【文章內(nèi)容簡介】 ssVcc：接+5V電源。Vss：接電源地。2）時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶體的一端。在單片機內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在采用外部時鐘電路時，對于HMOS單片機上，此引腳必須接地；對AT89C51單片機，此引腳作為驅(qū)動端。 XTAL2：接外部晶體的另一端。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率。若采用外部時鐘電路時，對于HMOS單片機上，該引腳輸入外部時鐘脈沖；對AT89C51單片機，此引腳應(yīng)懸空。圖23 AT89C51主要引腳圖3）控制信號引腳RST/、ALE/、和/RST/：復(fù)位/備用電源輸入端。單片機商店后，只要在該引腳上輸入24個振蕩周期（2個機器周期）寬度以上的高電平就會使單片機復(fù)位；若在RST與Vcc之間接一個10F的電容，則可實現(xiàn)單片機上電自動復(fù)位。4）輸入/輸出（I/O）引腳P0、PP2和P3～：P0口是一個8位雙向I/O端口。在訪問片外存儲器時，它分時提供低8位地址和作8位雙向數(shù)據(jù)總線。在EOROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)；在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)（驗證時，要接上拉電阻）。P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動8個LSTTL負載?！篜1是8位準雙向I/O端口。在EPROM編程和程序驗證時，它輸入低8位地址。P1口能驅(qū)動4個LSTTL負載?！篜2是8位準雙向I/O端口。在CPU訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址，在對EPROM編程和程序檢驗時，它輸入高8位地址。P2口可驅(qū)動4個LSTTL負載?！篜3是8位準雙向I/O端口。它是一個復(fù)用功能口，作為第一功能使用時，為普通I/O口，其功能和操作方法與P1口相同。作為第二功能使用時，各引腳的定義如下表。P3口的每一條條引腳均可以獨立的定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。P3口能驅(qū)動4個LSTTL負載。 表22 功能表 口線 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） （外部中斷0輸入） （外部中斷1輸入） T0（定時器0的外部輸入） T1（定時器1的外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲器“寫”信號輸出） （外部數(shù)據(jù)存儲器“寫”信號輸出） 數(shù)據(jù)存儲器的擴展AT89C51片內(nèi)喊有28字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器RAM，主要用工作寄存器、堆棧、軟件標志和數(shù)據(jù)緩沖器。對于簡單的測控系統(tǒng)，用它存放運算的中間結(jié)果，容量是夠用的。但是對于大量數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，則需要在片外擴展RAM。由于本設(shè)計采用大量溫濕度傳感器，所以一片AT89C51芯片是不夠用的，所以要對AT89C51的數(shù)據(jù)存儲器進行擴展，因此，選用6264數(shù)據(jù)存儲器一片。6264可以直接和存儲器的地址線并聯(lián)，數(shù)據(jù)地址線也同樣可以并聯(lián)連接。6264的寫選通信號信號連接到AT89C51的上，讀選通信號連接到AT89C51的上，這樣單片機就能把程序采集來的數(shù)據(jù)。經(jīng)過變換最終轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度量存放到6264中，也可以6264中讀取數(shù)據(jù)[7]，具體的連接如下圖24所示：8255A中的控制寄存器很少，所以初始化程序設(shè)計簡單。對于方式0，如果不要設(shè)定C口的聯(lián)絡(luò)信號，則只需要設(shè)置方式控制字；如果要設(shè)定C口的某些位為聯(lián)絡(luò)信號，則只需設(shè)置C口的位置/復(fù)位控制字。對于方式1和方式2，因為都要用到控制信號，所以必須設(shè)置兩個控制字，即設(shè)置方式選擇控制字和C口復(fù)位控制字。8255有40個引腳，下面根據(jù)功能分類說明。