【文章內容簡介】 蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用 [4]。唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 6外部方式的時鐘電路如圖 32（b）所示，RXD 接地，TXD 接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號。片內時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產生一個兩相時鐘 P1 和 P2，供單片機使用。（a ）內部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路圖 32 時鐘電路(2)復位及復位電路復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從0000H 單元開始執(zhí)行程序。當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，需按復位鍵重新啟動。除 PC 之外，復位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如表 32 所示。表 32 一些寄存器的復位狀態(tài)寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài)PC 0000H TCON 00HACC 00H TL0 00HPSW 00H TH0 00HSP 07H TL1 00HDPTR 0000H TH1 00HP0P3 FFH SCON 00HIP XX000000B SBUF 不定IE 0X000000B PCON 0XXX0000BTMOD 00HRST 引腳是復位信號的輸入端。復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù) 24 個振蕩周期( 即二個機器周期)以上。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過 4us 才能完成復位操作。產生復位信號的電路邏輯如圖 33 所示。XTAL1XTAL2晶振外部振蕩器+5VXTAL1XTAL2唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 7圖 33 復位信號的電路邏輯圖復位操作有上電自動復位相按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 34（a）所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。這時時鐘頻率選用 6MHz，電容取 22uF，電阻 R 取1KΩ。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。電平復位是通過 RST 端經電阻與電源Vcc 接通來實現(xiàn)。其中，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與 Vcc 電源接通而實現(xiàn)的，其電路如圖 34（b）所示；而按鍵脈沖復位則是利用 RC 微分電路產生的正脈沖來實現(xiàn)的，其電路如圖 34（c）所示。（a）上電復位 （b）按鍵電平復位 （c）按鍵脈沖復位圖 34 復位電路上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復位信號高電平持續(xù)時間大于 2 個機器周期。本系統(tǒng)的復位電路采用圖 34（a）上電復位方式。RST/VPD片內 RAMVss施密特觸發(fā)器復位電路Vcc80C51VccRST/VPDVssVccC +22uFR1KRESETC +22uFVccR200ΩVccRST/VPDVss80C51R1000ΩRESET80C51VccRST/VPDVssVccC +22uFR11000ΩR21000Ω唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 889C51 單片機功能如表 33 所示。表 33 STC89C51 主要功能主要功能特性 性能介紹兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復擦寫 Flash ROM32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內部 RAM3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道2 個外部中斷源 共 6 個中斷源2 個讀寫中斷口線 3 級加密位低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 CC1100 無線模塊介紹這是一款由美國 TI 公司的 CC1100 無線收發(fā)設計的一款高性能 433M 無線收發(fā)模塊，設計旨在用于極低功耗 RF 應用。