【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所示，單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和操作復(fù)位兩種。上電復(fù)位是指單片機(jī)上 電 瞬間，要在 RST 引腳上出現(xiàn)寬度大于 10ms 的正脈沖，才能使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。操作復(fù)位是指用戶 按下 “ 復(fù)位 ” 按鈕使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。 9 圖 復(fù)位電路 晶振電路 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率 范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。 一般的晶振的負(fù)載電容為 15p 或 ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè) 22p 的電 容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和有源晶振兩種類型。無(wú)源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無(wú)源晶振為 crystal（晶體），而有源晶振則叫做 oscillator（振蕩器）。無(wú)源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)，所以“無(wú)源晶振”這個(gè)說(shuō)法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個(gè)完整 10 的諧振振蕩器。諧振振蕩器包括石英（或其晶體材料）晶體諧振器，陶瓷諧振器， LC 諧振器等。晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩器。 石英晶片所以能做振蕩電路（諧振）是基于它的壓 電效應(yīng)，從物理學(xué)中知道，若在晶片的兩個(gè)極板間加一電場(chǎng)，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；反之，若在極板間施加機(jī)械力，又會(huì)在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如在極板間所加的是交變電壓，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。一般來(lái)說(shuō)，這種機(jī)械振動(dòng)的振幅是比較小的，其振動(dòng)頻率則是很穩(wěn)定的。但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。 其特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度很高。 石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是 提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)起振，而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置 IC來(lái)共同作用來(lái)工作的。振蕩器直接應(yīng)用于電路中，諧振器工作時(shí)一般需要提供 電壓來(lái)維持工作。振蕩器比諧振器多了一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)為：諧振電阻（ RR），諧振器沒(méi)有電阻要求。 RR 的大小直接影響電路的性能，也是各商家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要參數(shù)。本設(shè)計(jì)采用12MHz 晶振，并聯(lián)兩個(gè) 30pF 電容構(gòu)成晶振電路。 C130pFC230pFY112MX1X2 圖 單片機(jī)晶振電路 晶振電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，使用晶體震蕩器時(shí)， c2,c3 取值20~40PF，使用陶瓷震蕩器時(shí) c2,c3 取值 30~50PF。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振和電容應(yīng)盡量靠近芯片，以減小分布電容，保證震蕩器的穩(wěn)定性。 測(cè)量、轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 使用 ADC0809 作為數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，其引腳圖如 所示 11 圖 ADC0809 引腳圖 ADC0809 的主要特性： 1） 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs( 時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs （時(shí)鐘為 500kHz 時(shí) ） 4）單個(gè)＋ 5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)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。 ADC0809 的外部特性： ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，下面說(shuō)明各引腳功能。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 12 START： A／ D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 EOC： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。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。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 GND：地。 A/D 轉(zhuǎn)換有集成電路 ADC0809 完成。 ADC0809 具有 8 路模擬輸入端口，地址線 (第 2325腳 )可決定對(duì)哪一路模擬輸入作 A/D 轉(zhuǎn)換。第 22 腳位地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對(duì)地址信號(hào)進(jìn)行鎖存。第 6 腳位測(cè)試控制，當(dāng)輸入一 個(gè) 2μ ｓ寬高電平脈沖時(shí)，就開(kāi)始 A/D轉(zhuǎn)換。第 7 腳為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，第 7 腳輸出高電平。第 9 腳為 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng) OE 腳為高電平時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從端口輸出。第 10 腳為 ADC0809的時(shí)鐘輸入端，利用單片機(jī)第 30 腳 的 分頻晶振頻率，再通過(guò) 14024 二分頻得到 1MHz 時(shí)鐘。 單片機(jī)的 P 端口作為 4 位 LED 數(shù)碼管顯示控制。 端口用作單路顯示 /循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換按鈕。 端口用作單路顯示時(shí)選擇顯示的通道。 P0 端口用作 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入， P2 端口用作 ADC0809 的 A/D 轉(zhuǎn)換控制。 13 圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電路圖 顯示電路設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅，黃，藍(lán)，綠，白，七彩效果，它屬于一種照明裝飾、亮化燈具。 （ 1） LED 數(shù)碼管以發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，顏色有單紅，黃，藍(lán)，綠， 白，七彩效果。單 色，分段全彩管可用大樓，道路，河堤輪廓亮化， LED 數(shù)碼管可均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字，并可播放不同格式的視頻文件。通過(guò)電腦下 flash、動(dòng)畫、文字等文件，或使用動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)個(gè)性化動(dòng)畫，播放各種動(dòng)感變色的圖文效果； （ 2）可放在 PCB 電路板上按紅綠蘭順序呈直線排列，以專用驅(qū)動(dòng)芯片控制，構(gòu)成變化無(wú)窮的色彩和圖形。