【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線(xiàn)。89C51的 P0、 P P P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。除了 P1口外 P0、 P P3口都還有其他的功能。 ※ RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器 工作 時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ※ ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低 位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率 和 周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí) 。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 ※ /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào) ，低電平有效 。 在從片外程序存儲(chǔ)器 取指期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng) /PSEN 有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上 P0 口 (數(shù)據(jù)總線(xiàn) )。 /PSEN 可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載。 ※ /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) /INT0(外中斷 0 的請(qǐng)求 ) /INT1(外中斷 1 的請(qǐng)求 ) T0 (定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入 ) T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器外部計(jì)數(shù)脈沖輸入） /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 9 編程電源（ VPP）。 ※ XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ※ XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 （ 3） AT89S51 的晶振及其連接方法 CPU 工作時(shí)都必須有一個(gè)時(shí)鐘脈沖。有兩種方式可以向 89S51 提供時(shí)鐘脈沖：一是外部時(shí)鐘方式，即使用外部電路向 89S51 提供始終脈沖，見(jiàn)圖 33(a)；二是內(nèi)部時(shí)鐘方式，即使用晶振由 89S51 內(nèi)部電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。一般常用第二種方法，其電路見(jiàn)圖 (b)。 圖 89S51 的時(shí)鐘脈沖 圖 (b)中： J 一般為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時(shí)也可以使用陶瓷濾波器。 C C2：使用石英晶體時(shí)， C1=C2=30（ 177。10） pF 使用陶瓷濾波器時(shí)， C1=C2=40（ 177。10） pF （ 4） AT89S51 的復(fù)位 使 CPU 開(kāi)始工作的方法就是給 CPU 一個(gè)復(fù)位信號(hào)， CPU 收到復(fù)位信號(hào)后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計(jì)數(shù)器設(shè)置為 “0000H”。復(fù)位信號(hào)結(jié)束后， CPU 從程序存儲(chǔ)器 “0000H”處開(kāi)始執(zhí)行程序。 89S51 為高電平復(fù)位，一般有 3 種復(fù)位方法。 ⅰ 上電復(fù)位。通過(guò)外部復(fù)位電路的電 容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 ⅱ 手動(dòng)復(fù)位。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 ⅲ 自動(dòng)復(fù)位。設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)滿(mǎn)足某一條件時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 圖 為最簡(jiǎn)單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。 10 圖 89S51 的復(fù)位電路 （ 5） 芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89S51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可 以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 各部分電路原理 DAC0832 芯片原理 （ 1） 管腳功能介紹 如圖 所示 89S51 11 圖 DAC0832 管腳圖 ※ DI7～ DI0： 8 位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7 為最高位。 ※ IOUT1： DAC 電流輸出端 1。 ※ IOUT2： DAC 電流輸出端 2，當(dāng) DAC 寄 存器中數(shù)據(jù) 全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC寄存器中數(shù)據(jù) 全為 0 時(shí)，輸出電流 最小 ， IOUT2與 IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝常數(shù)。 ※ bfR ：反饋電阻 ，固化在芯片中，作為運(yùn)算放大器分路反饋電阻為 DAC 提供電壓輸出 。 ※ refV ：參考電壓輸入 ，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，它決定 0 至 255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來(lái)的模擬量電壓值的幅度， refV 范圍 為 (+10～ 10)V。 refV 端與 D/A 內(nèi)部 T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 ※ VCC： 數(shù)字電路電源 ，范圍為 (+5～ 15)V。 ※ AGND（ 3 腳）：模擬量地，即模擬電路接地端。 ※ DGND（ 10 腳）：數(shù)字量地。 當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)， 8 位 DAC 寄存器端為高電平 “1”，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平 “0”時(shí)，第一級(jí) 8 位輸入寄存器 Q 端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級(jí) 8 位DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 一般情況下為了簡(jiǎn)化接口電路，可以把輸入端和輸出端直接接地，使第二級(jí) 8 位 DAC 12 寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級(jí) 8 位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個(gè)寄存器都分別接成受控方式。 制作低頻信號(hào)發(fā)生器有許多方案：主要有單緩沖方式，雙緩沖方式和直通方式。 