【文章內容簡介】 0210220230240250260270280290300310320330340350360370380390400 單片機最小系統(tǒng)設計 單片機復位、時鐘電路單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器，就構成了內部振蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。晶振通常選用6MHz、6MHz、12MHz。內部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，使用較多[13]。復位操作完成單片機內電路的初始化，使單片機從一種確定的狀態(tài)開始運行。當51單片機的復位引腳RST出現(xiàn)5ms以上的高電平時單片機就完成了復位操作[14]。典型時鐘、復位電路如圖37所示。圖37 時鐘、復位電路 A/D轉換環(huán)節(jié)本文采用ADC0809做為A/D轉換的芯片，ADC0809與8051單片機的典型接口電路如圖38所示。圖38 A/D轉換電路ADC0809的時鐘信號來自8051單片機的ALE信號。當8051采用12MHz時鐘頻率時，ALE為2MHz，經(jīng)4分頻后為500kHz作為ADC0809的時鐘頻率。ADC0809的地址鎖存允許管腳（ALE）和啟動管腳（START）相連?！靡赃x取通道號。[15]。 按鍵、顯示環(huán)節(jié)設計一般按鍵開關為機械彈性開關，一個電壓信號對應于開關觸點的合、斷操作。而通常由于機械開關觸點的彈性作用，一個按鍵的閉合過程不會馬上穩(wěn)定的接通，而斷開時也不會瞬時斷開，會出現(xiàn)所謂的抖動現(xiàn)象，其抖動時間一般為510ms。按鍵的抖動會帶來誤觸發(fā)，因此，設計按鍵時必須消除抖動。去抖動通常有軟件去抖和硬件去抖兩種方法，電路采取軟件去抖的方法。軟件去抖就是在檢測到有按鍵時，執(zhí)行一段延時子程序后，再確認該鍵電平是否仍保持鍵按下時的狀態(tài)電平，若是，則認為有鍵按下。延時子程序的延時時間應大于按鍵的抖動時間，通常取10ms以上，從而消除了抖動的影響。軟件去抖可節(jié)省硬件，處理靈活，但會消耗較多的CPU時間。LED顯示器有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種方式：采用靜態(tài)顯示時，位選線同時選通，每位的段選線分別與一個8位鎖存器輸出相連，各位相互獨立。動態(tài)顯示將所有位的相應段選線并在一起，位線則分時輪流選通，利用人眼視覺的暫留現(xiàn)象來獲得穩(wěn)定的視覺效果。本文設計的系統(tǒng)采取8279芯片。8279是一款專門用于顯示器、按鍵管理的可編程芯片[16]。使用它作為顯示器、鍵盤的接口，可以節(jié)省用于鍵盤掃描、動態(tài)顯示的時間，從而提高CPU的執(zhí)行效率。8279擴展鍵盤與LED顯示器如圖39所示。圖39 鍵盤、顯示電路鍵 名 個數(shù)功 能數(shù)字鍵 11（0～9，小數(shù)點） 輸入200~400℃的溫度數(shù)值，可設小數(shù),可顯示。下限溫度 1 設定下限溫度，正常時顯示輸入，數(shù)據(jù)輸入低于下限時無效，且報錯。上限溫度 1 設定上限溫度，正常時顯示輸入，數(shù)據(jù)輸入高于上線時無效，且報錯。停機鍵 1 使其停止加熱，正常顯示時有限，停機時停止顯示，停止測量。確認/刪除鍵 1 確定/刪除輸入的數(shù)據(jù)，長按確認，短按刪除。下翻 1 循環(huán)顯示設定、上限、下限溫度，按下顯示5秒，不按則顯示溫度。鍵盤設置與功能設定如表32。表32 鍵盤設置于功能設定 報警環(huán)節(jié)設計在燙金機的溫度控制系統(tǒng)中，經(jīng)常涉及中高溫控制和很穩(wěn)控制當溫度達到、超過設定值時，為保證系統(tǒng)安全和引起操作人員的注意系統(tǒng)中需要有在緊急狀態(tài)引起警覺的報警信號。報警信號通常有兩種：一是閃光報警通過山東的指示燈來提醒人們的注意；二是鳴音報警，通過發(fā)出特定的鳴音作用于人的聽覺器官，引起和加強警覺[17]。本文所設計的報警電路是鳴音報警，電路中采用了MC1413驅動器。MC1413時摩托羅拉公司出品的高耐壓、大電流的達林頓陳列反向驅動器，由7個硅NPN達林頓管組成。