圖24 AT89C51與地址6264的連接1） 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)線有D7～D0，PA7～PA0，PB7～PB0，PC7～PC0，均為雙向三態(tài)，其中D7～D0與CPU數(shù)據(jù)總線相連，用于傳遞CPU與8255之間的命令和數(shù)據(jù)；PA7～PA0，PB7～PB0，PC7～PC0，分別與A、B、C三個端口相對應(yīng)，用于8255A與外設(shè)之間的傳送數(shù)據(jù)。2） 尋址線尋址線、和，用于選擇8255的三個端口和控制寄存器。：片選信號，輸入，低電平有效。有效時表示選中本片。和：輸入，通常與系統(tǒng)地址總縣的和對應(yīng)相連。當有效時，和的四種組合00、011分別選擇A、B、C、口和控制寄存器，所以一片8255A共有4個I/O地址。3） 控制線：讀信號，輸入，低電平有效。當為低電平時，表示CPU對8255A進行讀操作。：寫信號，輸入，低電平有效。當為低電平時，表示CPU對8255A進行寫操作。RESET：復(fù)位信號，輸入，高電平有效。當RESET為高電平時， 8255A內(nèi)部所有寄存器清零。各端口都自動設(shè)置為輸入方式，24條I/O引腳均為高租態(tài)[8]。4） 電源和地線采用單一+5V電源。8255A的控制信號和傳輸動作之間的關(guān)系如表23所示 表23 8255的控制信號和傳輸動作對應(yīng)關(guān)系 傳輸說明0 0 00 0 10 1 00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 1 10 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 11 1A口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線B口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線C口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→A口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→B口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→C口數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線→控制寄存器～進入高阻態(tài)非法～進入高阻態(tài) AT89C51和8255A的接口：8255A可以直接與MCS51總線接口，其接口電路如圖26所示圖27中，8255A的片選信號及口地址選擇線A0、所以，8255A的A口、B口、C口及控制口的地址分別為6000H、6001H、6002H、6003H。8255A的、分別與AT89C51的、相連，8255A的RESET與AT89C51的RST相連。都接到AT89C51的復(fù)位電路上。對8255初始化的程序如下：MOV A ，80H ；置方式控制字 方式0MOV DPTR，6003H ；指向8255口地址MOVX @DPTR A本設(shè)計采用8255的A口B口連接LED顯示器，用C口進行報警和相應(yīng)設(shè)備的啟動，所以PA口PB口PC口的地址分別為6000H，6001H和6002H。圖25 8255A和AT89C51的連接 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809是位A/D轉(zhuǎn)換芯片，它是采用逐次逼近的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的。ADC0809由單+5V電源供電；片內(nèi)帶有鎖存功能的8路模擬多路開關(guān)，可對8路0～5V的輸入模擬電壓分時進行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需100181。S；片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼器和鎖存器、高阻抗斬波器、穩(wěn)定的比較器，256電阻T型網(wǎng)絡(luò)和樹狀電子開關(guān)以及逐次逼近寄存器。ADC0809芯片的引腳如圖26所示，引腳功能說明如下；圖26 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖~：8路模擬信號輸入端。~：8位數(shù)字量輸出端。START：啟動控制輸入端，高電平有效，用于啟動ADC0809內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換過程。ALE：地址鎖存控制輸入端。ALE端可與START端接在一起，通過軟件輸入一個正脈沖，可立即啟動A/D轉(zhuǎn)換。CLK：時鐘信號輸入端。ADDA（ADDB、ADDC）：8路模擬選通開關(guān)的3位地址選通輸入端；：供電電源輸入端。（+）：參考電壓正端。（—）：參考電壓負端。其地址碼與輸入通路的對應(yīng)關(guān)系如表24所示。