【文章內(nèi)容簡介】 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 7 STC89C52 一共有 40 個引腳，可以分為電源引腳、時鐘引腳、輸入 \輸出引腳、控制引腳，其引腳圖如圖 42。 在本設(shè)計中 P0口用來為顯示模塊的數(shù)據(jù)線，傳輸數(shù)碼管的字符信號， 作為顯示模塊的位選控制引腳，來控制數(shù)碼管的顯示位； P1口用做并行數(shù)據(jù)接口來接收ADC0809 轉(zhuǎn)換后的 8 位二進制電壓值； 、 、 、 、 分別接 ADC0809 的 EOC、ALE、 CLK 、 START、 OE 用作 ADC0809 的控制總線。定時計時器 T0用來生成 ADC0809的時鐘脈沖，它的初始值為 100。 定時計時器 T1用來生成串口通信的波特率，它的初始值為 0xfd。 單片機時鐘電路 單片機的時鐘信號的產(chǎn)生一般有兩種方式：一種是內(nèi)部時鐘方式；另一種外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式是在單片機的 XTAL1 和 XTAL2引腳接晶振，就能在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘信號，如圖 43所示。 圖 42 STC89C52引腳圖 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 8 單片機復(fù)位電路 當(dāng) 單片機的 RET 引腳引入高電平并保持兩個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，復(fù)位電路圖如圖 44。 A\D 轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809 簡介 ADC0809 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 。 其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。它的特性如下： （ 1） 8路輸入通道， 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ； 圖 43 單片機時鐘電路 C 152 0 p FC 162 0 p F晶振X T A L 2X T A L 1Y11 1 . 0 5 9 2 M H z圖 44 單片機復(fù)位電路 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 9 （ 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?； （ 3） 轉(zhuǎn)換時間為 100μs(時鐘為 640kHz 時 )， 130μs（時鐘為 500kHz 時） ； （ 4） 單個 +5V電源供電 ； （ 5） 模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)； （ 6） 工作溫度范圍為 40～ +85 攝氏度 ； （ 7） 低功耗，約 15mW[4]。 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 45 所示，它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器。 其中 8路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用一個 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3 個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出 [4]。 ADC089 外部引腳 ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 46所示。 ADC0809 各引腳功能如下： （ 1） IN0IN7： 8路模擬量輸入端； （ 2） D0D7： 8 位數(shù)字量輸出端； （ 3） ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效； （ 4） START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換）； （ 5） EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）； （ 6） OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量； （ 7） CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHz； （ 8） REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓； （ 9） Vcc：電源，單一 +5V； （ 10） GND：地； （ 11） ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路 通道選擇表如表 41所示 [4]。 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 10 圖 45 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 46 ADC0809引腳圖 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 11 ADC0809 工作原理 首先獲取三 位地址，并將 ALE 置 1， ADC0809 將 獲取 地址鎖 存到 地址鎖存器中。 這個地址通過 譯碼選通 8 路模擬輸入中的一路 到比較器。 當(dāng) START 上升沿 到來時自動 將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿 到來后 啟動 模數(shù)轉(zhuǎn)換， EOC 輸出信號置 0，指示 正在進行 模數(shù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)模數(shù) 轉(zhuǎn)換完成 后 ， EOC 信號 變?yōu)楦唠娖剑?表 示 A模數(shù) 轉(zhuǎn)換結(jié)束， 并且轉(zhuǎn)換結(jié)果已存入鎖存器 。當(dāng) OE 置 1 時，輸出三態(tài)門導(dǎo)通，轉(zhuǎn)換結(jié)果 輸出到數(shù)據(jù)總線上。 模數(shù) 轉(zhuǎn)換 完畢 后 ，得到的數(shù)字量 應(yīng)及時傳送給單片機進行處理。 數(shù)據(jù)傳送可使 用 以下三種方式： （ 1） 定時傳送方式 對于一中已知的 轉(zhuǎn)換 元件其來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)參數(shù)是 固定的 和已知的?？蓞⒖嫁D(zhuǎn)換時間調(diào)用 延時子程序， 模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動后調(diào)用延時子 程序， 到達 延遲時間 后系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳送。 （ 2） 查詢方式 轉(zhuǎn)換芯片有 指示 轉(zhuǎn)換 是否 完成的 EOC 端狀態(tài)信號，因此可以使用 查詢 的方式來 測試EOC 的狀態(tài)，就可以判斷 轉(zhuǎn)換是否完成 ，若完成則傳送信號 。 （ 3） 中斷方式 把指示 轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（ EOC）作為 單片機的 中斷請求信號，以中斷 的方式傳送數(shù)據(jù) [3]。 ADC0809 的時序如圖 47。 本設(shè)計將 ADDA、 ADDB、 ADDC3 條地址輸入線接地，選擇通道 IN0 采集數(shù)據(jù)； D0D7連接單片機的 P1 口，作為數(shù)字信號的傳輸通道。 ADC0808由單片機的 ，采用查詢傳送方式，監(jiān)測 OE 信號是否為高電平。當(dāng) OE 為高電平時，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接收。 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 表 41 通道選擇表 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 12 串口通信模塊 RS232 串口簡介 RS232 是美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA（ Electronic Industry Association） 制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。 RS232 是一種在低速串行通訊中增大 通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即 單端通訊 。 RS232 的標(biāo)準(zhǔn)定義是 一個 25針的端口，在較早的計算機上普遍 使用，但 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 在 AT 機以后的機型上，大多使用 了 9 針的簡化版本 ，現(xiàn)在 我們所提到 的 232通訊都是指 9針的串 口 。 9針接口的引腳如圖 48 所示。 各引腳的功能如下： （ 1） CD:載波檢測； （ 2） RXD:接收數(shù)據(jù)； （ 3） TXD:發(fā)送數(shù)據(jù)； （ 4） DTR:數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好； （ 5） SG:信號地； （ 6） DSR:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好； （ 7） RTS:請求發(fā)送； 圖 47 ADC0809時序圖 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 13 （ 8） CTS： 清除發(fā)送； （ 9） RI:振鈴提示。 在實際應(yīng)用中，設(shè)計人員在設(shè)計計算機與外圍設(shè)備的通信時，并不是使用接口的全部引腳，而是在 9 針的基礎(chǔ)再進行簡化，只用 5三個引腳進行通信。這三個引腳分別是 RXD、 TXD 和 SG，即可滿足大部分通訊的要求，計算機和外部設(shè)備的接線方法如圖 49。 MAX232 簡介 MAX232 芯片是美信（ MAXIM） 公司專為 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用 +5V單電源供電 。 MAX232 是用來做電平轉(zhuǎn)換的 ， 標(biāo)準(zhǔn) RS232 的 電平很高， 最高能 達 到 正負(fù) 15V。 常用的 TTL 電平最高 為 5V。 如果 RS232 和 TTL器件 相互連接的話，必須 要 進行 電平轉(zhuǎn)換。 由于電腦串口輸出電壓高達 12V， 直接與單片機連接會燒壞芯片 ，所以本設(shè)計中用 MAX232 芯片轉(zhuǎn)換 [5]。 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 圖 48 9針接口引腳圖 圖 49 計算機和外部設(shè)備接線圖 河北大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 14 第一部分是電荷泵電路。它 由 引腳 6 和 4 個電解電容構(gòu)成 ， 主要是提供 RS232 串口的電平 。 第二部分是信號傳送 通道。 它內(nèi)部有兩個信號通道：第一信號通道由 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）組成；第二信號通道由 8腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10腳（ T2IN）、 7腳（ T2OUT）組成 。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232