【文章內(nèi)容簡介】 另外的功能。RST為復(fù)位輸入。RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間在振蕩器復(fù)位器件時(shí)要保持。ALE/PROG：地址鎖存允許的輸出電平在訪問外部存儲器時(shí)的作用就是對地址的地位字節(jié)的鎖存。此引腳在FLASH編程期間主要用就是對編程脈沖的輸入。通常，不變的頻率在ALE端，周期性的輸出正脈沖信號，振蕩器頻率的1/6為此頻率。因此對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)便是它可用作的目的。值得注意，一個(gè)ALE脈沖再在被用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過?？稍赟FR8EH地址上置0實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)對ALE的輸出的禁止。每當(dāng)這時(shí)，ALE起作用是在ALE執(zhí)行MOVX，MOVC指令的情形下，此時(shí)，還略微拉高該引腳。置位一旦是微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止時(shí)無效。/PSEN是外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取址期間，/PSEN兩次有效在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)。但這兩次有效的/PSEN信號在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將不再出現(xiàn)?！?EA/VPP：在當(dāng)/EA保持低電平時(shí)的期間內(nèi)，外部程序存儲器（0000HFFFFH）就不管是否有內(nèi)部程序存儲器。/EA加密方式1時(shí)將在內(nèi)部鎖定為復(fù)位；內(nèi)部程序存儲器則是在/EA端持續(xù)高電平時(shí)。此引腳在FLASH編程期間內(nèi)也可用作12V的編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 AT89S51的晶振以及連接方法：CPU在工作中一個(gè)時(shí)鐘脈沖一定要有。在外部時(shí)鐘方式下，即通過外部電路來向89S51提供始終脈沖，見圖32(a)和在內(nèi)部時(shí)鐘方式下，即通過晶振來讓89S51內(nèi)部電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖是89S51提供了兩種時(shí)鐘脈沖的方法。通常情形下，第二種方法比較常用，圖3(b)為其電路。圖32 89S51的時(shí)鐘脈沖圖32中：J通常都是石英晶體，它的頻率的大小通過系統(tǒng)的需要和器件決定，可以使用陶瓷濾波器如果頻率穩(wěn)定度要求不高。CC2：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 AT89S51的復(fù)位：給CPU一個(gè)復(fù)位信號就是使CPU開始工作的一種方法，收到復(fù)位信號后，規(guī)定值通過CPU將內(nèi)部特殊功能寄存器被設(shè)置，“0000H”為此時(shí)程序計(jì)數(shù)器設(shè)置的值。結(jié)束復(fù)位信號后，從程序存儲器的“0000H”處開始，CPU執(zhí)行程序。89S51為高電平復(fù)位，一般有3種復(fù)位方法。第一，上電復(fù)位。其次就是手動復(fù)位，即對一個(gè)復(fù)位按鈕進(jìn)行設(shè)置，一個(gè)復(fù)位信號在操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生。最后就是自動復(fù)位，即設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，一個(gè)復(fù)位信號在系統(tǒng)滿足某一條件時(shí)自動產(chǎn)生。圖33為最簡單的上電復(fù)位和手動復(fù)位方法。89S51圖33 89S51的復(fù)位電路 D/A轉(zhuǎn)換電路DAC0832是一個(gè)8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。可以完全兼容微處理器。這個(gè)DA芯片的優(yōu)勢在于它價(jià)格低廉、接口簡單、易于轉(zhuǎn)換控制，被廣泛運(yùn)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。D/A轉(zhuǎn)換器是由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。圖34 DAC0832引腳圖(1) D7～D0：數(shù)據(jù)輸入端是8位，最高位是D7。(2)IOUT1：模擬電流輸出端1。(3) IOUT2：模擬電流輸出端2，輸出電流最大時(shí)，DAC寄存器中的數(shù)據(jù)全為1，輸出電流為0時(shí)，DAC寄存器中數(shù)據(jù)全為0。 IOUT2與IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即IOUT1＋I(xiàn)OUT2＝常數(shù)。(4) Rfe：反饋電阻引出端，因?yàn)镈AC0832內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 Rfe端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。(5) Vref：參考電壓輸入端，正電壓和負(fù)電壓都可以接在這個(gè)端口， 0至255的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度都是由它決定，VREF電壓范圍為(+10～10)V。