【文章內(nèi)容簡介】 字節(jié) Flash 程序存儲(chǔ)器，1K 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 6 個(gè)中斷， 1 個(gè)全雙工串行口等資源。無論是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是編程方面都 STC89C52 相對(duì)簡單，比較容易和使用，并且成本更低，有利于滿足設(shè)計(jì)簡易收銀系統(tǒng)的要求。 經(jīng)綜合比較， 由于 51 系列的單片機(jī) 本設(shè)計(jì)采用方案 2。 液晶顯示屏的選擇 下面是本設(shè)計(jì)選用 LCD1602 液晶顯示屏的原因： 1. 顯示質(zhì)量高。 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度 ,恒定發(fā)光 ,而不像陰極射線管顯示器 (CRT)那樣需要不斷刷新亮點(diǎn) ?因 3 此 ,液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍 ? 2. 數(shù)字式接口。 液晶顯示器都是數(shù)字式的 ,和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠 ,操作更加方便 ? 3. 體積小 ?重量輕 。 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的 ,在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多 ? 4. 功耗低。 相對(duì)而言 ,液晶顯示器的功耗主要 消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC 上 ,因而耗電量比 其它顯示器要少得多 ? 3 電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 整體框圖 如圖 1 所示，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 超市系統(tǒng)條形碼閱讀器信息的錄入，串口模塊的數(shù) 據(jù) 傳輸， 51 單片機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理和 LCD1602 液晶顯示 等功能。單片機(jī)接 收 條形碼讀器讀取 出來的輸出信號(hào) 并經(jīng)過串口模塊進(jìn)行傳送，繼而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后通過 液晶顯示 對(duì)處理好的 數(shù)據(jù) 進(jìn)行 顯示 。 圖 1 本設(shè)計(jì)整體系統(tǒng)框圖 控制模塊 控制器模塊即單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 STC89C52 芯片 [1~4]如圖 3 所示，其主要由電源、時(shí)鐘、復(fù)位電路組成。本系統(tǒng)采用外部 晶振，便于單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)精確的定時(shí) [3]。單片機(jī)外部資源分配： 串口 接 入 ,接 LCD1602 的 714 腳， 接 RS, 接 LCDEN， RXD 口接 MAX232 的 R20,TXD口接 MAX232 的 T21。 STC89C52 條形碼閱讀器 液晶顯示 4 圖 2 最小系統(tǒng)電路圖 顯示模塊 LCD1602 液晶屏為 5V 電壓驅(qū)動(dòng)，帶背光，可顯示兩行，每行 16 個(gè)字符，不能顯示漢字。液晶 1， 2 端為電源； 15， 16 為背光電源；為 防止直接加 5V 而燒壞背光燈，在 15 腳串聯(lián)一個(gè) 1k 電阻用于限流。液晶 3 端為液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)端，通過一個(gè) 10k 的變位器來調(diào)節(jié)液晶顯示對(duì)比度。液晶 4 端為向液晶控制器寫數(shù)據(jù)/寫命令選擇端，接單片機(jī)的 口 。液晶 5 端為讀 /寫選擇端，因?yàn)槲覀儾粡囊壕е凶x取數(shù)據(jù)，只向其寫入命令和顯示數(shù)據(jù)，因此此端始終選擇為寫狀態(tài)，即低電平接地。液晶 6 端為使能信號(hào)，是操作時(shí)必須的信號(hào) ，接單片機(jī)的 口 。其電路如圖所示： 圖 3 LCD1602 液晶顯示 5 串口模塊 51 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和計(jì)算 機(jī)之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如計(jì)算機(jī)的串口是RS232 電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電 路，我們采用了專用芯片 MAX232 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。 我們采用了三線制連接串口，也就是說和條形閱讀器的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5 腳的 GND、第 2 腳與 MAX232 的第 7 腳 T20 連接、第 3 腳與 MACX232的第 8 腳 R2I 連接， MAX232 第 9 腳和單片機(jī)的 第 10 腳 連接， MAX232 的 第10 腳和單片機(jī)的 第 11 腳 腳連接，其他的連接電路如下圖所示 : 圖 4 串口模塊 系統(tǒng)元件分析 一維條碼 條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記， “ 條 ” 指對(duì)光線反射率較低的部分 ， “ 空 ” 指對(duì)光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達(dá)一定的信息，并能夠用特定的設(shè)備識(shí)讀，轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)兼容的二進(jìn)制和十進(jìn)制信息。通常對(duì)于每一種物品，它的編碼是唯一的，對(duì)于普通的一維條碼來說，還要通過數(shù)據(jù)庫建立條碼與商品信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)條碼的數(shù)據(jù)傳到計(jì)算 6 機(jī)上時(shí)，由計(jì)算機(jī)上的 應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。因此，普通的一維條碼在使用過程中僅作為識(shí)別信息，它的意義是通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實(shí)現(xiàn)的。 一維條碼如下圖所示： 圖 5 一維條碼實(shí)例 條形閱讀器 本設(shè)計(jì)使用鐳碼 LV906 條形碼閱讀器，外形如下圖所示 圖 6 條形碼閱讀器 LV906 條形碼閱讀器功能如下： ，內(nèi)置解碼器，準(zhǔn)確識(shí)讀各種一維條碼。 7 ，獨(dú)特槍式握持手柄，舒適的操作手感，長期使用不易疲勞。 條形碼閱讀器 擁有 2 種提示音和音量可調(diào)節(jié)的蜂鳴器，可根據(jù)使用的環(huán)境的調(diào)節(jié)蜂鳴器的音量。 條形碼閱讀器多個(gè)內(nèi)置接口（ RS232，鍵盤接口，光筆和先進(jìn)的 USB接口）。我們采用標(biāo)準(zhǔn) RS232 串口接口，接口簡單。 