【文章內(nèi)容簡介】 包括一個起振電路和一個復位電路。單片機系統(tǒng)里都有晶振，其作用非常大，直接關系到單片機是否能夠正常工作。單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號，它結合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。 單片機的復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。單片機的復位分為上電復位和手動復位。上電復位：上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當于短路，RST端為高電平，自動復位；電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當于開路，RST端為低電平，程序正常運行。手動復位：首先經(jīng)過上電復位，當按下按鍵時，RST直接與VCC相連，為高電平形成復位，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時，VCC對電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復位，充電完成后，電容相當于開路，RST為低電平，正常工作。在實際電路中，為防止程序跑飛，一般需要加上手動復位電路。 DTMF信號發(fā)送電路 DTMF信號發(fā)送電路 工作原理分析在發(fā)送電路中，只用到了MT8880的部分管腳，其管腳功能見附錄此電路的工作與單片機的控制聯(lián)系緊密。主要是通過單片機對R/W和RS0兩個管腳的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和信號的發(fā)送。首先對R/W和RS0設置為01，即對CRA和CRB進行初始化，CRA=1001，CRB=0001。然后，發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，設置 R/W和RS0為00，通過把發(fā)送的數(shù)據(jù)送到P2口，此時數(shù)據(jù)被寫入發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器里，經(jīng)過MT8880內(nèi)部處理，從8腳輸出DTMF信號。 數(shù)碼管顯示電路 工作原理 本電路采用的是8位共陰數(shù)碼管。雖然單片機內(nèi)部驅動電流比較小，帶負載能力比較弱，但是，本課題采用的是一位共陰數(shù)碼管，令單片機的IO直接接到數(shù)碼管上面，可以直接驅動。亮度雖然不是很強，但是滿足實驗要求。本著簡化電路的原則，采用此驅動方式。把對應的數(shù)碼管編碼送到P1口，即可顯示出所需的數(shù)字。 基于MT8880的DTMF接收電路 ： DTMF信號接收電路 工作原理分析在接收電路中，用到了MT8880的大部分管腳，其管腳功能見附錄。DTMF信號采用單端輸入的方式，經(jīng)過反向放大，進入MT8880。MT880設置為中斷工作模式，當MT8880接收到有用的DTMF信號時，13腳(IRQ)變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)單片機的外部中斷。在中斷函數(shù)中，將D0—D3上的二進制碼用數(shù)碼管顯示出來。 參數(shù)計算DTMF信號通過MT8880的2管腳輸入，為了防止信號干擾這里將信號進行放大。單端輸入的放大倍數(shù)為：Av=R3/R4=100/10=10這里為了防止信號衰減，采取放大10倍。18,19管腳之間連接有RC電路，是控制音頻信號的的輸入。當檢測到一有效的DTMF信號時，Est(18腳)由低電平變?yōu)楦唠娖剑划擠TMF信號消失，Est返回到低電平。由于有RC電路的存在，所以當Est(18腳)的電平由低變高時，St/GT(19腳)的電平不能突然升高，其放電時間常數(shù)為：t=RC=300k*=30ms當St/GT電壓高于門限電壓VTSt時，電路把檢測到的DTMF信號譯碼后，更新接收數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，同時，控制邏輯吧片內(nèi)狀態(tài)寄存器SR中的b3位置1。