【文章內(nèi)容簡介】 P2 口接 DAC0832 作為輸出數(shù)據(jù)傳輸， 為DAC0832 控制端口；、。 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)MCS51單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘信號為基準(zhǔn)，在時(shí)鐘電路工作下，系統(tǒng)才能有條不紊的工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響著單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響著單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。MCS51單片機(jī)有兩種時(shí)鐘產(chǎn)生方式：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式作為單片機(jī)時(shí)鐘產(chǎn)生方式。在單片機(jī)的內(nèi)部有一用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，即為輸入端XTAL1和輸出端XTAL2。在此兩引腳跨接石英晶體和微調(diào)電容器，即可構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的振蕩器。在頻率穩(wěn)定性要求不高，并盡可能廉價(jià)時(shí)，可采用陶瓷諧振器和電容器組成并聯(lián)諧振回路。內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到XTAL2端輸出的時(shí)鐘信號。振蕩頻率取決于所用石英晶體的諧振頻率和電容的大小。~12MHz,晶振的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快。 單片機(jī)時(shí)鐘電路元器件參數(shù)選擇如下：AT89C51的振蕩頻率可在1MHz~24MHz范圍內(nèi)選取，本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路選取12MHz的振蕩頻率。CC2的電容取值無嚴(yán)格要求，因其取值對振蕩頻率輸出穩(wěn)定、大小、起振速度有略微影響。一般對石英晶體，可取典型值30pF左右，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)CC2均選取了33pF的電容器。對陶瓷諧振器，可取典型值40pF左右。 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)中必不可少的組成部分。所謂的復(fù)位就是將單片機(jī)重新啟動(dòng)，使單片機(jī)內(nèi)部的所有寄存器都回到初始狀態(tài)。復(fù)位電路方式有上電自動(dòng)復(fù)位方式和手動(dòng)復(fù)位方式，本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用手動(dòng)復(fù)位方式。 手動(dòng)復(fù)位電路手動(dòng)復(fù)位過程如下：按下鍵后，電容器被短路放電、RST直接與VDD相連，此時(shí)為高電平，從而進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)；松手后，電源開始對電容充電，此時(shí)充電電流在電阻上，形成高電平送到RST端，仍然是復(fù)位狀態(tài)；最后，電容充電結(jié)束，電流降為0，電阻上的電壓也降為0，RST降為低電平，系統(tǒng)開始正常工作。 鍵盤模塊的設(shè)計(jì)鍵盤電路是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)則是一個(gè)開關(guān)元件，也就是說鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān)。鍵盤按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)鍵盤，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)開關(guān)鍵盤，如電氣式鍵盤，磁感應(yīng)鍵盤等。兩者相比，前者造價(jià)較低，后者壽命較長。目前，單片機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。 鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵盤的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件設(shè)置來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖和多鍵保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用較少。非編碼鍵盤只簡單地提供按鍵，其它工作均由軟件完成，由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，從而較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)，并結(jié)合非編碼鍵盤相應(yīng)原理。獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線 。每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)?！　? 鍵盤接口圖獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)，先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。本設(shè)計(jì)共設(shè)計(jì)三個(gè)按鍵，分別為“增加”鍵，“減少”鍵，“確定”鍵，。 顯示模塊的設(shè)計(jì)用于單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯示的方式主要分為兩類：LED顯示和LCD顯示。前者顯示亮度較高，制作成本低，適合做遠(yuǎn)距離顯示，但其功耗較大，所用端口隨顯示的數(shù)字位數(shù)增加而增加。如果采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，則占用CPU的內(nèi)存空間，如果采用靜態(tài)顯示則需要加鎖存器，加大硬件制作量，就該題目要求來說，需要設(shè)定電壓顯示，又與實(shí)際電壓比較再顯示，LCD顯示更為清晰、直觀，從上面諸多因數(shù)來看，采用LCD顯示比較理想。LCD最常用的就是液晶1602，LCD1602 可以在LCD顯示屏上完整顯示32 個(gè)英文字符和日文字符，適合顯示英文文字信息量較小的地方,可以清晰顯示出同時(shí)還能顯示英文名稱和電壓/電流單位。