【文章內(nèi)容簡介】 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 71Y11A21B32Y42A52B6G N D73A83B93Y104A114B124Y13V C C14I C 1 7 2L S 0 2P 2. 6P 2. 6G N DG N DG N DP 2. 7E O CE O CE O C+ 5V+ 5V+ 5VC L KC L KA L EA L E+ 5V+ 5VG N DG N DG N D+ 5VG N D+ 5VR1R E S 111223344K1 SW+ 5VG N DY1C R Y S T A LC13 0P FC23 0P FG N DR2P R 1+ 5VG N DC3E L E C T R O 211223344K2 SW11223344K3 SW11223344K4 SWP 2. 4P 2. 5P 2. 6P 2. 4P 2. 5G N DG N DG N D12J 1 7C O N 2G N D+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VP 2. 3P 2. 3P 2. 7G N DG N DG N DV C CU?O P T O I S O 1U?O P T O I S O 1U?O P T O I S O 1U?O P T O I S O 1K?R E L A Y S P D TK?R E L A Y S P D TK?R E L A Y S P D TK?R E L A Y S P D TQ?N P NQ?N P NQ?N P NQ?N P NG N D+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VG N DR?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2C4C1C2C312345678H E A D E R 8Z I F 1Z I F 2Z I F 3Z I F 4Z I F 5Z I F 6Z I F 7Z I F 8Z I F 1Z I F 2Z I F 3Z I F 4Z I F 5Z I F 6Z I F 7Z I F 8U?B E L LD?L E DR?R E S 2R?R E S 2Q?N P N+ 5VG N D G N DC0 89C51 的基本系統(tǒng)原理 (1) 電路 最小系統(tǒng) 此最小系統(tǒng)應包括一片 89C51CPU 芯片 ,一片 AD0809 芯片。其具體如下： ① AT89C51 是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有 4KB 快閃可編程 /擦除只讀存儲器的 8 位 CMOS 微控制器 ,主要性能 ： 片內(nèi)有 4KB 可在線重復編程的快閃擦寫存儲器 。 寬工作電壓范圍： Vcc 可為 到 6V。 128*8 位內(nèi)部RAM。 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 。 中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個中斷源和 2 個優(yōu)先級 。 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內(nèi)容 。如下圖所示： AT89C51 芯片圖 ② ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 其原理、事物圖如下圖所示： AD0809 原理、事物圖 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 12 頁 共 47 頁 (2) 鍵盤控制電路 采用三個按鍵控制電路的增減及預制數(shù)字。方案采用獨立鍵盤式與單片機相連分別以 S S S3 鍵與單片機進行數(shù)據(jù)的交換，如下圖所示。 鍵盤顯示 電路 (3) 顯示電路部分 顯示模塊采用 LCD1602 液晶顯示，它是一個獨立的顯示模塊，分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，其背光在應用無差別 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量： 16 2 個字符；芯片工作電壓： ；工作電流 ：()；模塊最佳工作電壓： 。如圖示： 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 13 頁 共 47 頁 LCD1602 結(jié)構(gòu)圖 液位測試部分 容器上的 WMY 型 液位變送器的輸出為 4— 20mA 模擬信號，首先要將 傳感器 測得的 液位模擬量變?yōu)閿?shù)字量。然后送 入 單片機進行相應的處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換的部分采用 ADC0809 芯片。該芯片的輸入量為 0— 5V的電壓量 。因此需先將液位變送器的輸出電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。即在芯片采集信號端加入 — 個 250歐的 轉(zhuǎn)換電阻 ，將電流轉(zhuǎn)換為 1～ 5V 的電壓值 。該電壓值在 ADC0809 的輸入范圍內(nèi)。這里用 AT89C51 的 P3． 7 口作為 A／ D 轉(zhuǎn)換的啟動信號 ，其 原理圖如下： 液位檢測、報警系統(tǒng)原理圖 控制驅(qū)動電路部分 控制驅(qū)動電路主要 電動機、繼電器及相應的元件構(gòu)成，它根據(jù)電路的實際需要來控制電機的啟動、停止，從而能自動地控制液位的高度。 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 14 頁 共 47 頁 控制驅(qū)動電路原理圖 電路板的制作 (1) 原理圖的繪制 利用 Protel99SE 軟件來進行原理圖的繪制 ,先將原理圖做出 ,然后將其轉(zhuǎn)化成相應的 PCB 圖 ,在繪制過程中要注意 布置線要求 : ① 當銅箔厚度為 、寬度為 1~ 時 ， 通過 2A 的電流，溫度不會高于 3℃ ，因此導線寬度為 （ 60mil）可滿足要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選 ~(~12mil)導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線．尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿 電壓決定。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距 至 5~8mm。 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 15 頁 共 47 頁 ② 印制導線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則．長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹 和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀 .這樣有利于排除銅箔與基板間粘 合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。 ③ 焊盤：焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑 D 一般不小于 (d+)mm，其中 d 為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取 (d+)mm。 (2) PCB 板圖設(shè)計 印刷電路板 (簡稱 PCB),它是以一定尺寸的絕緣板為基材 ,以銅箔為導線 ,經(jīng)特定工藝加工 ,用一層或若干層導電圖形以及布置好的孔來實現(xiàn)元件間的電氣連接 ,它就像在紙上印刷上去似的 ,故得名印刷電路板或稱印刷線路板。一般電源、地線一般可選 1mm 寬度 ,使電源、地線寬度盡量大些。其 PCB 圖如 下： PCB 印制板圖 (3) 元件清單 抗干擾、遠程控制方面措施 (1) 在做電路時盡量是 銅膜線的拐彎處應為圓角或斜角（因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能） ， 雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線，盡量避免平行走線， 以 減小寄生耦合 。 (2) 電源的干擾及抑制。直流電路與交流電路的電路不能在同一電路板上。 (3) 磁場干擾抑制。弱信號線要短；區(qū)分強弱信號線，且 弱信號線要與其它線平行，若實在繞不開時，要在強、弱信號線中間夾一地線。 (4) 熱干擾抑制。敏感元件要遠離熱源（晶體管），易發(fā)熱要注意散熱。 (5) 在遠程控制時，先要將單片機（接收終端）輸出的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量器材 /元件 數(shù)量 器材 /元件 數(shù)量 AT89C51 芯片 1 塊 晶振 12MHz 1 個 萬用表 1 個 極性電容 1 個 剪線鉗 1 把 無極性電容 30PF 2 個 螺絲刀 2 把 發(fā)光二極管 1 個 開關(guān) 11 個 NPN 三極管 5 個 LCD 顯示器 1 個 排阻 9 腳 4 個 5V 電源 1 個 插針 9 腳 1 個 10K 電阻 5 個 A/D0809 集成塊 1 個 繼電器 4 個 1K 電阻 5 個 接觸器 2 個 74LS74 集成 塊 1 個 電磁閥 1 個 74LS02 集成塊 1 個 電動機 1 臺 滑動電阻 1 個 蜂鳴器 1 個 510 歐電阻 1 個 光耦 4 個 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 18 頁 共 47 頁 來進行傳輸，然后再在接收終端（單片機）再將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量等來進行控制。這樣可以有效地減少傳輸過程中的干擾。 軟件設(shè)計部分 (1) 分析題意，確定算法或算法思想。 算法是指解決問題的方法和步驟。比如現(xiàn)有的一些計算方法和日常生活中解決問題的邏輯思維推理方法等。 (2) 根據(jù)算法畫出流程圖，簡單 的情況也可不畫。 畫出描述算法的流程圖，可以首先從圖上檢驗算法的正確性，減少出錯的可能，使得動手編寫程序時的思路更加清晰。 其流程圖如下： 軟件流程圖 (3) 分配存儲空間和工作單元，合理地使用寄存器。 分配存儲空間和工作單元，是指存儲空間的分段和數(shù)據(jù)定義。另外，由于寄存器的數(shù)量有限，編寫程序時經(jīng)常會感到寄存器不夠用。因此，對于字節(jié)數(shù)據(jù)，要盡量使用 8 位寄存器。而采用適當?shù)膶ぶ贩绞?，也會達到節(jié)省寄存器的目的。 (4) 根據(jù)流程圖 編寫程序。 開始 程序定義 主程序初始化 主程序主體結(jié)束 結(jié)束 子程序群 廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 第 19 頁 共 47 頁 這是編制匯編語言程序最為重要的一步。 可以參照流程圖按照一般的匯編步驟進行，即定義，程序開始，程序初始化，主程序，中斷程序，子程序，程序結(jié)束等。其詳細程序見附錄。 (5) 上機調(diào)試運行程序。 通過匯編的源程序，只能說明它里面不存在語法錯誤。但是它是否能達到算法所要求的預期效果，還必須經(jīng)過上機調(diào)試， 軟件的仿真， 用一些實驗數(shù)據(jù)來測試，才能夠真正地得出結(jié)論。 軟件仿真部分 仿真軟件的應用 對于匯編語言可用偉福、 Keil 軟件來仿真測試 ,下面對 Keil 軟件 的應用過程做一個詳細的了解。 (1) 建立一個新工程。 (2) 然后選擇要保存的路徑，輸入工程文件名字，比如保存到 MCS51 目錄里，工程文件名字為 text,然后保存。 (3) 選擇所用的單片機 AT89C51。 (4) 單擊文件菜單，在下拉菜單中單擊“新建”選項。其中文件的擴展名應改為 .ASM，然后保存。 (5) 在編輯界面，單擊“ Target1”前面的“ +”號，然后在“ Source Group1”上單擊右鍵即可。 (6) 寫入源程序，單擊“ P 工程”菜單，再在下拉菜單中單擊“ B 構(gòu)造目標”，開