【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 S373。74LS373是一種帶有三態(tài)門的8D鎖存器。 鎖存器74LS373的引腳其引腳的功能如下：D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入線Q7～Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高電平的時(shí)候，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平的時(shí)候，三態(tài)門打開，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號(hào)為高電平的時(shí)候，輸出線為高阻態(tài)。：GDQ0111010000不變1高阻態(tài)ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上.ADC0809轉(zhuǎn)換是采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選一的模擬開關(guān)，由A，B，C引腳的編碼來確定所選通道。0809完成一次轉(zhuǎn)換需要100us左右，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到MCS51的數(shù)據(jù)總線上，通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?809可對(duì)05V的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如上所說。 ADC0809與單片機(jī)的接口電路 單片機(jī)選擇 單片機(jī)的簡(jiǎn)介　 單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲(chǔ)器和各種輸入，輸出接口，這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)微型機(jī)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。MCS是Intel公司生產(chǎn)的單片機(jī)的系列符號(hào)，例如Intel公司的MCS4MCS5MCCS96系列單片機(jī)。MCS51系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型8031，8051，8751。MCS51由如下幾個(gè)功能部件組成：①微處理器②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器③程序存儲(chǔ)器④4個(gè)8位并行I/O口⑤一個(gè)串行口⑥2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器⑦中斷系統(tǒng)⑧特殊功能寄存器。MCS51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)，特別值得一提的是MCS51CPU中的位處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微機(jī)算機(jī)。這個(gè)1位計(jì)算機(jī)有自己的CPU，位寄存器，I/O口和指令集。1位機(jī)在開關(guān)決策，邏輯電路仿真，工業(yè)控制方面非常有效：而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。MCS51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相成，它是計(jì)算機(jī)的技術(shù)上的一個(gè)突破，本設(shè)計(jì)采用8051單片機(jī)。 。系統(tǒng)時(shí)鐘ROM定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行I/O并行I/ORAMCPU外部時(shí)鐘復(fù)位中斷電源 MCS51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 8051芯片引腳8051是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，： 8051引腳圖其引腳功能如下：～ P0口8位雙向口線（在引腳的39～32號(hào)端子）。 ～ P1口8位雙向口線（在引腳的1～8號(hào)端子）。 ～ P2口8位雙向口線（在引腳的21～28號(hào)端子）。 ～ P2口8位雙向口線（在引腳的10～17號(hào)端子）。P0口有三個(gè)功能： 1）外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖1中的D0～D7為數(shù)據(jù)總線接口） 2）外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（如圖1中的A0～A7為地址總線接口） 3）不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。 P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 P2口有兩個(gè)功能：①擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用②做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； 1)ALE/PROG 地址鎖存控制信號(hào)在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。8051擴(kuò)展 EEPROM電路，ALE與74LS373鎖存器的G相連接，當(dāng)CPU對(duì)外部進(jìn)行存取時(shí)，用以鎖住地址的低位地址，即P0口輸出。ALE有可能是高電平也有可能是低電平，當(dāng)ALE是高電平時(shí)，允許地址鎖存信號(hào)，當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE信號(hào)負(fù)跳變（即由正變負(fù)）將P0口上低8位地址信號(hào)送入鎖存器。當(dāng)ALE是低電平時(shí)，P0口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 在沒有訪問外部存儲(chǔ)器期間，ALE以1/6振蕩周期頻率輸出（即6分頻），當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器以1/12振蕩周期輸出（12分頻）。從這里可以看到，當(dāng)系統(tǒng)沒有進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)ALE會(huì)以1/6振蕩周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時(shí)鐘，或者外部定時(shí)脈沖使用。 2)PORG為編程脈沖的輸入端在單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成中，8051單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)4KB或8KB的程序存儲(chǔ)器（ROM），ROM的作用就是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序的，實(shí)際上是通過編程脈沖輸入才能寫進(jìn)去的，這個(gè)脈沖的輸入端口就是PROG。 3)PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)在讀外部ROM時(shí)PSEN低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 內(nèi)部ROM讀取時(shí)，PSEN不動(dòng)作； 外部ROM讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次； 外部RAM讀取時(shí)，兩個(gè)PSEN脈沖被跳過不會(huì)輸出； 外接ROM時(shí)，與ROM的OE腳相接。4)EA/VPP 訪問和序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 接高電平時(shí)： CPU讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM） 。