【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 腳接地， XTAL2 引腳接外部振蕩器信號(hào)。 3. 控制引腳 控制引腳共有 4個(gè)，分別是 RST／ VPD、 ALE／ PR0G、 PSEN、 EA／ Vpp。 復(fù)位引腳 RST／ VPD 是第 9 腳，需要外接復(fù)位電路，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。一般來說復(fù)位電路是在此引腳和 Vss 引腳之間加一個(gè) 10k 歐姆的電阻，在和 Vcc 引腳之間加 — 個(gè) 10pF 的電容。 復(fù)位引腳還有數(shù)據(jù)掉電保護(hù)作用，該引腳需接備用電源 ，芯片電源 Vcc 掉電并下降到規(guī)定購電壓后，該引腳就向內(nèi)部 RAM 提供備用電源。 地址鎖存使能引腳 ALE／ PR0G 是第 30 引腳，當(dāng)訪問外部器件時(shí)， ALE 輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。對(duì)于 8751 單片機(jī)，該引腳在編程時(shí)被用于編程脈沖的輸入端。 PSEN 是第 29引腳，該引腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，輸出低電平有效。 EA／ Vpp 引腳是第 31 引腳，該引腳主要是用于區(qū)分片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器。 EA／ Vpp 為高平時(shí)，訪問的是片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，如果地址范圍超出了片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，則自動(dòng)轉(zhuǎn)到片外程序存儲(chǔ)器。 EA／ Vpp 為低電平時(shí) ，則訪問的是片外程序存儲(chǔ)器。 /輸出引腳 P0 口是第 32 引腳到第 39 引腳。 P0 口是 8 位三態(tài) I/O 口，一般復(fù)用作地址數(shù)據(jù)線，即數(shù)據(jù)線與地址線的低 8 位復(fù)用。 P1 口是第 1 引腳到第 8 引腳。 P1 口是 8 位準(zhǔn)雙向口，其輸出沒有高阻態(tài)，輸入不能鎖存。對(duì)于 8052， 引腳還是 T2 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的輸入， 是 T2 的外部控制端， P2 口是第 21 引腳到第 28 引腳 o P2 口也是 8 位準(zhǔn)雙向口。一般用作地址線的高 8 位。 P3 口是第 10 引腳到第 17 引腳。 P3 口也是 8 位難雙向口?？梢杂米髌胀?I/O 口，也可以夏用如下功能： ● 作串行通信輸入口 RxD； ● 作串行通氣輸出口 TxD； 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 ● 作外剖中斷 0輸入； ● 作外部中斷 1輸入； ● 作定時(shí)器 o 外部輸入； ● 作定時(shí)器 1 外部輸入； ● 作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖： ● 作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖。 可見， P1 口只能做 I/O 口用，而其余 3 個(gè)口 P0、 P P2 即可以做普通的 I/O 口用可以用作特殊功能。 4 個(gè)接口的負(fù)載能力也不一樣， P P P3 口能驅(qū)動(dòng) 3 個(gè) LS TTL 門，并且不需要外接電阻就能直接驅(qū)動(dòng) Mos 電路，而 P0口能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS TTL 門，但驅(qū)動(dòng) MOS電路時(shí)若作為地址 /數(shù)據(jù)總線，可以直接驅(qū)動(dòng)，而作為 I/O 口時(shí)需要外接上拉電阻。 第三章 8051 單片機(jī)的擴(kuò)展及系統(tǒng)電路 由于單片機(jī)的輸入 /輸出引腳有限，一般的，我們采用地址存儲(chǔ)器進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)總線的擴(kuò)展。常用的單片機(jī)地址鎖存器芯片有 74LS37 828 74LS273 等。圖 31 所示為74LS373 的引腳以及他們用作地止鎖存器的連接方法。 74LS373 是 帶三態(tài)輸出的 8位鎖存器。當(dāng)三態(tài)門為有效低電平，使能端 G 為有效高電平時(shí)，輸出跟隨輸入變化；當(dāng) G由高變低時(shí)， 輸出端 8位信息被鎖存，直到 G 端再次有效為止。 347813141718256912151619D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q711174LS373U7 圖 31 74LS373 的引腳 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 1098765431112131516171819A0A1A2A3A4A5A6A72764U7252421232D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A122022271CEQEPCMVPP 圖 32 2764 的各個(gè)功能引腳 在 2764 中主要有 7種功能引腳： Vcc：電源電壓 ,+5v. A0~A12:地址線。 D0~D7：數(shù)據(jù)線。 OE：片輸出允許，連接單片機(jī)的讀信號(hào)線。 CE：片選信號(hào)引腳，由地址線譯碼器或單線選通。 Vpp：編程寫入電壓。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 6264 是 8k*8 的 SRAM 芯片，在 6264 中主要有 6 種功能引腳： WE：寫允許引腳，低電平有效。 A0~A12：地址線。 D0~D7：數(shù)據(jù)線。 OE：片輸出允許，低電平有效。 CS1：片選信號(hào)引腳，低電平有效。 CS2：片選信號(hào)引腳，高電平有效。 8051 單片機(jī)與 ADC080 2764 及 6264 的接線電路如圖 34 所示。 1098765431112131516171819A0A1A2A3A4A5A6A76264U7252421232D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A122022271QEWECS2CS1 圖 33 6264 的各個(gè)功能引腳 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 34 主控制模塊電路 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第四篇 信號(hào)輸入通道與信號(hào)采樣模塊的設(shè)計(jì) 第一章 A/D 芯片的選用及說明 A/D 轉(zhuǎn)換器從原理上通常分為四類：計(jì)數(shù)器式 A/D 轉(zhuǎn)換器、雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器和并行 A/D 轉(zhuǎn)換器。 計(jì)數(shù)式 A/D 轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)換速度很慢，所以很少采用。雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度也很高，但速度不夠理想。逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，轉(zhuǎn)換速度也很高。并行 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度最快，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且造價(jià)高。