通過單片機(jī)編程控制第4腳RS數(shù)據(jù)/命令選擇端，第5腳R/W讀/寫選擇端，第6腳使能信號，從而實(shí)現(xiàn)顯示效果。 LCD1602 顯示電路 數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用DAC0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，P2口和DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連，DA的/CS和/WR1連接后接地，/WR2和/XEFR連接輸出同時(shí)也接地，ILE信號引腳接高電平，DA的8腳接參考電壓，芯片處于直通狀態(tài)，此時(shí)8位數(shù)字量一旦到達(dá)DI0~DI7輸入線上，就立刻進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換并輸出結(jié)果。通過獨(dú)立式鍵盤給單片機(jī)輸入一數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)在顯示電路上顯示，單片機(jī)保存該數(shù)據(jù)，然后在鍵盤上按確認(rèn)鍵，就是把DAC0832電路打開把數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)去，這個(gè)芯片把送過來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后經(jīng)過比較電路最終輸出所要電源電壓。 電壓比較輸出模塊的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中真正的電壓輸出是通過四運(yùn)算放大器LM324的末端輸出的，DAC0832的11腳接LM324的6腳，LM324的5腳接地，4腳和11腳分別連接+12V和12V，DAC的9腳接1K的電阻與運(yùn)放的7腳相連，構(gòu)成比較回路。選用集成型電壓比較器LM324是為了使電路工作更加可靠，同時(shí)該類芯片具有負(fù)載能力強(qiáng)、抗干擾性優(yōu)越等特點(diǎn)，可以更好的實(shí)現(xiàn)電路功能。 比較輸出電路4 軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中，常用的編程語言有匯編語言和C語言兩種。這兩種開發(fā)語言都具有各自的特點(diǎn)。以下就這兩種開發(fā)語言的特點(diǎn)分別作簡介并根據(jù)實(shí)際開發(fā)情況，選擇適合的開發(fā)語言。匯編語言的特點(diǎn)：可直接操縱系統(tǒng)的硬件資源，從而可以編寫高質(zhì)量的編碼。但是采用匯編語言編寫比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算程序相對比較困難，又因匯編語言源程序的可讀性遠(yuǎn)不如高級語言，如果想修改程序功能，得花費(fèi)心思重新閱讀程序，效率不是很高。C語言的特點(diǎn)：C語言程序的優(yōu)點(diǎn)是可讀性與可移植性好，程序開發(fā)周期短；使用C語言編程更符合人的思維方式和思考習(xí)慣，編寫代碼效率高，維護(hù)方便；采用C語言易于開發(fā)復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用程序，有利于單片機(jī)產(chǎn)品的重新選型和應(yīng)用程序的移植，大大提高了單片機(jī)軟件的開發(fā)速度。目前，在單片機(jī)的開發(fā)中，C語言得到越來越多的應(yīng)用，而匯編語言也在很多環(huán)境下具有優(yōu)勢。實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)具體情況來選擇開發(fā)語言。C語言不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且具體應(yīng)用在單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)上。本設(shè)計(jì)中首先對系統(tǒng)初始化，讀取預(yù)置電壓，預(yù)存電壓值為10V，并將其發(fā)送給LCD顯示電壓。之后在判斷是否有鍵按下，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，接受來自鍵盤的電壓輸入值，并通過D/A把輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬電壓量，控制輸出電壓大小。軟件的設(shè)計(jì)分為鍵盤的軟件設(shè)計(jì)、顯示的軟件設(shè)計(jì)、D/A的軟件設(shè)計(jì)等。各部分軟件的設(shè)計(jì)綜合利用了C語言中結(jié)構(gòu)式語句，函數(shù)的定義與調(diào)用，邏輯判斷以及循環(huán)控制，充分體現(xiàn)C語言的簡潔緊湊、運(yùn)算符豐富、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富以及可移植性高等優(yōu)點(diǎn)。 仿真開發(fā)平臺(tái)ProteusProteus軟件是英國Labcenter電子公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一款EDA工作軟件。它不單具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能訪問單片機(jī)及其外圍設(shè)備。Proteus是著名的EDA仿真軟件，從原理布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路的仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。Proteus不僅可將許多單片機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。Proteus具有如下特點(diǎn)：（1）Proteus軟件提供了數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫；（2）個(gè)性化的編輯環(huán)境；（3）快速選取和放置器件；（4）層次化設(shè)計(jì)；（5）原理圖自動(dòng)連線并自動(dòng)生成仿真日志； 軟件程序開發(fā)平臺(tái)KeilKeil C51軟件是美國Keil軟件公司開發(fā)的一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)。單片機(jī)開發(fā)中除了必不可少的硬件電路設(shè)計(jì)外，同樣離不開軟件，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到使用現(xiàn)在的高級語言，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷的發(fā)展，Keil軟件是目前最流行的開發(fā)MC