擴(kuò)展外部ROM：當(dāng)讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器超過0FFFH（8051）1FFFH（8052）時(shí)自動(dòng)讀取外部ROM。 接低電平時(shí)：CPU讀取外部程序存儲(chǔ)器（ROM）。8031單片機(jī)內(nèi)部是沒有ROM的，那么在應(yīng)用8031單片機(jī)時(shí)，這個(gè)腳是一直接低電平的。5)RST 復(fù)位信號(hào)當(dāng)輸入的信號(hào)連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的0000H單元讀取第一條指令碼。6)XTAL1和XTAL2 外接晶振引腳。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 7)VCC：電源+5V輸入 8)VSS：GND接地。 存儲(chǔ)器MCS51單片機(jī)在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲(chǔ)空間：①片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。②片外程序存儲(chǔ)器。③片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。④片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但在邏輯上，即從用戶的角度上，8051單片機(jī)有三個(gè)存儲(chǔ)空間：①片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64K的程序存儲(chǔ)器地址空間(MOVC)。②256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間(MOV)。③以及64K片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間(MOVX)。在訪問三個(gè)不同的邏輯空間時(shí)，應(yīng)采用不同形式的指令,以產(chǎn)生不同的存儲(chǔ)器空間的選通信號(hào)。 8051單片機(jī)存儲(chǔ)器的空間結(jié)構(gòu)圖①程序存儲(chǔ)器它是用于存放用戶程序。數(shù)據(jù)和表格等信息。對(duì)于內(nèi)部無ROM的8031單片機(jī)，它的程序存儲(chǔ)器必須外接，空間地址為64kB,此時(shí)單片機(jī)的端必須接地。強(qiáng)制CPU從外部程序存儲(chǔ)器讀取程序。對(duì)于內(nèi)部有ROM的8051等單片機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的一個(gè)微處理器能夠聰明地執(zhí)行某種任務(wù)，除了它們強(qiáng)大的硬件外，還需要它們運(yùn)行的軟件，其實(shí)微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預(yù)先編寫的程序而執(zhí)行之。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲(chǔ)器中，俗稱只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)。程序相當(dāng)于給微處理器處理問題的一系列命令。其實(shí)程序和數(shù)據(jù)一樣，都是由機(jī)器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于程序存儲(chǔ)器中。MCS51具有64kB程序存儲(chǔ)器尋址空間，程序存儲(chǔ)中讀取程序，當(dāng)PC值超過內(nèi)部ROM的容量時(shí)，才會(huì)轉(zhuǎn)向外部的程序存儲(chǔ)器讀取程序。當(dāng)=1時(shí)，程序從片內(nèi)ROM開始執(zhí)行，當(dāng)PC值超過片內(nèi)ROM容量時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部ROM空間。當(dāng)=0時(shí)，程序從外部存儲(chǔ)器開始執(zhí)行，例如前面提到的片內(nèi)無ROM的8031單片機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中就要把8031的引腳接為低電平。②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也稱為隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。MCS51內(nèi)部RAM有128或256個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(不同的型號(hào)有分別),片外最多可擴(kuò)展64KB的RAM,構(gòu)成兩個(gè)地址空間，訪問片內(nèi)RAM用“MOV”指令，訪問片外RAM用“MOVX”指令。它們是用于存放執(zhí)行的中間結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的。MCS51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可讀寫，部分單元還可以位尋址。8051單片機(jī)片內(nèi)RAM共有256個(gè)單元(00HFFH),這256個(gè)單元共分為兩部分。其一是地址從00H—7FH單元(共128個(gè)字節(jié))為用戶數(shù)據(jù)RAM。從80H—FFH地址單元(也是128個(gè)字節(jié))為特殊寄存器(SFR)單元。 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路設(shè)計(jì)MCS51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)MCS5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種形式。①上電自動(dòng)復(fù)位上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。，在時(shí)鐘電路工作后，在RST端連續(xù)給出兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可完成復(fù)位操作。圖中給出了復(fù)位電路參數(shù)。 MCS51單片機(jī)的上電自動(dòng)復(fù)位電路②上電加按鍵手動(dòng)復(fù)位 。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過51的小電阻與+5V電源接通，電容迅速放電，使RST引腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵彈起后，+5V電源通過2k電阻對(duì)22F電容重新充電，RST引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。其持續(xù)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)。 MCS51單片機(jī)的上電加按鍵手動(dòng)復(fù)位復(fù)位時(shí)，ALE和成復(fù)位狀態(tài)，即ALE= =1時(shí)，片內(nèi)RAM不受復(fù)位影響。復(fù)位后，P0～P3口輸出高電平且使這些雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并將07H寫入堆棧指針SP，同時(shí)將PC和其余特殊功能寄存器清零。此時(shí)，單片機(jī)從起始地址0000H開始重新執(zhí)行程序。所以，當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可使其復(fù)位后重新運(yùn)行。在本次設(shè)計(jì)中使用復(fù)位電路上電加按鍵手動(dòng)復(fù)位電路。 時(shí)鐘電路選擇MCS51單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另外一種為外部時(shí)鐘方式。①內(nèi)部時(shí)鐘方式利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后再引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接接送人內(nèi)部時(shí)鐘電路，外接晶振時(shí)，C1和C2的值通常選擇為30pf左右；C1和C2對(duì)