【文章內(nèi)容簡介】 當外部電路使得 RST 端出現(xiàn)兩個機器周期（24 個時鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。復(fù)位有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。在此次的設(shè)計中，我采用按鍵復(fù)位，其電路圖如圖 33 所示。圖 33 復(fù)位電路只要 RST 保持高電平， AT89C51 單片機將循環(huán)復(fù)位。復(fù)位期間，ALE 、PSEN 輸出高電平。RST 從高電平變?yōu)榈碗娖胶?，PC 指針變?yōu)?0000H，使單片機從程序存儲器地址為 0000H 的單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位后，內(nèi)容各寄存器的初始內(nèi)容如表 41 所示，當單片機執(zhí)行程序出錯或進入死循環(huán)時，可按復(fù)位按鈕重新啟動。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 獨立鍵盤電路鍵盤是人與 AT89C51 單片機聯(lián)系的重要手段，用于向 CPU 輸入運行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。由四個獨立按鍵來控制兩個發(fā)光二極管的亮滅，四位獨立按鍵的操作輸入單片機，通過編程實現(xiàn)對 LED 的控制電路圖如下圖 34 示。圖 34 獨立按鍵電路 10 位 AD 轉(zhuǎn)換電路AT89C51 內(nèi)部有一個 10 位 SARADC 和一個差分輸入多路選擇器。該 ADC 工作在 200ksps 的最大采樣速率時可提供真正 10 位的線性度，INL 為177。1LSB。ADC 系統(tǒng)包含一個可編程的模擬多路選擇器，用于選擇 ADC 的正輸入和負輸入。端口 I/O 引腳中的 20 個（48 腳封裝）或 21 個（32 腳封裝）引腳可用作 ADC 的輸入,另外，片內(nèi)溫度傳感器的輸出和電源電壓（VDD）也可以作為 ADC 的輸入。用戶固件可以將 ADC置于關(guān)斷狀態(tài)以節(jié)省功耗。A/D 轉(zhuǎn)換可以有 6 種啟動方式：軟件命令、定時器 0 溢出、定時器 1 溢出、定時器 2 溢出、定時器 3 溢出或外部轉(zhuǎn)換啟動信號。這種靈活性允許用軟件事件、周期性信號（定時器溢出）或外部硬件信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換。一個狀態(tài)位用于指示轉(zhuǎn)換完成，或產(chǎn)生中斷（如果被允許） 。轉(zhuǎn)換結(jié)束后 10 位結(jié)果數(shù)據(jù)字被鎖存到 ADC 數(shù)據(jù)寄存器中。窗口比較寄存器可被配置為當 ADC 數(shù)據(jù)位于一個規(guī)定的范圍之內(nèi)或之外時向控制器申請中斷。ADC 可以用后臺方式連續(xù)監(jiān)視一個關(guān)鍵電壓，當轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位于規(guī)定的范圍之內(nèi)/外時才向控制器申請中斷。模擬多路選擇器（AMUX0）選擇去 ADC 的正輸入和負輸入，端口引腳、片內(nèi)溫度傳感器輸出和正電源（VDD）中的任何一個都可以被選擇為正輸入,端口引腳、北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文VREF 和 GND 中的任何一個都可以被選擇為負輸入。當 GND 被選擇為負輸入時，ADC0 工作在單端方式,在所有其它時間，ADC0 工作在差分方式。轉(zhuǎn)換碼的格式在單端方式和差分方式下是不同的。每次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，寄存器ADC0H 和 ADC0L 中保存 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果的高字節(jié)和低字節(jié)。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在寄存器對ADC0H:ADC0L 中的存儲方式可以是左對齊或右對齊，由 AD0LJST 位（ ）的設(shè)置決定。當工作在單端方式時，轉(zhuǎn)化碼為 10 位無符號整數(shù)，所測量的輸入范圍為0～VREF1023/1024 。ADC0H 和 ADC0L 寄存器中未使用的位被設(shè)置為‘0’ 。10 位 AD 轉(zhuǎn)換電路如下圖 35 所示。 1kRW2PVD5圖 35 10 位 AD 轉(zhuǎn)換電路 電源電路電源（Vcc）是整個開發(fā)板正常工作的動力源泉。電源電壓過大會大大縮短芯片的工作壽命，嚴重的會燒毀芯片及其它元器件；過小將不能驅(qū)動實驗板工作電路。因此設(shè)定合適的電源電壓值非常重要。此開發(fā)板主要芯片工作電壓均+ 左右，開發(fā)板的電源電路如圖 36 所示。 uFC63OE4iGNoU7SL+.A圖 36 電源電路北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 液晶顯示電路 顯示器件是開發(fā)板中普遍使用的輸出器件，較常用的是 LED 數(shù)碼管和 LCD 液晶顯示器[9]。前者僅能顯示數(shù)據(jù)輸出，而后者能顯示更多，更復(fù)雜的字符，如漢字，甚至是圖形等。此開發(fā)板采用 1602 液晶顯示器作為輸出顯示器件。1602 液晶引腳特性：該液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在各類儀表和低功耗系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶，圖形液晶。根據(jù)顯示容量又可以分為單行 16 字，2 行 16 字，兩行 20 字等等。這里介紹常用的字 16 字 X2 行的字符型液晶模塊的使用方法。這是一種通用模塊。與數(shù)碼管相比該模塊有如下優(yōu)點：(1)位數(shù)多，可顯示 32 位，32 個數(shù)碼管體積相當龐大了。(2)顯示內(nèi)容豐富，可顯示所有數(shù)字和大、小寫字母。(3)程序簡單，如果用數(shù)碼管動態(tài)顯示，會占用很多時間來刷新顯示，而 1602 自動完成此功能。 開發(fā)板液晶顯示電路如圖 37 所示。 QB1CD3E4F5G6H7N8SO9LR0KAVUPIM/Wo+圖 37 液晶顯示電路北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文第 4 章 電路 PCB 的制作在任何開關(guān)電源設(shè)計中，PCB 板的物理設(shè)計都是最后一個環(huán)節(jié)，如果設(shè)計方法不當，PCB 可能會輻射過多的電磁干擾，造成電源工作不穩(wěn)定，以下針對各個步驟中所需注意的事項進行分析。 