【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 持更高的處理速度。89S51有較多的I/O口線，有兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外部中斷，可以在線編程，因此選用此芯片作為控制器比較合適。由于此系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)不算復(fù)雜，我們可以選用12MHz的晶振。單片機(jī)有三種復(fù)位電路：上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、按鍵脈沖復(fù)位。本次設(shè)計(jì)采用按鍵電壓復(fù)位方式。：圖28 AT89S52以及周邊電路圖 從圖28中看出，復(fù)位電路采用了電平復(fù)位，采用了頻率為12MHz的晶振來(lái)提供單片機(jī)的工作頻率。，在所用單片機(jī)P0口和P2口引腳處分別接上上拉排阻，可以增強(qiáng)I/O口的驅(qū)動(dòng)能力，可以讓其更加穩(wěn)定的工作。 充放電電路充放電電路如圖29所示：圖29 充放電電路 根據(jù)圖29所示，P20，P21，P22口分別與單片機(jī)的P20，P21，P22的引腳相連。當(dāng)P20=1時(shí)，充電選擇類型為鎳氫電池；當(dāng)P20=0時(shí)，充電選擇類型為鎳鎘電池充電。下面詳細(xì)介紹充電放電過(guò)程，以鎳氫電池為例。圖中BAT1代表被充放電的鎳氫電池。充電時(shí)：P22為低電平，P21為低電平，S8550導(dǎo)通，S8050截止，從而電阻，電源與電池形成一回路，此時(shí)電池不斷充電，當(dāng)充滿電后，P22置1，形成另一回路，由于R2的電阻很大，所以電流很小，此時(shí)進(jìn)入涓流充電狀態(tài)；放電過(guò)程：P22置1，P21置1，S8050導(dǎo)通，形成放電回路，此時(shí)涓流充電狀態(tài)仍舊進(jìn)行，但相對(duì)于放電，基本上可忽略不計(jì)。此時(shí)ADC0809不斷進(jìn)行采樣以便及時(shí)反饋給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較判斷目前的狀態(tài)。由于電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 ADC0809電路及其MC1403兩部分的電路結(jié)構(gòu)如圖210所示。ADC0809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(guò)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。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線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。圖210 ADC0809及其MC1403電路電路如圖所示，MC1403輸入端的電壓為+5V，輸出為+，其具體特性我們將在后面部分介紹。其中電容C10和電容C9分別去除由于穩(wěn)壓引起的高頻波和低頻波。P00P07為8位模數(shù)轉(zhuǎn)換端，ADDA，ADDB，ADDC為通道選擇端，通過(guò)不同的0，1組合可以選擇8種通道。從圖中可以看出，我們選擇是通道0。ADC0809通過(guò)實(shí)時(shí)采集充放電電路的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，然后再傳遞給單片機(jī)，再通過(guò)液晶實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。數(shù)字電路電源模塊如下圖211所示。圖211 數(shù)字電路電源模塊電路如圖所示，圖中+8V電源由手機(jī)充電器提供，接上開(kāi)關(guān)按鈕，通過(guò)7805轉(zhuǎn)換為+5V電源，電容起濾波作用。 串口轉(zhuǎn)并口模塊如圖212所示。圖212 串口轉(zhuǎn)并口模塊如圖所示74LS164芯片通過(guò)單片機(jī)，DAT接單片機(jī)RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，CLK接單片機(jī)TXD作為移位時(shí)鐘脈沖。74LS164為TTL單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中第2腳為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接（此圖為并接）。第8腳為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到T端時(shí)，移位寄存器移一位，8個(gè)時(shí)鐘脈沖過(guò)后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS164中。第9腳為復(fù)位端，當(dāng)R=0時(shí)，移位寄存器各位復(fù)0，只有當(dāng)R=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用。8個(gè)引腳通過(guò)連接1602液晶顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。 1602液晶顯示模塊液晶顯示模塊如圖213所示。圖213 1602液晶顯示模塊第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）。 電路如圖213所示，1602字符型液晶模塊是一種用5x7點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器,可以顯示2行16個(gè)字符。背光為黃色。D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，通過(guò)單片機(jī)指令在液晶上顯示我們所需要的數(shù)據(jù)。