若St/GT電壓還沒有升到門限電壓VTSt時，DTMF信號就消失，那么芯片就不能接收這一信號了。換句話來說，對于持續(xù)時間大于30ms的DTMF信號可以正確接收，對于持續(xù)時間小于30ms的DTMF信號不能正確接收。 基于MT8870的DTMF信號的接收電路 ： DTMF信號接收原理圖 工作原理分析 在接收電路中，用到了MT8870的大部分管腳，其管腳功能見附錄。，它是芯片內(nèi)部運算放大器的反向輸入端，3腳是內(nèi)部運算放大器的輸出端，輸入/輸出之間接一個100K的比例放大電阻。15腳是DTMF信號檢測輸出端，當MT8870檢測到有效的DTMF信號，該腳為高電平，當信號消失時，該腳為低電平。所以，可以利用這一信號的變化來決定讀取數(shù)據(jù)總線的時刻，令MT8870的15腳通過74S04(非門)。當檢測到有用信號時，15腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反相器后變?yōu)橄陆笛赜|發(fā)單片機的外部中斷0，在中斷函數(shù)中將MT8870數(shù)據(jù)總線上面的數(shù)據(jù)送到數(shù)碼管顯示。 參數(shù)計算由R3，R4，C3組成的一反向放大器，對輸入的DTMF信號進行隔離放大，其增益K=R3/R4，K值一般取1～5。由于本次實驗傳輸距離比較近，所以K值取1即可。雙音到達檢測時間Tdp約為5～15ms，雙音持續(xù)時間tREC應在20～40ms。第五章 程序設計流程圖MT8880控制寄存器初始化MT8880工作方式初始化從矩陣鍵盤輸入數(shù)值判斷鍵盤是否按下？Y單片機接收數(shù)據(jù)并數(shù)碼管顯示把數(shù)據(jù)賦予P2，向MT8880傳輸數(shù)據(jù)N開始 主機主程序流程圖 基于MT8880的從機程序流程圖 從機主程序流程圖 MT8880控制寄存器初始化MT8880工作方式初始化及開中斷0等待中斷信號產(chǎn)生開始 基于MT8880的從機程序流程圖 中斷流程圖中斷進入讀取MT8880狀態(tài)寄存器讀取MT8880接收數(shù)據(jù)寄存器保存數(shù)值，并進行數(shù)碼管顯示中斷返回 基于MT8870的從機程序流程圖 從機主程序流程圖開始中斷初始化等待中斷信號產(chǎn)生 中斷流程圖開始保存數(shù)據(jù)，并進行數(shù)碼管顯示中斷返回 分析對比 由以上基于MT8880和MT8870的從機流程圖可知：為保證MT8880正常工作，需要設置功能寄存器，而MT8870則不需要。就編程而言，用MT8870可以減少編程的負擔。第六章 實驗調(diào)試與測試結果分析 使用的主要儀器和儀表模擬示波器一臺、萬用表、穩(wěn)壓電源一臺 調(diào)試電路的方法和技巧 本課題電路由矩陣鍵盤、單片機控制電路、DTMF收發(fā)電路、顯示電路四部分組成。而且DTMF信號可能由于外界干擾，容易造成實驗結果不正確，所以正確調(diào)試電路的方法很重要。 測試電路時，要進行分模塊測試，然后再進行級聯(lián)調(diào)試。具體方法如下： 首先，按照MT8880的發(fā)射電路進行正確焊接。焊接完畢后，先嘗試著對單片機編程發(fā)射一個編碼的程序。調(diào)試時，用模擬示波器觀察MT8880的8管腳輸出的波形，： DTMF信號波形然后，加上矩陣鍵盤，再次對單片機編程。通過按矩陣鍵盤，每次輸入不同的數(shù)值，觀察MT8880的8管腳輸出的波形是否會發(fā)生變化，如果有變化，就證明矩陣模塊和單片機系統(tǒng)運行正常。最后，按照MT8880或者MT8870的接收電路進行正常焊接。焊接完畢，把DTMF信號輸出端接在接收電路的接收端。然后按矩陣鍵盤發(fā)射DTMF信號，直到接收電路的數(shù)碼管所顯示的數(shù)字和發(fā)射電路的數(shù)碼管所顯示的數(shù)字相同。 測試波形分析經(jīng)過實驗調(diào)試，測試得到的波形如下： DTMF型號實際波形 分析：因為DTMF信號是雙音多頻信號，是兩個音頻信號的疊加，一個高音頻信號和低音頻信號。實際波形與理論波形基本吻合，達到實驗要求 調(diào)試中出