表24 地址和通道的對應(yīng)關(guān)系地址碼ADDC ADDB ADDA對應(yīng)的輸入通道 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 1 1 1 IN7 ADC0809與AT89C51單片機的接口設(shè)計ADC0809與單片機AT89C51的硬件接口方式有：查詢方式、中斷方式和等待延時方式。采用中斷方式不浪費CPU的等待時間，但是如果A/D轉(zhuǎn)換時間較短，也可以用程序查詢方式和等待查詢延時方式。下面介紹兩種最常用的方式：查詢方式和中斷方式。1） 查詢方式 ADC0809與單片機AT89C51的硬件接口如圖所示圖27 ADC0809與單片機AT89C51的硬件接口電路由于ADC0809具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，其8位數(shù)據(jù)輸出端可以與數(shù)據(jù)總線相連。地址選通端ADDA、ADDB、ADDC分別與AT89C51地址總線的低三位、相連，用于選通~中的某一個通道。由于ALE和START連在一起，ALE=START=，ADC0809在鎖存通道地址的同時啟動A/D轉(zhuǎn)換。在讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果時。OE=產(chǎn)生的正脈沖信號用于打開三態(tài)輸出鎖存器。，作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的狀態(tài)信號供T89C51查詢。采用查詢方式分別對8路模擬信號順序采樣，并依次把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)存儲區(qū)，其采樣轉(zhuǎn)換程序如下： MOV TEMPL0 ，08H ；設(shè)置通道個數(shù) MOV R1 ，2AH ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR ，5000H ；指向通道0START： MOVX @DPTR ， A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換 MOV R3 ， 32 ；設(shè)置延時LOOP100： DJNZ R3 ，LOOP100 ；延時完成 TEST： NB ，TEST ；標志位為1？不為等待 MOVX A ，@DPTR ；取出A/D轉(zhuǎn)換值 MOV @R1 ， A ；送入數(shù)據(jù)區(qū) INC R1 ；指針加1 CJNE R1 ，2FH， START； 判斷數(shù)據(jù)區(qū)滿？2） 中斷方式ADC0809作為AT89C51單片機的一個外部擴展并行口I/O口，口地址取決于所連接的中斷口，選通通道取決于地址地位，中斷方式的主要特點是將轉(zhuǎn)換完成信號接在單片機的中斷口上，轉(zhuǎn)換完成A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出信號單片機把它當作一個中斷來處理。所以本設(shè)計中A/D轉(zhuǎn)換器連接成查詢方式。 運算放大器LM324 本次設(shè)計所用的運算放大器是LM324，而LM324的系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。該四放大器可以工作在低到3伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。它的性能特點是短跑保護輸出、真差動輸入級、底偏置電流為最大100mA、每封裝含四個運算放大器、具有內(nèi)部補償?shù)墓δ?、共模范圍擴展到負電源、行業(yè)標準的引腳排列、輸入端具有靜電保護功能。運算放大器LM324的引腳圖如圖25：圖28 運算放大器LM324的引腳圖 由于本次設(shè)計中采集電路所采集到的信號值與我們所預(yù)期的結(jié)果有時會有很大的差距，因此信號值要被真實地反映出來，須采用放大電路進一步處理。按比例將信號放大的電路，稱為比例運算放大電路，簡稱比例電路。對于比例電路，在實際應(yīng)用中可分為以下幾種，下面也做一些簡單的介紹。1．反相比例放大器 如圖24所示，集成運放的同相輸入端通過電阻R接地，電阻與信號源串聯(lián)，另一端接到運放的反相輸入端，運放的輸出端與反相輸入端之間接有電阻，為保證集成運放輸入級兩邊對稱， （21）比例電路輸出電壓與輸入電壓之間的函數(shù)關(guān)系為： （22） （23）圖29 反向比例電路 注意：反相比例電路的特點是深度電壓并聯(lián)負反饋電路。因此，集成運放的反相輸入端為“虛地”點，它的共模輸入電壓可視為零，對運放的共模抑制要求低；比例電路的輸入電阻小，可視為，因此對輸入電流有一定要求；輸出電阻視為零，在適應(yīng)不同大小負載的能力較強。2．同相比例放大器如圖29所示，為同相比例電路，為保證電路輸入對稱仍要求： （25）輸