【文章內(nèi)容簡介】 PU） ,隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），只讀程序存儲器（ ROM），輸入輸出電路（ I/O 口），可能還包括定時計數(shù)器，串行通信口（ SCI），顯示驅(qū)動電路（ LCD 或 LED 驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路 (PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集 成到一塊單片機(jī)上，構(gòu)成一個最小然而很完善的計算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確快速的完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)?？偟亩詥纹瑱C(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個方面：集成度高、存儲容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價格比高、可靠性高這幾個方面。 [8] 單片機(jī)按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為 4 位、 8位、 16 位及 32位單片機(jī)。它們被應(yīng)用在不同領(lǐng)域里， 8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)大，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制、 10 智能接口、儀表儀器等各個領(lǐng)域。 8位單片機(jī)在中、小規(guī)模應(yīng)用場合仍占主流地位，代表了單片機(jī)的發(fā)展方向，在單 片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。隨著移動通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭， 32 位單片機(jī)應(yīng)用得到了長足發(fā)展?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢： 微型單片化 低功耗 CMOS 與多品種共存 可靠性和應(yīng)用水平越來越高 單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可以獨(dú)立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機(jī)的最大特點(diǎn)。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。它與單板機(jī)或個人 電腦有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機(jī)屬于芯片級應(yīng)用，需要用戶了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計所需要的理論和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計應(yīng)用程序，從而使芯片具備特定的智能。 [8] （ 2） 簡介 AT89C52 AT89C52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 [8] AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍 結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 [8]其引腳圖，如圖 11 圖 AT89C52的引腳圖 它一共有 40個引腳，引腳又分為四類。其中有四個電源引腳，用來接入單片機(jī)的工作電源。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有兩個時鐘引腳XTAL XTAL2。還有由 P0口、 P1口、 P2口、 P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（ I\O）引腳。最后一種是控制引腳，控制引腳有四條，部分引腳具有復(fù)位功能。 綜上所述，單片機(jī)的引腳特點(diǎn)是： 單片機(jī)多功能，少引腳，使得引腳復(fù)用現(xiàn)象較多。 單 片機(jī)具有四種總線形式： P0和 P2組成的 16位地址地址總線； P0分時復(fù)用為 8位數(shù)據(jù)總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA和 P3口的 INT0、 INT T0、 T WR、RD以及 P1口的 T T2EX組成控制總線；而 P3口的 RXD、 TXD組成串行通信總線。 89C52單片機(jī)的主要功能 ? ? 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ? 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器 ? ? 1000次擦寫周期 ? ? 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ? ? 三級加密程序存儲器 ? ? 32個可編程 I/O口線 ? ? 三個 16位定時器 /計數(shù)器 12 ? ? 八個中斷源 ? ? 全雙工 UART串行通道 ? ? 低功耗空閑和掉電模式 ? ? 掉電后中斷可喚醒 ? ? 看門狗定時器 ? ? 雙數(shù)據(jù)指針 ? ? 掉電標(biāo)識符 LED數(shù)碼顯示器的應(yīng)用原理 簡單的講， LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組成的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示， LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方式： （ 1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極與輸入端相連。如圖 （ 2）共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接 +5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。如圖 圖 LED內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 共陰極接法 圖 共陽極接法 為了顯示字符，要為 LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“ 8”字的七段，再加上 1個小數(shù)點(diǎn)位，共計八段。各段位碼位的對應(yīng)關(guān)系如表 所示。 [8] 13 表 段位碼對應(yīng)關(guān)系 段位碼 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位碼段 dp g f e d c b a 從機(jī)部 分 該系統(tǒng)的從機(jī)負(fù)責(zé) A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，并應(yīng)答主機(jī)的命令，需要用到 ADC080AT59C52,又由于它們兩個的時鐘頻率不一樣，所以又要用到一個 74LS74。 從機(jī)的電路原理圖設(shè)計 該部分需要對模擬量進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，則要用到一個 ADC0809，又因?yàn)樗鼈冎g的時鐘頻率不一樣又需要用到一個 74LS74對其進(jìn)行一個二分頻的工作，這個只需要將 74LS74的第 3根引腳與單片機(jī) AT89C52的第 30根引腳相連，將74LS74 的第 9根引腳與 ADC0809的時鐘信號引腳相連。單片機(jī) AT89C52的 P0口與 ADC0809的 D0~D7相連，而 ADC0809的 ADDA、 ADDB、 ADDC分別與 P0口的低三位相連。其用到的 MAX232與主機(jī)部分的電路連接方法一樣。其電路圖如 所示 圖 從機(jī)部分電路設(shè)計圖 14 單片機(jī)之間的通信 （ 1）串口通信 RS232C 計算機(jī)與計算機(jī)或計算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時，要 求通訊雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在 1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（ EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo) 準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ DCE）之間 串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個 25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。 （ 1）接口的信號內(nèi)容 實(shí)際上 RS232C的 25條引線中有許多是很少使用的，在計算機(jī)與終端通訊中一般只使用 39條引線。 RS232C最常用的 9條引線的信號內(nèi)容。見表 （ 2）接口的電氣特性 在 RS232C中任何一條信號線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯 “ 1” ， 5— 15V；邏輯 “ 0” +5— +15V 。噪聲容量為 2V。即要求接收器能識別低至 +3V的信號作為邏輯“ 0”，高于 — 3V的信號作為邏輯“ 1”。 15 表 常用引線的信號內(nèi)容 引腳序號 信號名稱 符號 流向 功能 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD DTEDCE DTE發(fā)送串行數(shù)據(jù) 3 接收數(shù)據(jù) RXD DTEDCE DTE接收串行數(shù)據(jù) 4 請求發(fā)送 RTS DTEDCE DTE請求 DCE將線路切換到發(fā)送方式 5 允許發(fā)送 CTS DTEDCE DCE告訴 DTE線路已接通可以發(fā)送數(shù)據(jù) 6 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好 DSR DTEDCE DCE準(zhǔn)備好 7 信號地 信號公共地 8 載波檢測 DCD DTEDCE 表示 DCE接收到遠(yuǎn)程載波 20 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 DTR DTEDCE DTE準(zhǔn)備好 22 振鈴指示 RI DTEDCE 表示 DCE與線路接通，出現(xiàn)振鈴 （ 3）接口的物理結(jié)構(gòu) RS232C接口連接器一般使用型號為 DB25的 25芯插頭座，通常插頭在 DCE端 ,插座在 DTE端。一些設(shè)備與 PC機(jī)連接的 RS232C接口 ,因?yàn)椴皇褂脤Ψ降膫魉涂刂菩盘?,只需三條接口線 ,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用 DB9的 9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。兩個 DB9的連接如圖 16 圖 兩個 DB9的連接圖 （ 4）傳輸電纜長度 由 RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電 纜長度應(yīng)為 50英尺，其實(shí)這個 4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變 1020%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會遠(yuǎn)超過 50英尺。 （ 2） 簡介 MAX232 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電 ，可以實(shí)現(xiàn) TTL 電平與 RS232C 電平相互轉(zhuǎn)換的 IC芯片。 MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 17 圖 MAX232 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第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 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）。 引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 所示： 18 圖 MAX232的引腳結(jié)構(gòu)圖 其中引腳 16（ C1+、 V+、 C1_、 C2+、 C V）用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應(yīng)電解電容即可；引腳 710和引腳 1114構(gòu)成兩組 TTL 信號電平與RS232C 信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)引腳可直接與單片機(jī)串行口的 TTL 電平引腳和 PC 的 RS232C 電平引腳相連。 單片機(jī)與 MAX232 的 連接如圖 所示 圖 單片機(jī)與 MAX232 的連接圖 19 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 在我們所測控的信號中軍事連續(xù)變化的物理量，而要對這些信號進(jìn)行處理 ,則需要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量， A/D 轉(zhuǎn)換器就是為