其主要針對工業(yè)、科研和醫(yī)療以及 470510MHz和 950960MHz 頻帶的短距離無線通信設備。它特別適用于那些針對日本 ARIB STDT96 標準和中國 470510MHz 短距離通信設備的無線應用。CC1100 可支持固定數(shù)據(jù)包長度協(xié)議和可變數(shù)據(jù)包長度協(xié)議。可變或固定數(shù)據(jù)包長度模式可用于長達 255 字節(jié)的數(shù)據(jù)包。對更長的數(shù)據(jù)包而言，必須使用無長度限制的數(shù)據(jù)包模式。在可變數(shù)據(jù)包長度模式下，通過同步字后面的第一個字節(jié)來配置數(shù)據(jù)包長度。數(shù)據(jù)包長度被定義為有效負載數(shù)據(jù)，但不包括長度字節(jié)和可選 CRC。CC1100 支持三種不同類型的數(shù)據(jù)包過濾：地址濾波，最大長度濾波和 CRC 濾波，最大限制的避免了錯誤代碼的接收。CC1100 無線模塊采用 GFSK 調制，工作在 的國際通用 ISM 頻段，最高調制速率可達 500KBPS?；?SPI 接口方式，最少只需 5 個 IO 口即可，很方便于各種 MCU 連接 [5]。管腳定義如表 34 所示。表 34 CC1100 模塊引腳表管腳次序 管腳定義 功能描述1 電源輸入（方形焊盤）2 SI SPI 輸入3 SCK SPI 時鐘4 SO SPI 輸出5 GDO2 通用數(shù)據(jù)輸出 26 GND 接地唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 97 GDO0 通用數(shù)據(jù)輸出 08 CSN SPI 使能模塊大小 40mm19mm， 間距的雙排插針接口（注意：萬能版的孔間距為，模塊的引腳間距為 ，需要使用 轉 的杜邦線才能連接），使用外置彈簧天線設計，開闊地 100K 速率下，收發(fā) 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)量測試距離最遠約 300 米左右。CC1100 性能優(yōu)勢明顯，歸納為以下幾點：(1)工作頻率 433M 符合國際通用 ISM 法規(guī), 430464M 寬頻工作，滿足多點通信和跳頻通信需要。(1)支持 2FS, GFS 和 MSK 調制方式。(2)內置硬件 CRC 校驗和點對多點通訊地址控制。(3)快速啟動時間，從休眠到 RX 或 TX 狀態(tài) 240uS。(4)內置硬件 CRC 校驗和點對多點通訊地址控制。(5)低功耗，休眠狀態(tài)時，電流僅為 。(6)模塊所有的 IO 口均加隔離電阻保護，靜電防護和抗干擾能力更好。CC1100 屬于高精度器件，使用時要格外注意，具體注意事項可以歸納為以下幾點：(1)靜電：無線模塊為靜電敏感器件，使用時請注意靜電防護，特別是在干燥的冬季 盡量不用收去觸摸模塊上的器件，以免造成不必要的損壞。(2)電源：無線模塊推薦使用紋波小的直流電源，工作電壓建議在 工作。模塊的接地要穩(wěn)定可靠，地線盡量靠近電源總地。如使用開關電源的話，一定要加強退藕，以免開關電源的紋波和尖峰脈沖影響模塊的工作特性。(3)單片機：如果模塊工作在 時，不考慮低功耗的話，可以直接和 5V 單片機系統(tǒng)連接，如果是連 51 系列的單片機 P0 口的話，請加 10K 的上拉電阻。另模塊的SPI 速率最高能支持到 10M，一般建議在 1M 或幾百 K 的 SPI 速率即可。(4)測試：模塊采用外置彈簧天線，此天線容易受外部線路影響，使用時，此天線底下和周圍請不要走線路或擺放器件，可以的話最好完全懸空。對 433M，各種材質均有一定的影響，一般的塑料影響不大，如有金屬物體會產生比較明顯的影響，此時建議使用 SMA 饋線來外接 SMA 天線。有關模塊使用的芯片詳細規(guī)格請參考 TI 公司的CC1101 的 DATASHEET。CC1100 無線模塊應用范圍非常廣，控制處理、無線數(shù)據(jù)連接、遙測、小型無線網絡；車輛監(jiān)控、防盜；機器人控制，飛思卡爾智能車控制；智能家庭、家居應用和無線傳感、安全系統(tǒng)；智能玩具；無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼；工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控；游戲無線控制器；無線傳感器、無線語音。唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 10 點陣顯示屏芯片介紹1. 74HC595 芯片介紹 74HC595 是具有 8 位移位寄存器、1 個存儲器和三態(tài)輸出功能的芯片 [6]。其中，移位寄存器和存儲器分別使用不同的時鐘。數(shù)據(jù)在 SHcp（11 引腳）的上升沿輸入到移位寄存器中，在 STcp（12 引腳）的上升沿輸入到存儲寄存器中去。當兩個時鐘連在一起時，則移位寄存器會一直比存儲寄存器早一個脈沖。