多路模擬量采集儀表的畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-04-03 13:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但并不是像 P0口那樣傳送存儲(chǔ)器的讀 /寫數(shù)據(jù)。 P3口：這組引 腳的第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同，第二功能為控制功能，每個(gè)引腳并不完全相同，如下表 2 所示： 表 2 P3 口各位的第二功能 P3 口各位 第二功能 RXT（串行口輸入） TXD（串行口輸出） /INT0（外部中斷 0 輸入） /INT1(外部中斷 1 輸入 ) T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入） /WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫允許） /RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許） Vcc 為 +5V 電源線， Vss 接地。 ALE：地址鎖存允許線，配合 P0口的第二功能使用，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51 的 CPU 在 引腳線去傳送隨后而來(lái)的片外存儲(chǔ)器讀 /寫數(shù)據(jù)。在不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51 自動(dòng)在 ALE 線上輸出頻率為 1/6震蕩器頻率的脈沖序列。該脈沖序列可以作為外部時(shí)鐘源或定時(shí)脈沖使用。 /EA:片外存儲(chǔ)器訪問(wèn)選擇線，可以控制 89C51 使用片內(nèi) ROM 或使用片外 ROM, 若 /EA=1，則允許使用片內(nèi) ROM, 若 /EA=0，則只使用片外 ROM。 /PSEN：片外 ROM 的選通線，在訪 問(wèn)片外 ROM時(shí)， 89C51自動(dòng)在 /PSEN線上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，作為片外 ROM 芯片的讀選通信號(hào)。 RST： 復(fù)位線，可以使 89C51 處于復(fù)位 (即初始化 )工作狀態(tài)。通常89C51 復(fù)位有自動(dòng)上電復(fù)位和人工按鍵復(fù)位兩種。 XTAL1 和 XTAL2： 片內(nèi)震蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來(lái)連接 89C51 片內(nèi) OSC(震蕩器 )的定時(shí)反饋回路。 8 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作 。 MCS51 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST,采用施密特觸發(fā)輸入。當(dāng)震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平即可確保時(shí)器件復(fù)位。復(fù)位完成后，如果 RST 端繼續(xù)保持高電平， MCS51 就一直處于復(fù)位狀態(tài)，只要 RST恢復(fù)低電平后，單片機(jī)才能進(jìn)入其他工作狀態(tài)。單片機(jī)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種，圖 6 是 51 系列單片機(jī)統(tǒng)常用的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合電路，只要 Vcc 上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，它們都能很好的工作。 圖 6 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)中 CPU 每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。CPU 執(zhí)行一條指令的各個(gè)微操作所對(duì)應(yīng)時(shí)間順序稱為單片機(jī)的時(shí)序。MCS51 單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成震蕩器，XTAL1 為該放大器的輸 入端， XTAL2 為該放大器輸出端，但形成時(shí)鐘電路還需附加其他電路。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器，外部電路簡(jiǎn)，只需要一個(gè)晶振和 2 個(gè)電容即可，如圖 7 所示。 9 圖 7 時(shí)鐘電路 電路中的器件選擇可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)，電路中，電容器 C1 和 C2 對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍是 30177。10pF，在這個(gè)系統(tǒng)中選擇了 33pF；石英晶振選擇范圍最高可選24MHz，它決定了單片機(jī)電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是 12MHz，因而時(shí)鐘信 號(hào)的震蕩頻率為 12MHz 1602 液晶顯示電路 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 10 字符尺寸 :(WH)mm 引腳功能說(shuō)明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無(wú)背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表 表 1 引腳接口說(shuō)明表 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比 度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選 擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W為高電 平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳 ： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制指令 如下圖所示： 11 1602 液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明 1 為高電平 ， 0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3：光標(biāo)和顯示位置設(shè)置 I/D，光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移， S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無(wú)效。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 D： 控制整體的顯示開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示。 C:控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5： 光標(biāo)或顯示移位 S/C ：高電平時(shí)顯示移動(dòng)的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令 6： 功能設(shè)置命令 DL： 高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示， F： 低電平時(shí)顯示 5X7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5X10 的顯示字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 9： 讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF： 忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 與 HD44780 相兼容的芯片時(shí)序表如下： 12 LCD1602 操作時(shí)序 下列為基本時(shí)序圖： 1602LCD 的 RAM 地址映射 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 例如第二行第一個(gè)字符的地址是 40H， 那么是否直接寫入 40H 就可以將13 光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位 D7 恒定為高電平 1 所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 多路模擬量采集儀表硬件電路原理圖 此電路的工作原理是：各路模擬電壓信號(hào)通過(guò)電阻分壓后進(jìn)入電壓跟隨器由程序數(shù)字濾波，再由 ADC08008 的 IN0IN7 通道進(jìn)入（由于使用的各路通道由 ADDA,ADDB,ADDC 電平高低所控制， 而 ADDA,ADDB,ADDC 又由按鍵所控制，所以顯
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