因此，選用逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 第一節(jié) 逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理 逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種采用對(duì)分搜索原理 來實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的方法，邏輯框圖如圖 41 所示 。 模擬輸入Vx比較器數(shù)字輸出N位寄存器N位D A轉(zhuǎn)換器控制邏輯啟動(dòng)CKDONEVcOA 圖 41 逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器的邏輯框圖 有圖可以看出，逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，由 N 位寄存器、 N 位 D/A 轉(zhuǎn)換器、比較器以及控制邏輯部分組成。其工作原理如下 : 當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)作用后，時(shí)鐘信號(hào)在控制邏輯作用下，首先使寄存器 Dn1=1,N 位寄存器的數(shù)字量一方面作為輸出用，另一方面經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量 Vc 后，送到比較器。在比較器中與被轉(zhuǎn)換的模擬量 Vx 進(jìn)行比較，控制邏輯根據(jù)比較器的輸出進(jìn)行判斷。若 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 Vx=Vc,則保留這一位；若 VxVc,則 Dn1= 位比較完后，再對(duì)下一位 Dn2 進(jìn)行比較，使 Dn2=1,與上一位 Dn1位一起進(jìn)入 D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后再進(jìn)入比較器，與 Vx進(jìn)行比較， ? ，如此一位一位地繼續(xù)下去，直到最后一位 D0 比較完為止。此時(shí)， N 位寄存器的數(shù)字量即為Vx所對(duì)應(yīng)地?cái)?shù)字量。 第二節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 1．轉(zhuǎn)換精度 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度分為絕對(duì)精度和相對(duì)精度。所謂絕對(duì)精度，是指對(duì)應(yīng)于一個(gè)給定的數(shù)字量 A/D 轉(zhuǎn)換器的誤差，其誤差的大小優(yōu)實(shí)際模擬量輸入值和理論值之差來度量。實(shí)際上 ，對(duì)于同一個(gè)數(shù)字量，其模擬量輸入不是固定值得，而是一個(gè)范圍。產(chǎn)生已知數(shù)字量的模擬輸入值，定義為輸入范圍的中間值。例如，在理論上， 5v 模擬量輸入電壓應(yīng)產(chǎn)生12 位數(shù)字量的一半，即 1000 0000 0000，但實(shí)際上從 都能產(chǎn)生數(shù)字量 1000 0000 0000，則絕對(duì)誤差為 : (+)/25==2mV 絕對(duì)誤差包括增益誤差，零點(diǎn)誤差和非線性誤差等。絕對(duì)誤差的測(cè)量應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。 相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與滿刻度值之筆，一般用百分?jǐn)?shù)來表示，對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換器也常用PPM 或最低有效值得位數(shù) LSB 來表示。 1LSB=滿刻度值 /2N 2. 轉(zhuǎn)換時(shí)間 A/D 轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間成為轉(zhuǎn)換時(shí)間。一般用的 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間為幾十至幾百微秒。 3. 分辨率 分辨率是指 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)微小輸入信號(hào)變化的敏感程度。分辨率高，轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)輸入量微小變化的反映越靈敏。通常用數(shù)字量得位數(shù)來表示，如 8 位、 10 位、 12 位等。分辨率為 N,表示它可以對(duì)滿刻度的 1/2N的變化量做出反應(yīng)。即： 分辨率 =滿刻度值 /2N 4. 電源靈敏度 當(dāng)電源電壓變化時(shí)，將使 A/D 轉(zhuǎn)換器的電源發(fā)生變化，這種變化的實(shí) 際作用相當(dāng)于 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入量的變化，從而產(chǎn)生誤差。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第三節(jié) 典型的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 ADC0809 時(shí)帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和微機(jī)直接接口。七姐妹芯片是 ADC0808，可以互相替換。 1. ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖 43所示。 由圖 43可以看出， ADC0809 有一個(gè) 8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8個(gè)模擬通道 ，允許 8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 2. 引腳結(jié)構(gòu) ADC0809 采用雙列直插式封裝，共有 28 條引腳。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 43所示。 2627281212019188151417U7234msb2122572524232296101216IN0IN1ref()ref(+)BOCADDAALEENABLESTARTCLOCK0809IN2IN3IN4IN5IN6IN72324252627Isb28ADDBADDC 圖 42ADC0809 引腳圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 43 ADC0809 內(nèi)部邏輯 （ 1） IN0~IN7:8 條模擬量通道 ADC 0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是 0~5v，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 （ 2）地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線 ,高電平有效。當(dāng) ALE 現(xiàn)為高電平時(shí)，地止鎖存與譯碼器將 ADDA、 ADDB 和 ADDC 三條地址輸入線，用于選通 IN0~IN7 上的一路模擬量輸入。通道選擇如表 41 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 表 41 被選通道和地址的關(guān)系 ADDC ADDB ADDA 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2