VREF端與D/A內(nèi)部T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。(6) Vcc：芯片電源電壓，電壓范圍為+5~ 15V。(7) GND（3腳）：模擬信號電路接地端。(8) GND（10腳）：數(shù)字信號電路接地端。 8位DAC寄存器端是高電平“1”時(shí)，WR2和XFER同時(shí)有效。DAC寄存器的輸入端D也就是輸入寄存器Q端影響輸出端Q的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第二級8位DAC寄存器將鎖存第一級8位輸入寄存器Q端的狀態(tài)，用來進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換通過第三級8位DAC轉(zhuǎn)換器。一般情況下可以通過直接接地來簡化接口電路，直接導(dǎo)通第二級8位DAC寄存器的輸入端和輸出端，可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式只有第一級8位輸入寄存器才能設(shè)置。雙緩沖輸入方式可在特殊情況下采用，也就是把兩個(gè)寄存器都改變受控方式。主要有三種不同的設(shè)計(jì)方案可以制作低頻信號發(fā)生器分別是單緩沖方式，雙緩沖方式和直通方式。單緩沖方式適用于1路模擬信號的輸出或者多路模擬信號且不是同步輸出的電路，并且電路線路的連接相對來說較少。而雙緩沖方式則是適用于同時(shí)輸出多路模擬信號的電路，一片DAC0832芯片對應(yīng)一路模擬量輸出，這樣可以組成多個(gè)DAC0832同步輸出電路，簡單化程序，但是電路線路連接比較復(fù)雜。根據(jù)上述分析，我的課題最終選擇使用單緩沖方式，這樣方便，程序也簡單，容易操作。DAC0832主要有四部分，分別是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。主機(jī)的數(shù)字量是存放在8 位輸入寄存器，使輸入數(shù)字量能夠得到緩沖和鎖存，并加以控制；待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量存放在8位DAC寄存器，并加以控制；通過8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)都是由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制。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35所示。圖35 D/A轉(zhuǎn)換器雙極性輸出電路圖35中，運(yùn)算放大器A1的單向輸出電壓通過運(yùn)算放大器A2轉(zhuǎn)換成雙向輸出電壓。DAC0832的作用是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，是本設(shè)計(jì)電路中的主要芯片。LCD1602顯示器具有字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形顯示及繪圖與文字畫面混合顯示功能。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。內(nèi)置字符發(fā)生存儲器（CGROM)，可大量節(jié)省單片機(jī)設(shè)計(jì)的ROM空間以顯示更多的字符，使得軟件編程比較簡單。圖36 LCD1602實(shí)物圖工作原理：LCD1602 有11 個(gè)控制指令。其中，DDRAM ：顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼；CGROM ：字符發(fā)生存儲器；CGRAM ：用戶自定義的字符圖形RAM。1602 液晶的控制管腳都接到了單片機(jī)管腳上，在功能設(shè)置指令中可以將液晶設(shè)為8 位數(shù)據(jù)接口和4 位數(shù)據(jù)接口，下圖采用的是8位的數(shù)據(jù)接口，當(dāng)然也可以當(dāng)四位數(shù)據(jù)接口來用。液晶電源正端接5V，負(fù)端接地，背光正端接5V，負(fù)端接地。此外，液晶的偏壓管腳（VO）接到一個(gè)電位器的中間抽頭，電位器的兩端分別接5V 和地，這樣就可通過調(diào)節(jié)電位器來實(shí)現(xiàn)對1602 液晶對比度的調(diào)節(jié)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，筆者手里的1602 ~ 時(shí)對比度效果最好，也可以將該管腳通過一個(gè)1k 的電阻下拉到地。圖37 LCD1602引腳圖利用單片機(jī)空閑時(shí)，調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復(fù)掃描鍵盤來響應(yīng)鍵盤的輸入請求。通過KEY1來選擇波形，KEY2來選擇頻率大小。圖38 按鍵原理圖LM324是四運(yùn)放集成電路，它的外包封裝是14腳雙列直插塑料。它的內(nèi)部構(gòu)架是由四組形式完全相同的運(yùn)算放大器組成，四組運(yùn)放放大器電路之間是相互獨(dú)立的，但是電源是相同的。圖39 LM324原理圖特定的符號可以用來表示每一組運(yùn)算放大器，每一個(gè)運(yùn)算放大器都有5個(gè)引腳， “+”、“”表示了運(yùn)算放大器的兩個(gè)信號輸入端，“V+”、“V”表示正、負(fù)電源端， “Vo” 是輸出端。在兩個(gè)信號輸入端中， Vi（）是反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）是同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖310圖310 LM324引腳圖因?yàn)長M324芯片的優(yōu)點(diǎn)是電源電壓的取值范圍大，靜態(tài)功率消耗小，可以通過單電源來使用，價(jià)格便宜等，所以在各種電路中都被廣泛的應(yīng)用。