STC89C52 芯片 STC89C52 是一個(gè)低功耗，高性能、高速度的 51 內(nèi)核的含有 8K 可編程可擦寫只讀存儲(chǔ)器的低功率高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，該器件運(yùn)用了 ATMEL 公司的高密度不易丟失存儲(chǔ)技術(shù)并且兼容 MCS51 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置和管腳輸出。片內(nèi)的閃存允許用系統(tǒng)內(nèi)模式編程或者傳統(tǒng)的不易失程 序編寫器。內(nèi)部資源比較豐富，全面，而且通用性強(qiáng)，可履蓋多種應(yīng)用要求，片內(nèi)含 8k 空間的可反復(fù)擦些 1000次的 Flash 只讀存儲(chǔ)器，具有 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)IO 口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器。且該系列的 51 單片機(jī)可以不用燒寫器而直接用串口或并口就可以向單片機(jī)中下載程序，使得 ATMEL 的 STC89C52 成為一片具有高靈活性，可有解決大多嵌入式控制應(yīng)用的高性能單片機(jī)。單片機(jī) STC89C52引腳圖如圖 7： 圖 7 STC89C52 引腳示意圖 Vcc：為芯片提供 +5V 電源。 8 RST：單片機(jī)復(fù)位引腳，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng) STC89C52 上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6， CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 輸出信號(hào)作為鎖存低 8 位地址的控制信號(hào)。 PSEN：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。當(dāng) STC89C52 由片外程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。 EA/Vpp：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端 /固化編程電壓輸入端。當(dāng) EA 引腳接高電平時(shí)， CPU 只訪問片內(nèi) Flash ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令；但當(dāng)PC 的值超過 0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)輸入信號(hào)EA 引腳接低電平時(shí)， CPU 只訪問片外 ROM 并執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)存儲(chǔ)器。 P0 端口： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。 P P2 端口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。其中 口接 1602 液晶顯示。 P3 端口： P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口， P3 作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì) 輸出一個(gè)電流。 P3端口還用于一些復(fù)用功能， XTAL XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的一端。 GND：接地端。 ：是 8 個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 I/O 口。而 則通過上拉電阻接電源，也就是給 一個(gè)高電平，這個(gè)高電平是讓小車處于運(yùn)行作態(tài)。 MAX232 芯片 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。一部分是電荷泵電路。由 6 腳和4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 9 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 第三部分是供電 ， 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 主要特點(diǎn) : RS232C 技術(shù)標(biāo) 。 +5V 電源供 電。 、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、V 。 ，典型供電電流 5mA 。 2 個(gè) RS232C 驅(qū)動(dòng)器 。 RS232C 接收器 。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 8： 圖 8 MAX232 引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 10 串口接口 串行接口簡稱 串口 ，也稱串行通信接口（通常指 COM 接口），是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。串行接口 Serial Interface 是指數(shù)據(jù)一位位地順序傳送，其特點(diǎn)是 通信線路 簡單，只要一對(duì)傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，并可以利用電話線，從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。串行通訊的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)位傳送，傳按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米；根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙 工三種。串行 接口按電氣標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議來分 為 RS232C、RS42 RS485 等。 RS232C、 RS422 與 RS485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。 本設(shè)計(jì)采用的是 RS232C 串口。 RS232 也稱標(biāo)準(zhǔn)串口，最常用 的一種 串行通訊接口 。傳統(tǒng)的 RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)有 22 根線，采用標(biāo)準(zhǔn) 25 芯 D 型插頭座（ DB25），后來使用簡化為 9 芯 D 型插座（ DB9），現(xiàn)在應(yīng)用中 25 芯插頭座已很少采用。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。由于其發(fā)送電平與接收電 平的差僅為 2V 至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約 15 米，最高速率為20kb/s。 RS232 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3～ 7kΩ。所以 RS232 適合本地設(shè)備之間的通信。 圖 9 RS232 串口 LCD1602 液晶顯示屏 11 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 1602LCD 應(yīng)用于智能儀表、通信和辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域 ,它的主要作用是顯示 ASCII 碼字符 ,因此又被稱作 字符型顯示器件 。利用點(diǎn)陣字形特點(diǎn)可自定義漢字字庫讓其顯示漢字。