號，這個(gè)信號決定系統(tǒng)工作的速度，在本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)符合 AT89C51 單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的晶振頻率 12MHz。 圖 38 晶振 看門狗電路 在使用單片機(jī)工作過程中，往往受到一些條件的干擾而發(fā)生程序讀取錯(cuò)誤出現(xiàn)死循環(huán)等死機(jī)的情況，這種情況出現(xiàn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作或者更加嚴(yán)重的后果。那么，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就需要一個(gè)“看門狗”來使系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作時(shí)進(jìn)行重置?！翱撮T狗”工作原理是系統(tǒng)正常工作的時(shí)候會(huì)向它輸送一個(gè)脈沖，當(dāng)單片機(jī)死機(jī)時(shí)，則不會(huì)向它輸送脈沖， 那么“看門狗”就會(huì)發(fā)送一個(gè)信號，讓工作恢復(fù)正常。在本次設(shè)計(jì)中的“看門狗”是以 IMP813 芯片為核心， IMP813 芯片在電路中起著計(jì)數(shù)器重定的工作。假如在 1600ms 內(nèi) “看門狗”定時(shí)器沒有被觸發(fā)，那么 IMP813 引腳 WDO 將會(huì)輸出一個(gè)低電位。其具體設(shè)計(jì)的復(fù)位電路可以分為： （ 1）上電復(fù)位，上電復(fù)位的信號是由觸發(fā)器產(chǎn)生，在產(chǎn)生時(shí)，它會(huì)對這個(gè)脈沖計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá) 秒后就會(huì)由復(fù)位發(fā)生器輸送一個(gè)信號，這個(gè)信號就會(huì)讓復(fù)位信號無效，若當(dāng)電壓小于 ，那么產(chǎn)生的這個(gè)脈沖則會(huì)使復(fù)位信號發(fā)生作用。 （ 2）手動(dòng)復(fù)位 ， IMP813 的 /MR 引腳與地相連，這個(gè)引腳在與地相接不超過錯(cuò)誤 !未找到引用源。 時(shí)會(huì)就會(huì)有一個(gè)復(fù)位過程。 （ 3）自動(dòng)復(fù)位，自動(dòng)復(fù)位是 IMP813 芯片的 WDI 的端口在 1600ms 內(nèi)沒有 13 被觸發(fā)，則 WDO 引腳就會(huì)從高電位變?yōu)榈碗娢唬瑫r(shí)間持續(xù)到 140ms 以上時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)收到一個(gè)由 IMP813 芯片產(chǎn)生的復(fù)位脈沖。在電路中 WDO 端口與 /MR 端口相連接， IMP813 中 RST 端口與單片機(jī)中的復(fù)位端口相連接， WDI 端口與單片機(jī)的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 端口相連接，系統(tǒng)在正常工作時(shí)端口 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 會(huì)不斷的 輸出脈沖（軟件中實(shí)現(xiàn)），如果發(fā)生單片機(jī)死機(jī)時(shí)，那么引腳 就會(huì)沒有脈沖輸出，使 IMP813 的 WD 在 產(chǎn)生低電平產(chǎn)生復(fù)位信號 [5]。具體復(fù)位電路由圖 39 所示。 圖 39 IMP819電路設(shè)計(jì) 鍵盤電路 如圖 310 所示，在本系統(tǒng)中采用三個(gè)獨(dú)立鍵盤實(shí)現(xiàn)功能的切換和上下限加減的設(shè)置。其 SW SW SW3 分別于單片機(jī) 、 、 相連接。 14 圖 310 鍵盤 鍵盤有兩種類型，一種是編碼的按鍵，另一種是非編碼的按鍵，其中非編碼按鍵是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)它的具體功能。在單片 機(jī)的使用中，我們都是使用的是非編碼的鍵盤，鍵盤與單片機(jī)之間是為線與的關(guān)系，在軟件編程過程中需注意按鍵的消抖，以保證按鍵能正常的操作。 顯示電路 在單片機(jī)的顯示電路中常常用到 LED（數(shù)碼管顯示）和 LCD（液晶顯示），然而由于 LED 顯示壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、耗能小等特點(diǎn)而被廣泛的運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)之中。如圖 311 所示， LED 數(shù)碼管為 8 段碼數(shù)碼管，其 8 段為 a、 b、 c、 d、 e、 f、g、 DP，在 8 段的數(shù)碼管當(dāng)中它具有 10 個(gè)端口，每個(gè)對其顯示段都與其端口相對應(yīng)，除了控制顯示段的 8 個(gè)端口外還有兩個(gè)公共端（ KK 或 AA） 。在我們用到的 LED 顯示中，接線方式無非是共陽極就是共陰極，共陽極是把正極連接在一起，用負(fù)極來控制其亮滅，其共陰極接法與共陽極接法相反。 圖 311 LED 數(shù)碼管 在本設(shè)計(jì)中采用共陰極接線方式，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示， 這種顯示效果和電視的顯示原理相同，其是利用在短時(shí)間內(nèi)快速的更換播放內(nèi)容來以此實(shí)現(xiàn)，讓人們的視覺產(chǎn)生所以數(shù)碼管都在變化錯(cuò)覺，它是用把 LED 的 8個(gè)數(shù)碼段都一起連接，但是每個(gè) LED 公共端口 COM 都是由 I/O 線單獨(dú)控制，在輪流控制各個(gè) LED 的 COM端口，讓 LED輪流的點(diǎn)亮。同時(shí)在設(shè)計(jì)顯示電路時(shí)需要對電阻的 計(jì)算，其計(jì)算方法