下面介紹其應(yīng)用實(shí)例。反相交流放大器：電路見附圖。晶體管的交流放大可以被這種放大器代替，也可以被用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。電路無需調(diào)試。放大器是用單電源來進(jìn)行供電，其中RR2組成1/2V+偏置，C1為消振電容。圖311 LM324內(nèi)部電路圖外接電阻Ri、Rf來決定放大器電壓放大倍數(shù)Av：Av=Rf/Ri。輸出信號與輸入信號相位相反用負(fù)號來表示。按圖中所給數(shù)值，Av=10。此電路輸入電阻為Ri。Ri與信號源內(nèi)阻在一般情況下相等，Rf則根據(jù)要求的放大倍數(shù)來選定。Co和Ci都是耦合電容。同相交流放大器：見附圖，同相交流放大器的特點(diǎn)是輸入阻抗高其中的R1R2組成1/2V+分壓電路通過R3對運(yùn)放進(jìn)行偏置。外接電阻決定電路的電壓放大倍數(shù)Av：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。圖311 同相交流放大器交流信號三分配放大器：此電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運(yùn)放Ai輸入電阻高，運(yùn)放A1A4均把輸出端直接接到負(fù)輸入端，信號輸入至正輸入端，相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時(shí)Rf=0的情況，故各放大器電壓放大倍數(shù)均為1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。圖312交流信號三分配放大器RR2組成1/2V+偏置，靜態(tài)時(shí)A1輸出端電壓為1/2V+，故運(yùn)放A2A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號。有源帶通濾波器：帶通濾波器被使用于許多音響裝置的頻譜分析器，用來選出各個(gè)不同頻段的信號，信號幅度的大小是利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的顯示多少來指示。這種有源帶通濾波器的中心頻率，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質(zhì)因數(shù)，3dB帶寬B=1/（п*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，當(dāng)fo=1KHz時(shí)。此電路亦可用于一般的選頻放大。圖313有源帶通濾波器此電路亦也可以用單電源，只需將運(yùn)放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運(yùn)放正入端既可。比較器：當(dāng)運(yùn)放的反饋電阻被去掉時(shí),或者說反饋電阻趨于無窮大時(shí)(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認(rèn)為放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實(shí)際上是很大,如LM324運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為100dB，既10倍)。這時(shí)運(yùn)放就會形成一個(gè)電壓比較器，它的輸出如果不是高電平（V+），就是低電平（V或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時(shí)，運(yùn)放就會輸出低電平。圖314 比較器原理圖附圖中使用兩個(gè)運(yùn)放組成一個(gè)電壓上下限比較器，電阻RR1ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A1設(shè)定比較電平U1；電阻RR2ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時(shí)加到A1的正輸入端和A2的負(fù)輸入端之間，當(dāng)UiU1時(shí)，運(yùn)放A1輸出高電平；當(dāng)UiU2時(shí)，運(yùn)放A2輸出高電平。運(yùn)放AA2只要有一個(gè)輸出高電平，晶體管BG1就會導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED就會點(diǎn)亮。若選擇U1U2，則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2，U1]區(qū)間范圍時(shí)，LED點(diǎn)亮，這便是一個(gè)電壓雙限指示器。若選擇U2U1，則當(dāng)輸入電壓在[U2，U1]區(qū)間范圍時(shí)，LED點(diǎn)亮，這是一個(gè)“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報(bào)警等。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：見附圖。一些自動控制系統(tǒng)都會運(yùn)用這種觸發(fā)器。分壓電路由電阻RR2組成，偏置電壓U1由運(yùn)放A1負(fù)輸入端提供，作為比較電壓基準(zhǔn)。靜態(tài)時(shí)，電容C1充電完畢，運(yùn)放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+，故A1輸出高電平。當(dāng)輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，二極管D1導(dǎo)通，電容C1通過D1迅速放電，使U2突然降至地電平，此時(shí)因?yàn)閁1U2，故運(yùn)放A