【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 X（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR） 時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址（如 MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下 所示 ： 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST—— 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG—— 當(dāng) 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng) 設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 PSEN—— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP—— 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA 端狀態(tài)。 . 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) (1)、 晶振 電路 AT89S52 引腳 XL1 和 XL2 與晶體振蕩器 CYS1 及電容 C C7 按圖 34 所示方式連接。晶振、電容 C C7 及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容 C C7 的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在 0～33MHz 之間，電容 C C7 取值范圍在 5～ 30pF 之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用 12MHZ做為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為 30pF。 圖 34 晶振部分接線圖 (2)、 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 — 個(gè)單元取指令。無(wú)論是在單片機(jī)蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 剛開(kāi)始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即 RST 為高電平期間）， P0 口為高阻態(tài)， P1－ P3 口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) PSEN 無(wú)效。地址鎖存信號(hào) ALE 也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖 35 所示的復(fù)位電路，該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容 C3 上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻 R4 上的電壓接近電源電壓，即 RST 為高電平，在電容充電的過(guò)程中 RST 端電壓逐漸下降，當(dāng) RST 端的電壓小于某一數(shù)值后， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài) ，因?yàn)?電容 C3 足夠大，可以保證 RST 高電平有效時(shí)間大于 24 個(gè)振蕩周期， CPU 能夠 正常復(fù)位。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無(wú)法正常 復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容 C3 放電。當(dāng)電容 C3 放電結(jié)束后， RST 端的電位由 R4 決定。由于 R4 很大 ， 因此 RST 為高電平， CPU 處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容 C3 充電， RST 端電位下降， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。 圖 35 復(fù)位 電路接線圖 . 信號(hào) 采集模塊 本設(shè)計(jì)中的信號(hào)數(shù)據(jù)采集器 采用的是 A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543。 TLC2543 是德州儀器公司生產(chǎn)的 12 位開(kāi)關(guān)電容型逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有 三個(gè)控制輸入端，采用簡(jiǎn)單的 3 線 SPI 串行接口可方便地與微機(jī)進(jìn)行連接，是 12 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。 TLC2543 的 主要特點(diǎn) （ 1） 12 位 分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換器； （ 2）在工作溫度范圍內(nèi) 10μ s 轉(zhuǎn)換時(shí)間； （ 3） 11 個(gè)模擬輸入通道； （ 4） 3 路內(nèi)置自測(cè)試方式； （ 5）采樣率為 66kbps； （ 6）線性誤差177。 1LSBmax； （ 7）有轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出 EOC； （ 8）具有單、雙極性輸出； （ 9）可編程的 MSB 或 LSB 前導(dǎo)； （ 10）可編程輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 TLC2543 引腳功能說(shuō)明如下： 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) AIN0～ AIN10：模擬輸入端，由內(nèi)部多路器選擇。對(duì) 的 I/O CLOCK，驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于 50Ω； CS：片選端， CS 由高到低變化將復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器，并控制和使能 DATA OUT、 DATA INPUT 和 I/O CLOCK。 CS 由低到高的變化將在一個(gè)設(shè)置時(shí)間內(nèi)禁止 DATA INPUT 和 I/O CLOCK； DATA INPUT：串行數(shù)據(jù)輸入端，串行數(shù)據(jù)以 MSB 為前導(dǎo)并在 I/O CLOCK 的前 4 個(gè)上升沿移入 4 位地址，用來(lái)選擇下一個(gè)要轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)或測(cè)試電壓，之后 I/O CLOCK將余下的幾位依次輸入； DATA OUT： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端，在 CS 為高時(shí)，該引腳處于高阻狀態(tài)；當(dāng) CS為低時(shí)，該引腳由前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的 MSB 值置成相應(yīng)的邏輯電平； EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束端。在最后的 I/O CLOCK 下降沿之后， EOC 由高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸； VCC、 GND：電源正端、 接 地 端 ； REF＋、 REF－：正、負(fù)基準(zhǔn)電壓端。通常 REF＋接 VCC， REF－接 GND。最大輸入電壓范圍取決于兩端電壓差； I/O CLOCK：時(shí)鐘輸入 /輸出端。 TLC2543 接口時(shí)序 可以用四種傳輸方法使 TLC2543 得到 全 12 位分辯率，每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞可以使用12 或 16 個(gè)時(shí)鐘周期。一個(gè)片選（ ）脈沖要插到每次轉(zhuǎn)換的開(kāi)始處，或是在轉(zhuǎn)換時(shí)序的開(kāi)始處變化一次后保持 為低，直到時(shí)序結(jié)束。圖 36 顯示每 次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞使用16 個(gè)時(shí)鐘周期和在每次傳遞周期之間插入 的時(shí)序，圖 37 顯示每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞使用 16 個(gè)時(shí)鐘周期，僅在每次轉(zhuǎn)換序列開(kāi)始處插入一次時(shí)序。 圖 36 16時(shí)鐘傳送時(shí)序圖（使用 ， MSB在前） 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 圖 37 16時(shí)鐘傳送時(shí)序圖（不使用 ， MSB在前） 圖 38 TLC2543部分 接線圖 . 顯示 模塊 顯示 模塊非常簡(jiǎn)潔，直接是一塊 KXM12864M 液晶 顯示器 。 液晶顯示模塊是 128 64 點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個(gè)中文漢字（ 16X16 點(diǎn)陣）、 128 個(gè)字符（ 8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。 可與 CPU 直接接口，提供兩種界面來(lái)連接微處理機(jī)： 8 位并行及串行兩種連接方式 。 在單片機(jī)系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出器件具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管（ CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。 （ 2）數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更簡(jiǎn)單，操作也更加方便。 （ 3）體積小、重量輕 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài) 來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器件要輕很多。 （ 4）功率消耗小 相比而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比其他顯示器件也要小很多。 KXM12864M 引腳說(shuō)明 如 表 39 所示 ： 表 39 KXM12864M引腳 說(shuō)明 . 電源 部分 電源 部分直接用 5V 的直流電源供電即可。 第 軟件 系統(tǒng) . 信號(hào)采集 系統(tǒng)軟件圖 圖 310 系統(tǒng)采樣 子程序流程圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) . 信號(hào) 顯示 系統(tǒng) 軟件圖 圖 311 信號(hào) 顯示 系統(tǒng) 總體流程圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 第 4章 系統(tǒng)測(cè)試 第 測(cè)試條件和方法 . 測(cè)試 條件 (1)、 電源 學(xué)院 電子實(shí)驗(yàn)室有 可供 直流電壓為 5V 的電源。 (2)、 信號(hào) 發(fā)生器 用于 提供加有 偏置 的 常規(guī) 信號(hào) . 測(cè)試 過(guò)程 (1)、 打開(kāi) 電源 和 信號(hào)發(fā)生器 (2)、 調(diào)好 輸入信號(hào)的頻率、幅值 (3)、 加入偏置使得輸入信號(hào)為 “ 正 ” 并 用實(shí)驗(yàn)室示波器測(cè)試 (4)、 連接好電源