【文章內(nèi)容簡介】 大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖： 內(nèi)部振蕩電路 外部振蕩電路外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，則推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40pF10 pF。用戶也可以采用外部時鐘，采用時鐘的電路如圖。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分鐘觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 編程前，先設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，—(11位地址范圍為0000H—0FFFH)，數(shù)據(jù)從P0口輸入，、為低電平/VPP引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，RST保持高電平，ALE/引腳輸入編程脈（負(fù)脈沖）。編程時，可采用4—20MHz的時鐘振蕩器，AT89C51編程方法如下：1. 在地址線上加上要編程單元的地址信號。2. 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。3. 激活相應(yīng)的控制信號。4. 在高電壓編程方式時，將/VPP端加上+12V編程電壓。5. 每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù)1—5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的， AT89C51的極限參數(shù)：極限參數(shù)：工作溫度………………55℃ ～ +125℃ 儲藏溫度………………65℃ ～ +150℃ 任一引腳對地電壓……… ～ + 最高工作電壓……………………… 直流輸出電流…………………… 顯示電路在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機接口簡單易行。LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng)a～g筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點。因此這種LED顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管。如圖所示： 七段位LED 八段位LEDLED數(shù)碼管按電路中的連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，共陽型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，a～g、Dp各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時，該筆段發(fā)光，高電平時不發(fā)光?？刂颇硯锥喂P端發(fā)光，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。共陰型是將各段發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過限流電阻接高電平時發(fā)光。在自動加料機控制系統(tǒng)中運行是要顯示輸送、排料、滿料、空料時間，有時間切換鍵和標(biāo)志哪條生產(chǎn)線的發(fā)光二極管表示，顯示的位數(shù)少，所以就采用靜態(tài)顯示的方式。LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或+5V）；每位的段選線（a~dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。所以稱為靜態(tài)顯示。各個LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。也正因此如此，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。這種顯示方式接口編程容易。若用I/O接口，則要占用4個8位I/O口，若用鎖存器接口，則要用4片74LS373芯片。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式便無法適應(yīng)。在設(shè)計中，LED顯示電路采用74LS377驅(qū)動器和MC14511B譯碼器控制LED數(shù)碼管。 74LS377芯片介紹 74LS377的引腳圖.D0～D7：8個信號輸入端。.Q0～Q7：8個信號輸出端。.CLK：時鐘信號輸入端。. ：鎖存允許信號。當(dāng)=0時，CLK端的上跳變將把8位D輸入端的數(shù)據(jù)打入8位鎖存器。 74LS377真值表CLKDQ1XXQ00↑110↑00X0XQ0 MC14511B芯片介紹 MC14511B.A～D：四個信號輸入端。.a～g：七個信號輸出端。.LT、BI：接地。.LE：接電源。 LED接口電路LED顯示電路采用74LS377驅(qū)動器和MC14511B譯碼器控制LED數(shù)碼管。兩個LED顯示一條生產(chǎn)線一個工作過程的分、秒數(shù)。兩片MC14511B把P0口的高四位和低四位譯碼成十進(jìn)制控制LED顯示。電路圖如下： LED接口電路圖 繼電器控制電路在電氣控制領(lǐng)域或產(chǎn)品中，凡是需要邏輯控制的場合，幾乎都需要使用繼電器，從家用電器到工農(nóng)業(yè)應(yīng)用，甚至國民經(jīng)濟(jì)各個部門，可謂無所不見。繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉(zhuǎn)化為電磁力（有觸頭式）或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化（無觸頭式），從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。根據(jù)轉(zhuǎn)化的物理量的不同，可以構(gòu)成各種各樣的不同功能的繼電器，以用于各種控制電路中進(jìn)行信號傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等，從而控制主電路和輔助電路中的器件或設(shè)備按預(yù)定的動作程序進(jìn)行工作，實現(xiàn)自動控制和保護(hù)的目的。被轉(zhuǎn)化或施加于繼電器的電量或非電量稱為繼電器的激勵量，當(dāng)繼電器被激勵，從一個起始位置達(dá)到預(yù)定的工作位置，并完成電路的切換動作，稱為繼電器的工作特性，包括吸合。不吸合，保持與釋放狀態(tài)。當(dāng)輸入量變化到高于它的吸合值或低于它的釋放值時，繼電器動作，對于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開，對于無觸頭式繼電器起輸出發(fā)生階躍變化，以此提供一定的邏輯變量。本設(shè)計共需2個繼電器控制交流接觸器，一個接帶動生產(chǎn)的電動機。另一個為控制工作方向的方向閥。經(jīng)考慮采用4123無極12V直流控制24V的交流繼電器，并利用光耦合器件P521和MCU隔開。89C51的P1初始值為0FFH，所以加一個74LS04反相器使得繼電器初始不產(chǎn)生閉合，使用MC1413為無源驅(qū)動器，IN4007組成繼電器的續(xù)流二極管。電路圖如下： 繼電器控制電路圖 鍵盤及顯示電路鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干擾單片機的主要手段。本設(shè)計采用8255A為I/O擴展。 鍵盤接口非編碼鍵盤與單片機的接口單片機系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤本身除了按鍵之外，還包括產(chǎn)生鍵碼的硬件電路，只要按下某一個鍵，就能產(chǎn)生這個鍵的代碼，一般稱為鍵碼，同時，還能產(chǎn)生一個脈沖信號，以通知CPU接收鍵碼。這種鍵盤的使用比較方便，亦不需要編寫很多程序，但使用的硬件較復(fù)雜，在微型計算機控制系統(tǒng)中使用還不多。非編碼鍵盤是由一些按鍵排列成的一個行列矩陣。按鍵的作用，只是簡單地實現(xiàn)接點的接通和斷開，但必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生出相應(yīng)的鍵碼。非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路，目前，在微型計算機控制系統(tǒng)中使用比較普遍。使用非編碼鍵需要用軟件來解決按鍵的識別，防止抖動以及鍵碼的產(chǎn)生等工作。設(shè)有一個6行5列的非編碼鍵盤，其中有16個為數(shù)字鍵0～F，其余的為控制鍵，用以發(fā)布各種控制命令。鍵盤的行線接8155C口的六條線PC5～PC0，鍵盤的列線則接8155B口的5條線。在沒有任何鍵按下時，所有鍵盤列線上的信號都是高電平。當(dāng)有按鍵按下時，就會出現(xiàn)鍵的識別、防止抖動以及確定鍵碼等一系列問題。按鍵識別有各種方法，此系統(tǒng)只 “行掃描”法：（1）確定是否有按鍵按下。CPU通過并行口輸出000000到鍵盤的行線，然后檢測鍵盤的列線信號。若沒有鍵按下，則為11111。若有任一個按鍵按下，則有某一條列線為0，也就是當(dāng)PB4～PB0不為11111時，就表示有鍵按下。（2）通過“行掃描”確定已按鍵的行、列位置。所謂行掃描就是依次給每條行線輸入0信號，而其余各行都輸入1，并檢測每次掃描時所對應(yīng)的列信號。在圖2中就是在C口先輸出111110（PC5～PC0），然后是111101，直到最后是011111，并檢測每次所對應(yīng)的B口輸入。只有在某行上有鍵按下時，在這一行上輸入0（其他行為1），在列輸出上才能檢測到0信號。若是輸入為0的這一行上沒有按鍵按下，則收到的列信號仍然全是1。因此，只要記下列信號不全為1時的C口輸出及B口輸入，就能確定以按鍵的位置。設(shè)圖中處于第3行第1列的鍵已按下，則必須是行輸出信號為110111，檢測到的列信號為11101。對應(yīng)于其他的行信號，列信號都是11111。這樣，通過行掃描，就可以確定按鍵的行、列坐標(biāo)。（3）確定是否有多鍵同時按下。有時一次按下的鍵不止一個，這在一般情況下是由于誤操作引起的，是不應(yīng)該出現(xiàn)的通常稱為竄鍵。出現(xiàn)這種情況時，就可能有不止一次會得到列信號不為全1，這時就不容易判斷哪個鍵是真正需要按下的。為了處理這種情況可采取兩種辦法：一是行掃描一定是掃到最后一行才結(jié)束，而不是檢測到列信號不為全1時就結(jié)束，以便發(fā)現(xiàn)竄鍵；二是如果出現(xiàn)了竄鍵，最簡單的處理辦法就是這次行掃描不算，再來一遍，即以最后放開的那個鍵為準(zhǔn)。實際上，由于掃描的速度很快，真正找到兩個鍵同時按下的情況是很少的。（4）消除鍵抖動。一般按鍵在按下的時候有抖動的問題，即鍵的簧片在按下時會有輕微的彈跳，需經(jīng)過一個短暫的時間才會可靠地接觸。若在簧片抖動時進(jìn)行掃描就可能得出不正確的結(jié)果。