單緩沖方式具有適用于只有一路模擬信號(hào)輸出或幾路模擬信號(hào)非同步輸出的情形的優(yōu)點(diǎn)， 而且 電路線(xiàn)路連接比較簡(jiǎn)單。而雙緩沖方式適用于在需要同時(shí)輸出幾路模擬信號(hào)的場(chǎng)合，每一路模擬量輸出需一片 DAC0832 芯 片，構(gòu)成多個(gè) DAC0832 同步輸出電路，程序簡(jiǎn)單化，但是電路線(xiàn)路連接比較復(fù)雜。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了單緩沖方式使用方便，程序簡(jiǎn)單，易操作。 (2） 工作原理 DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。 8 位 輸入寄存器用于存放主機(jī)送來(lái)的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存 ； 8 位 DAC 寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量 ； 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門(mén)、 與 非門(mén)組成的輸入控制電路來(lái)控制 2 個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。 DAC0832 與反相比例 放大器相連，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，因此輸出模擬信號(hào)的極性與參考電壓的極性相反，數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 Vout1=Vref（數(shù)字碼 /256） 若 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出為雙極性，如圖 所示。 圖 D/A 轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路 圖 中，運(yùn)算放大器 A2的作用是把運(yùn)算放大器 A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。其原理是將 A2的輸入端 Σ 通過(guò)電阻 R1與參考電壓 VREF相連， VREF經(jīng) R1向 A2提供一Iout1 Iout2 Vfb DAC0832 U1 5 6 7 B 10 9 8 C R2=R R1=2R R3=2R R Vout2 A2 Vref +5V A1 Vout1 I1 I2 13 個(gè)偏流 I1，其電流方向與 I2相反，因此運(yùn)算放大器 A2的輸入電流為 I I2之代數(shù)和。則 D/A轉(zhuǎn)換器的總輸出電壓為： VOUT2= [(R3/R2) VOUT1+(R3/R1)] VREF () 設(shè) R1=R3=2R R2=R，則 VOUT2= (2VOUT1+VREF) () DAC0832 主要是用于波形的數(shù)據(jù)的傳送，是本題目電路中的主要芯片 。 LM324 工作原理 圖 LM324 原理圖 管腳圖 LM324 是 四運(yùn)放集成電路 ，它采用 14 腳雙列直插塑料封袋，外形上圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器可用圖中所示的符號(hào)來(lái)表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中 “+”、 “”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、“V”為正、負(fù)電源端， “ 0V ”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， “”為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 0V 的信號(hào)與該輸入端的為相反； “+”為同相輸入 端，表示運(yùn)放輸出端 0V 的信號(hào)與輸入端的相位相同。 LM324 的引腳排列見(jiàn)圖 。 由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可作 電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 14 電路原理 圖 電路原理圖 當(dāng)分別每按下按鍵一次就會(huì)分別出現(xiàn)方波、鋸齒波、正弦波，并且有數(shù)碼管會(huì)指示是那種波形的序號(hào)。另外 ,發(fā)光二極管發(fā)光說(shuō)明系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。 4 軟 件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)功能分了幾個(gè)模塊編程。模塊主要有：主程序模塊、方波模塊、 鋸齒波模塊、正弦波模塊、延時(shí)子程序模塊等。 顯示波形模塊是利用 DAC0832 的 8 位特點(diǎn)，把波形的數(shù)據(jù)以 8 位數(shù)據(jù)的形勢(shì)送進(jìn) CPU中，只要一按鍵就能顯示波形。 15 主 程序流程圖 圖 主程序流程圖 本軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中主要實(shí)現(xiàn)利用按鍵來(lái)控制不同波形的輸出，當(dāng)按鍵 KEY1 按下 1 次時(shí)，信號(hào) 發(fā)生器就輸出 方波 ；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 2 次時(shí)，信號(hào) 發(fā)生器就輸出鋸齒波；當(dāng)按鍵 KEY1 按下 3 次時(shí)，信號(hào) 發(fā)生器就輸出正弦波。通過(guò)按鍵可以以任意循環(huán)方式輸出不同波形，數(shù) 碼管上顯示的數(shù)字分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的波形。按鍵 KEY2 按下時(shí)復(fù)位。 K1 按 1 次 輸出方波 K1 按 2 次 輸出 鋸齒 波 K1 按 3 次 輸出 正弦 波 開(kāi) 始 Y Y Y N N N 16 方 波程序流程圖 圖 方波程序流程圖 方 波產(chǎn)生首先將 DAC0832 口地址至為 4000H，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0 時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)模擬量，然后延時(shí)，當(dāng) A 中的內(nèi)容為 0FFH 時(shí)，同樣輸出對(duì)應(yīng)模擬量，再延時(shí)，從而得到 方 波。 開(kāi) 始 置 DAC0832 口地址 4000H 00H→ A 輸出對(duì)應(yīng)模擬量 延時(shí) 0FFH→ A 輸出對(duì)應(yīng)模擬量 延時(shí) 17 鋸齒波程序流程圖 開(kāi)始0H→A（A）→0832輸出（A）=F0H？A+1→A置DAC0832口地址40HNY 圖 鋸齒波程序流程 圖 鋸齒波產(chǎn)生首先將 DAC0832口地址至為 4000H，然后將 00H送入寄存器 A中， DAC0832輸出 A 中的內(nèi)容，當(dāng) A 中的內(nèi)容等于 F0H 返回開(kāi)始，當(dāng) A 中的內(nèi)容不為 0FH 時(shí)， A 中的內(nèi)容累加，從而輸出波形。 正弦波程序流程圖 開(kāi)始置ＤＡＣ0832口地址４0查表格取數(shù)送0832Ｒ１+1→Ｒ１取表格初值R1←0H 圖 正弦波程序流程圖 18 5 仿真結(jié)果 （ 1） 系統(tǒng)工作 狀態(tài)電路圖 如 下 圖 ： 圖 按鍵狀態(tài)圖形 （ 2） 方波波形 如 下 圖 ： 圖 方波仿真波形 19 （ 3） 鋸齒波波形 如 下 圖 ： 圖 鋸齒波仿真波形 （ 4） 正弦波波形 如 下 圖 ： 圖 正弦波仿真波形 20 6 測(cè)試結(jié)論 （ 1） 產(chǎn)生各種波形電壓輸出范圍及頻率如下 ： 方 波： VPP min= T= F= VPP max= 鋸齒波： VPP min= T= F=