電路原理圖設(shè)計電路原理圖設(shè)計本著連線簡潔各功能模塊清晰的設(shè)計思路設(shè)計。因為后期要設(shè)計PCB 電路板，因此要為每一個元件選擇和設(shè)計合適的封裝，必要的時候要添加自己特有元件的封裝庫。 PCB 電路板元件布局與走線設(shè)計在硬件設(shè)計完成之后可以說最關(guān)鍵的應(yīng)該是 PCB 板的設(shè)計，因為理論的東西無論講解的多詳細，指導(dǎo)的多全面，也不及實物擺放出來更具說服力。要完成從理論到實際的升華就要設(shè)計 PCB 印制版圖。PCB 設(shè)計注意事項：由于開關(guān)穩(wěn)壓電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，而且高頻變壓器初級側(cè)有高達 300V 的直流電壓，在功率開關(guān)管的集電極甚至有 700V 的瞬間高電壓，因此在設(shè)計 PCB 板時要考慮電磁干擾問題和安全問題，主要應(yīng)該注意 PCB 引線盡量短，功率輸出部分引線盡量寬，甚至要加焊錫條，高壓元件應(yīng)該有足夠的間距保證安全，在這套電路中既有模擬電路又有數(shù)字電路，這兩部分電路地線要分開連接，最后再接到一起，防止出現(xiàn)共地干擾。對于數(shù)字電路來說，時鐘晶振應(yīng)該盡量靠近單片機時鐘脈沖輸入引腳，防止引入干擾。最后就是要注意各個模塊電路元件盡量集中，在放置元件時應(yīng)遵守先放置單元電路中的主要元件，一般是集成電路或體積較大，對整體電路影響較大的元件，然后根據(jù)小單元電路放置外圍元件，以保證對其它電路影響盡量小，引線盡量短的原則。在進行 PCB 板設(shè)計之前還要檢查一下每個元件是否都有封裝，封裝是否正確，是否符合要求，對于沒有封裝的元件和封裝不符合要求的元件要重新繪制封裝，直到所有元件封裝都正確為止。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 PCB 板整體設(shè)計(1)從原理圖到 PCB 的設(shè)計流程：建立組件參數(shù) →輸入原理網(wǎng)表→設(shè)計參數(shù)設(shè)置→手動布局→手動布線→檢查錯誤→輸出。(2)參數(shù)設(shè)置相鄰導(dǎo)線間距必須能滿足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線密度較低時，信號線的間距可適當?shù)丶哟螅瑢Ω?、低電平懸殊的信號線應(yīng)盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線間距設(shè)為 8mil。焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于 1mm，這樣可以避免加工時導(dǎo)致焊盤缺損。當與焊盤連接的走線較細時，要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計成水滴狀，這樣的好處是焊盤不容易起皮，而且走線與焊盤不易斷開。(3)元器件布局實踐證明，即使電路原理圖設(shè)計正確，印制電路板設(shè)計不當，也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細并行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲；由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，因此，在設(shè)計印制電路板的時候，應(yīng)注意采用正確的方法。(4)設(shè)計布線圖時走線盡量少拐彎，印刷弧上的線寬不要突變，導(dǎo)線拐角應(yīng)≥90 度,力求線條簡單明了。印刷電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆” 、 “繞”兩種辦法解決。即讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去，在特殊情況下如果電路很復(fù)雜，為簡化設(shè)計也允許用導(dǎo)線跨接，解決交叉電路問題。因采用單面板，直插組件位于 top 面，表貼器件位于 bottom 面，所以在布局的時候直插器件可與表貼器件交迭，但要避免焊盤重迭。(5)檢查布線設(shè)計完成后，需認真檢查布線設(shè)計是否符合開始所制定的規(guī)則，同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查線與線、線與組件焊盤、線與貫通孔、組件焊盤與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。 電源線和地線的寬度是否合適，在 PCB 中是否還有能讓地線加寬的地方。 注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的 Outline 的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯；另外每次修改過走線和過孔之后，都要重新覆銅一次。(6)復(fù)查根據(jù)“ PCB 檢查表 ”，內(nèi)容包括設(shè)計規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設(shè)置，還要重點復(fù)查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡(luò)的走線，高速時鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。(7)封閉的物理邊框?qū)σ院蟮脑季?、走線來說是個基本平臺，也對自動布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意精確，否北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文則以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時又可以減輕應(yīng)力作用。 PCB 板具體參數(shù)設(shè)置的依據(jù)(1)模擬地線寬度較寬，因其通過電流較大，同時減小干擾(2)線間距設(shè)置較大，主要考慮到設(shè)計好的 PCB 板要手工腐蝕和打孔，精度沒有交給 PCB 廠家做的高，防止腐蝕不好造成短路，線寬也較寬，主要防止腐蝕過程造成斷線，而且線間距寬一些也可防止干擾的產(chǎn)生。(3)設(shè)計為單層板，限于實際條件的限制，只有單面覆銅箔 PCB 電路板。因此設(shè)計時只采用底層走線，但是由于元件與元件之間有空隙，可在頂層走一些跳線，這樣