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進(jìn)行“行掃描”，延遲時間為10～20ms。這可通過調(diào)用子程序來解決，當(dāng)系統(tǒng)中有顯示子程序時，調(diào)用幾次顯示子程序也能同時達(dá)到消除抖動的目的[4]。 8255A芯片介紹 自動加料系統(tǒng)有8個按鍵：啟動兩條生產(chǎn)線的“啟動1”鍵和“啟動2”鍵、分秒選擇鍵，時間設(shè)置加，時間設(shè)置減，生產(chǎn)線狀態(tài)的切換鍵，時間設(shè)置鍵，時間切換鍵。由于單片機的并行口有限，故本系統(tǒng)采用8255A擴展并行口。（1）．8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有以下幾部分組成：、B、C 8255A的內(nèi)部有3個8位并行I/O口：A口、B口、C口。3個I/O口都可以通過編程選擇為輸入口或輸出口，但在結(jié)構(gòu)和功能上有所不同。A口：含有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入鎖存器。B口：含有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入鎖存器（不鎖存）。C口：含有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入鎖存器（不鎖存）。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送不需要聯(lián)絡(luò)信號時，這3個端口都可以用作輸入口或輸出口。當(dāng)A口B口需要有聯(lián)絡(luò)信號時，C口可以作為A口和B口的聯(lián)絡(luò)信號線。：8255A的三個端口在使用使可分為A、B兩組。A組包括A口8位和C口高4位：B組包括B口8位和C口低4位。兩組的控制電路中分別有控制寄存器，根據(jù)寫入的控制字決定兩組的工作方式，也可對C口每一位置“1” 或清“0”。：數(shù)據(jù)總線緩沖器是三態(tài)雙向的8位緩沖器，是8255A與單片機數(shù)據(jù)總線的接口，8255A的D0～～。數(shù)據(jù)的輸入輸出、控制字和狀態(tài)信息的傳遞，均可通過數(shù)據(jù)總線緩沖器進(jìn)行。：8255A讀/寫控制邏輯的作用是從CPU的地址和控制總線上接收有關(guān)信號，轉(zhuǎn)變成各種控制命令送到數(shù)據(jù)緩沖器及A組和B組的控制電路，控制A、B、C3個端口的操作[13]。 8255A引腳功能 8255A的引腳 圖 (1）8255A共有40個引腳，一般為雙列直插DIP封裝，40個引腳可分為與CPU連接的數(shù)據(jù)線、地址和控制信號以及與外圍設(shè)備連接的三個端口線。.D0～D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線。.RESET：復(fù)位信號，輸入，高電平有效。復(fù)位后，控制寄存器清0，A口、B口、C口被置為輸入方式。.：片選信號，輸入，低電平有效。.：讀信號，輸入，低電平有效。有效時，允許CPU通過8255A D0～D7讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。.：寫信號，輸入，低電平有效。.A1A0：端口控制信號，輸入。2位可構(gòu)成四種狀態(tài)，分別尋址A口、B口、C口和控制寄存器.PA0～PA7：A口數(shù)據(jù)線，雙向。.PB0～PB7：B口數(shù)據(jù)線，雙向。.PC0～PC7：C口數(shù)據(jù)/信號線，雙向。當(dāng)8255A工作于方式0時，PC0～PC7分為兩組（每組4位）并行I/O數(shù)據(jù)線；當(dāng)8255A工作于方式1或方式2時，PC0～PC7為A口、B口提供聯(lián)絡(luò)信號。A1A0與 、信號一起，可確定8255A的操作狀態(tài)，如表所示 8255A功能操作 A1A0操 作001010000111000A口→數(shù)據(jù)總線B口→數(shù)據(jù)總線C口→數(shù)據(jù)總線輸入操作00110101111100000000數(shù)據(jù)總線→A口數(shù)據(jù)總線→B口數(shù)據(jù)總線→C口數(shù)據(jù)總線→控制口輸出操作x1xx1xX01x11100數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)非法狀態(tài)數(shù)據(jù)總線為高阻態(tài)禁止操作(2)8255A與AT89C51接口電路在連接鍵盤電路采用8255A為擴展I/O口時，要在中間加入一個74LS373，74LS373是一個三態(tài)門的8D鎖存器，它可以作為AT89C51外部的一個擴展輸入口，接口電路的工作原理是當(dāng)外設(shè)把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，發(fā)出一個控制信號加到373的G端，即鎖存端，使輸入數(shù)據(jù)在373中鎖存，同時信號加到AT89C51單片機的中斷請求端，單片機響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行下面程序：MOV DPTR，0BFFFHMOVX A，@DPTR在執(zhí)行上面的第二條指令時，=0，有效，通過或門后加到373的端，即373的三態(tài)門控制端，使三態(tài)門暢通，鎖存的數(shù)據(jù)讀入到累加器A