外殼采用阻燃 PC 塑料制作，強(qiáng)度高，抗沖擊，抗老化，防紫外線，防塵，防潮。 LED 護(hù)欄管具有功耗小，無(wú)熱量，耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，配合控制器，即可實(shí)現(xiàn)流水，漸變，跳變，追逐等效果。 如果應(yīng)用于大面積工程中，連接電腦同步控制器， 14 還可顯示圖案，動(dòng)畫視頻等效 LED 數(shù)碼全彩燈管可以組成一個(gè)模擬 LED 顯示屏，模擬顯示屏可以提供各種全彩效果及動(dòng)態(tài)顯示圖像字符，可以采用脫機(jī)控制或計(jì)算機(jī)連接實(shí)行同步控制；可以顯示各式各樣的全彩動(dòng)態(tài)效果?？刂葡到y(tǒng)采用三泰 VISS 專用燈光編程軟件編輯，數(shù)碼管控制花樣更改方便，只需將編輯生成的花樣格式文件復(fù)制進(jìn) CF 卡即可，數(shù)碼管控制器可以單獨(dú)控制，也可多臺(tái)聯(lián)機(jī)控制，數(shù)碼管安裝編排方式任意，適合各種復(fù)雜工程需求。數(shù)碼管、控制器以及電源等以標(biāo)準(zhǔn)公母插頭連接，方便快捷，并具有獨(dú)特 的外形設(shè)計(jì)，全新的戶外防水結(jié)構(gòu) 。 2. LED 數(shù)碼管構(gòu)成 LED 數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。其外形結(jié)構(gòu)如圖所示。它由 8 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示 0 AF 及小數(shù)點(diǎn)“ .”等字符。 數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)規(guī)格，如圖 所示。圖中電阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽(yáng)極，并接高電平，對(duì)于需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電平即可。 對(duì)照?qǐng)D 中的字段 :7 段發(fā)光二極管 ,在加上 1 個(gè)小數(shù)點(diǎn)位 ,共計(jì) 8 段 ,因此提供給 LED 顯示器的字形碼正好一字節(jié)。 圖 (a) 共陰極 圖 (b) 共陽(yáng)極 15 圖 （ C）字段顯示 （ 1）靜態(tài)顯示方式 直接利用并行口輸出。 LED 顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí) ,各位的共陰極連接在一起接地 。每位的段選線分別于一個(gè) 8 位的鎖存輸出相連。一般稱之為靜態(tài)顯示 ,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定 ,相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變 ,直到顯示另一個(gè)字符為止。 利用通信號(hào)串行輸出 。在實(shí)際應(yīng)用中 ,多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時(shí)，經(jīng)常采用串行通信口工作方式 0，外接移位寄存器 74LS16 CD4094 來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。 表 LED段選碼表 顯示字符 共陰極段 顯示字符 共陰極段 0 3FH C 39H 1 06H D 5EH 2 5BH E 79H 3 4FH F 71H 4 66H P 73H 5 6DH U 3EH 6 7DH Γ 31H 7 07H y 6EH 8 7FH 8. FFH 9 6FH “滅 ” 00H A 77H / / B 7CH / / 16 （ 2）動(dòng)態(tài)顯示方式 對(duì)多位 LED 顯示器的動(dòng)態(tài)顯示，通常都時(shí)采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。這樣雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于間隔時(shí)間較短，且人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。 為了實(shí)現(xiàn) LED 顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位選擇控制，這就是通常所說(shuō)的段控和位控。因此多位 LED 顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出 8 位控信號(hào)；另一個(gè)用于輸出段控信號(hào)，其連接圖如下 ： LED顯示電路 17 電源電路 本設(shè)計(jì)選擇三端集成穩(wěn)壓器 0875 及變壓器，整流橋 ,濾波電容構(gòu)成直流穩(wěn)壓電路。 C1，C2， C3 用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和意志電路引入高頻干擾， C4是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。 D 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端短路時(shí)，給輸出電容器 C4 一個(gè)放電通路，防止 C4 兩端電壓作用于穩(wěn)壓器，造成擊穿而損壞。 變壓器采用 220V9V 變壓器，整流橋和保護(hù)二極管采用 IN4001。 TrIN4001C2C3IN4001vcca9Vb220V7805C11000uFC410uF 圖 直流穩(wěn)壓電源電路 18 4 系統(tǒng)程序 的 設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 在剛上電時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為循環(huán)顯示 8 個(gè)通道的電壓值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行一次測(cè)量后，將顯示每一通道的 A/D 轉(zhuǎn)換值，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)顯示時(shí)間在 1s 左右。主程序在調(diào)用顯示子程序與測(cè)量子程序之間循環(huán) 。 主程序流程圖如圖 所示 開(kāi) 始初 始 化調(diào) 用 A / D 轉(zhuǎn) 換 測(cè)量 子 程 序調(diào) 用 顯 示 子 程 序 圖 主程序流程圖 初始化程序 系統(tǒng)上電時(shí)，初始化程序主要用來(lái)執(zhí)行 70H77H 內(nèi)存單元清 0 和 P2 口置 0 等準(zhǔn)備工作 。 顯示子程序 顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) 4 位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。測(cè)量所得的 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù)放在 70H77H 內(nèi)存單元中，測(cè)量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換成為十進(jìn)制 BCD 碼放在 78H7BH 單 19 元中，其中 7BH 存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器 R3 用作 8 路循環(huán)控制， R0 用作顯示數(shù)據(jù)地址指針 。 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化按 鍵 掃 描是 否 有 按 鍵 按 下調(diào) 用 顯 示 處 理 程 序返 回NY 圖 顯示子程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序 A/D 轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序用來(lái)控制對(duì) ADC0809 的 8 路模擬輸入電壓的 A/D 轉(zhuǎn)換，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值移入 70H77H 內(nèi)存單元 。 A/D 轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序流程圖如圖 所 示 20 開(kāi) 始啟 動(dòng) 測(cè) 試A / D 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束 ？取 數(shù) 據(jù) （ P 2 . 5 = 1 )A D C 0 8 0 9 地 址加 1地 址 數(shù) 小 于 8 ？返 回NYYN 圖 A/D 轉(zhuǎn)換測(cè)量子程序流程圖 源程序 （ 源程序見(jiàn)附錄 ）