3 軟件設(shè)計(jì)在編寫程序前我們至少要考慮兩個(gè)問(wèn)題：第一，采用何種語(yǔ)言；第二，選用哪一種編程軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。單片機(jī)的編程語(yǔ)言大致有兩種，匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言是低級(jí)語(yǔ)言，C語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言。本次設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言是因?yàn)樗欣陂_(kāi)發(fā)和維護(hù)，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間并減少工作量。然后，選用Keil C51作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。比如，C語(yǔ)言可以讓開(kāi)發(fā)者不必過(guò)多地關(guān)心運(yùn)算如何實(shí)現(xiàn)等等一些底層的東西，而只考慮用語(yǔ)言直接去實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。做完了以上的兩步，我們還不能馬上就寫程序。通常我們還應(yīng)該對(duì)程序的總的結(jié)構(gòu)作一個(gè)規(guī)劃，以使我們能夠從總體上把握它。程序的結(jié)構(gòu)化水平以及合理性很大程度上受制于這一步。一般采用流程圖來(lái)表示程序的結(jié)構(gòu)。 程序流程圖圖31就是本系統(tǒng)的總流程圖，它大致反映了需要設(shè)計(jì)哪些程序模塊以及在哪里調(diào)用它。 函數(shù)定義模塊函數(shù)名：液晶數(shù)據(jù)發(fā)送delaydelay(uchar n) {uchar f,m。 for(m=n。m0。m) for(f=248。f0。f) }函數(shù)名： 模擬串行數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)功能： 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成串行數(shù)據(jù) 注意： 這里使用164芯片轉(zhuǎn)換corr(uchar dat) {uchar ADS,n。 ADS=dat。 for(n=8。n0。n) { TD=0。 RDat=ADSamp。0x80。 TD=1。 ADS=ADS1。 } }函數(shù)名：液晶顯示器的命令發(fā)送函數(shù)功能：將要顯示的字符在液晶上的地址發(fā)到液晶顯示器，還有顯示的初此化數(shù)據(jù)。lcd_(unsigned char a) { E=1。 RS=0。 WR1=0。 corr(a)。 delay(1)。 E=0。 }函數(shù)名：液晶顯示器的數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù) 功能： 將要顯示的字符的ASCII碼發(fā)到液晶模塊 返回值：無(wú) 注意: 無(wú)lcd_dat(unsigned char b) { E=1。 RS=1。 WR1=0。 corr(b)。 delay(1)。 E=0。 }函數(shù)名： 液晶顯示數(shù)據(jù)緩沖函數(shù)功能： 將要顯示的數(shù)據(jù)的首地址和要顯示的地址緩沖返回值： 無(wú)注意： 對(duì)于字符型顯示器它第一行的首地址是0x80第二行是0xc0lcd_dis(uchar k[],char r) {char n。lcd_(r)。for(n=0。k[n]!=0x00。n++){lcd_dat(k[n])。}}函數(shù)名： 液晶顯示初此化函數(shù)功能： 初此化液晶數(shù)據(jù)返回值： 無(wú)lcdinit() {lcd_(0x0f)。 lcd_(0x38)。 lcd_(0x01)。 lcd_(0x06)。 } 主程序ADC0809，LCD1602等都與單片機(jī)有著密切聯(lián)系，我們用了單片機(jī)的P0，P2口，以及P3口一些特殊功能在實(shí)現(xiàn)了本程序，特別指出的是，ADC0809采用通道1編程。首先對(duì)單片機(jī)各個(gè)口的功能進(jìn)行介紹。其各個(gè)口的作用如下： P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每每一個(gè)管腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻態(tài)輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷0） /INT1 （外部中斷1） T0 （記數(shù)器0外部輸入） T1 （記數(shù)器1外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。程序如下：sbit CLK=P2^4。 sbit OE=P2^5。 sbit EOC=P2^6。 sbit ST=P2^7。 /* 這4位定義AD端口；*/sbit p20=P2^0。sbit cong1=P2^2。sbit feng1=P2^1。 /*充放電端口的定義*/；bit flag。bit flag1。bit flag2。/*全局變量*/uchar dat1[2]。 uchar a[6]。uchar get。uchar i。uchar v[6]。/*全局變量*/uchar counter。uchar second。uchar min,min1。uchar hour,hour1。uchar code table1[]={0123456789}。uchar code table2[]={TIME:}。uchar code table3[]={VOLT:}。uchar table4[7]。uchar code table5[]={NICA}。uchar code table6[]={NIMH}。/*延時(shí)程序*/delay1(uint m){ for(m。m0。m)。}void time_init(void){ ST=0。 OE=0。 TMOD=0x21。