移位寄存器有一個串行移位輸入端（14 引腳 Ds） 、一個串行輸出（9 引腳Error!）和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能端 OE 為低電平，存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。74HC595 引腳圖如圖 35 所示。圖 35 74HC595 引腳圖74HC595 芯片總共 14 個引腳，是雙列直插型封裝。各引腳功能如下表 35 所示：表 35 74HC595 引腳功能圖引腳 功能Q0Q7 八位并行輸出端Error! 級聯(lián)輸出端，將它接下一個 595 的 DSDS 串行數(shù)據(jù)輸入端Error! 低電平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零STCP上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變SHCP 上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位OE 高電平時禁止輸出74HC595 作為 8 位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關斷狀態(tài)的唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 11功能。它可以將串行輸入的 8 位數(shù)字，轉變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數(shù)字，例如控制一個 8位數(shù)碼管，將不會有閃爍 [7]。74HC595 的邏輯功能如下表 36 所示。表 36 74HC595 的邏輯功能表SHcp STcp OE MR DS Error! QnX X L ↓ X NC MRX ↓ L L X L LX X H L X L Z↓ X L H H Q6 NCX ↓ L H X NC Qn`↓ ↓ L H X Q6` Qn`將 74HC595 的 Q0—Q7 接點陣的行或者列的 8 個引腳，將串行數(shù)據(jù)從 DS 端輸入，STCH 接收脈沖，每來一個脈沖串行數(shù)據(jù)從低位向高位移位，并且各自送到相應的 Qn端。當 Q0—Q7 端全部送滿數(shù)據(jù)時，SHCK 來個脈沖將 Q0—Q7 的數(shù)據(jù)送出，被送到點陣的引腳，從而實現(xiàn)一行或者一列的驅動。就這樣，每次驅動一行，當動態(tài)掃描起來就可以實現(xiàn)動態(tài)掃描而呈現(xiàn)數(shù)字 [8]。2. 74HC154 芯片介紹74HC154 是一種高速的 CMOS 器件，用于 4 線16 線譯碼的高性能存儲器的譯碼器，可接受 4 位高電平有效的二進制輸入，并提供 16 個互斥的低電平有效的輸出信號。如圖 74HC154 的引腳如圖 36 所示。圖 36 74HC154 的引腳圖74HC154 譯碼器的兩個輸入使能端可用于譯碼器選通，當選通使能端 G1（18 引腳）和 G2（19 引腳）均為低電平時，可將地址端 ABCD（20 到 23 引腳）的二進制，編碼在一個對應的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對輸出尋址，74HC154 還可作 1 線－ 16 線數(shù)據(jù)分配器。74HC154 的真值表唐 山 學 院 畢 業(yè) 設 計 12的如表 37 所示。表 37 74HC154 真值表INPUT SELECTED OUTPUT(L)G1` G2` D C B ALLLLLLLLLLLLLLLLLLHHLHLHYO`Y1`Y2`Y3`LLLLLLLLLLLLHHHHLLHHLHLHY4`Y5`Y6`Y7`LLLLLLLLHHHHLLLLLLHHLHLHY8`Y9`Y10`Y11`LLLLLLLLHHHHHHHHLLHHLHLHY12`Y13`Y14`Y15`XHHXXXXXXXXXNONENONE上表中，L 表示低電平，H 表示高電平，X 表示任意電平，不關心。 控制板電路設計 控制板原理單片機控制板包括單片機最小系統(tǒng)和 CC1100 供電電路，由于單片機高電平為 5V低電平為 0V，而 PC 端 USB 輸出高電平為12V 低電平為+12V，需要通過串口和MAX232 電平轉換芯片實現(xiàn)電壓的轉換，才能滿足單片機與上位機的串口通信以及程序的下載的基本條件。實際設計中，使用了 USB 轉 TTL 下載小板，這是一種可以直接把 +12V 和12V 電平轉換成 TTL 電平，并且可以與 PC 進行串口通信。因此實際設計中取消了 MAX232和串口部分。在設計中考慮到連線很多，板子上把各個 I/O 口引出來，焊接了插針，這樣便于和其他電路板的連接，使用起來更方便，起到了單片機最小系統(tǒng)的作用。本方案無線發(fā)射部分采用集成的 CC1100 無線模塊簡化了設計，單片機只提供與唐 山 學