，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可以達到500mA，并且能夠在關斷時承受50V的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。本文所選的蜂鳴報警器為電壓式蜂鳴器，～15V直流電壓，～，內阻為16?。報警電路如圖310所示。圖310 報警電路在該報警電路中，MC1413是驅動器，，在+5V電源作用下使蜂鳴器鳴音，反之，使蜂鳴器停止鳴音。第4章 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)的主程序流程圖系統(tǒng)的主程序流程圖如圖41所示。圖41 系統(tǒng)主流程圖 鍵盤、顯示程序設計8279內部結構包括：(1)I/O控制及數(shù)據(jù)緩沖器；(2)控制和時序寄存器；(3)掃描計數(shù)器；(4)回復緩沖器；(5)FIFO/傳感器及其狀態(tài)寄存器；(6)顯示RAM和顯示寄存器。8279的工作方式：通過對鍵盤/顯示方式命令字的設置，可置為雙鍵鎖定方式和N鍵巡回方式。(1)鍵盤工作方式。1)雙鍵鎖定時為兩鍵同時按下時提供的保護方法。若有兩鍵或多鍵同時按下，則無論這些鍵是以什么次序按下的，它只識別最后一個釋放的鍵，并把該鍵值送入FIFO中。2)N鍵巡回是為N個鍵同時按下時提供的保護方法。若有多個鍵同時按下，鍵盤掃描能按按鍵先后順序依次將鍵值送入FIFO中。(2)顯示器工作方式。通過對鍵盤/顯示方式命令字和寫顯示命令字的設置，顯示數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖器時，可置為左端送入和右端送入兩種方式。左端送入為依次填入方式，右端送入為移位方式。(3)傳感器矩陣方式。 通過對讀FIFO/傳感器RAM命令字的設置可將8279設置成傳感器矩陣工作方式，此時，傳感器的開關狀態(tài)直接送到傳感器RAM中。CPU對傳感器列陣掃描時，如果檢測到某個傳感器狀態(tài)發(fā)生變化時，則中斷申請信號IRQ變?yōu)楦唠娖?。?279構成的鍵盤顯示電路編程時，只需對8279進行初始化 ，然后在中斷服務程序中讀取鍵盤數(shù)據(jù)和識別按鍵，向8279傳輸待顯示數(shù)據(jù)。初始化程序流程圖如圖42所示。圖42 8279初始化程序流程圖K8279：MOV DPTR，7FFFH ；地址指向8279MOV A， 0D1HMOVX @DPTR，A ；清除命令LOOP: MOVX A，@DPTR ；等待8279清除命令 JB ，LOOP ；讀8279狀態(tài) MOV A，00H MOVX @DPTR，A ；方式命令送8279 MOV A，34H MOVX @DPTR，A ；時鐘編程命令送8279 MOV IE，84H ；允許8279中斷顯示子程序流程圖如圖43所示。圖43 顯示子程序流程圖顯示器子程序[18]：RDIR： MOV DPTR，7FFFH MOV A，90H MOVX @DPTR，A ；寫顯示命令送8279 MOV R0，60H ；顯示緩沖器首地址送R0 MOV DPTR，7FFFHLOOP2： MOV A，R0 ；取顯示數(shù)據(jù) ADD A，5 ；加偏移量 MOVC A，@A+PC ；取段碼送8279 MOVX @DPTR，A INC R0 DJNZ R7，LOOP2 ；未顯示完繼續(xù)按鍵輸入中斷服務子程序流程圖如圖44。圖44 按鍵輸入中斷服務子程序流程圖按鍵輸入中斷服務子程序如下：KEY1： PUSH PSW PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC PUSH B MOV DPTR，7FFFH MOV A，@DPTR ；讀FIFO狀態(tài)字 ANL A，0FH JZ KEY2 ；判斷FIFO中是否有數(shù)據(jù) MOV A，40H ；讀FIFO命令送8279 MOVX @DPTR，A MOV DPTR，7FFFH MOV A，@DPTR ；讀數(shù)據(jù) MOV R2，A ANL A，38H ；計算鍵號 RR A MOV B，04H MUL AB XCH ANL A，07H ADD A，R2 MOV R0，40H ；鍵號送40H指出的循環(huán)隊列 MOV @R0，A INC R0 ANL A，3FH ；循環(huán)隊列指針處理 ORL A，30H MOV 40H，A SETB 00H ；置標志供主程序查詢KEY2： POP B POP ACC POP DPH POP DPL POP PSW RET A/D轉換子程序A/D轉換程序流程圖如