【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 別被按鍵的行、列位置。 如圖 6）： P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8I N T 113R X D10T X D11X T A L 218X T A L 119T014P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39T11589 C 51I N T 012R E S E T9RD17WR16E A / V P P31A L E / P30P S E N29V C C40GND20P 1 . 0 P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7abcdefgABCD744710 0Ω 7 D4A 10 15 4RBIRBOLTGNDV C C30pF30pF1 2 M H zD3 D2 D1V C C+ 5 VABCV C CG 2 AG 2 BY0Y1Y2Y3 K Ω 47 4 L S 1 3 8W D OR E S E TW D IMRV C CGNDM A X 8 1 3 L+ 5V+ 5V1 2 3 45 6 7 89 0 開 關(guān)確認(rèn)定時(shí)↓↑+ 5VＤ 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 13 圖 6） 鍵盤的 硬件電路原理圖 LED 數(shù)碼顯示接口 設(shè)計(jì) 數(shù)碼顯示與驅(qū)動(dòng)電路由 74LS138 譯碼器、 7447 TTL BCD7 段高有效譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器、 4 個(gè)數(shù)碼管以及 5 個(gè) A1015 三極管組成。由單片機(jī)的 ～ 口輸出的四位 BCD 碼，經(jīng) 7447 芯片后，翻譯成 7 段數(shù)碼管 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 相應(yīng)的段，并輸出點(diǎn)亮數(shù)碼管相應(yīng)的段。單片機(jī)的 、 口輸出的信號(hào)經(jīng) 74LS138譯碼器后產(chǎn)生的高電平信號(hào)加在 A1015 三極管的基極，控制三極管的導(dǎo)通，從而起到對(duì)相應(yīng)數(shù)碼管的選通作用 。 4 個(gè) 7 段數(shù)碼管都被接成共陽(yáng)極方式。 如圖 7）： 圖 7） 數(shù)碼顯示與驅(qū)動(dòng)電路 原理圖 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 14 看門狗監(jiān)控 電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 MAXIM 公司的低成本微處理器監(jiān)控芯片 MAX813L 構(gòu)成硬件狗，與 AT89C51 的接口電路附錄 所示。 MR 與 WDO 經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管連接起來(lái)，WDI 接單片機(jī)的 口， RESET 接單片機(jī)的復(fù)位輸入腳 RESET， MR 經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)位按鈕接地。該監(jiān)控電路的主要功能如下： （ 1）系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時(shí)，當(dāng)電源電壓超過(guò)復(fù)位門限電壓 ，RESET 端輸出 200ms 的復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位。 （ 2）對(duì) +5V電源進(jìn)行監(jiān)視：當(dāng) +5V 電源正常時(shí)， RESET 為低電平，單片機(jī)正常工作；當(dāng) +5V電源電壓降至 +， RESET 輸出高電平，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。 （ 3）看門狗定時(shí)器被清零， WDO維持高電平；當(dāng) 程序跑飛或死機(jī)時(shí)， CPU不能在 1． 6s內(nèi)給 出“喂狗”信號(hào)， WDO跳變?yōu)榈碗娖?，由?MR端有一個(gè)內(nèi)部 250mA的上拉電流， D導(dǎo)通 MR獲得有效低電平， RESET端輸出復(fù)位脈沖，單片機(jī)復(fù)位，看門狗定時(shí)器清零， WDO又恢復(fù)成高電平。 （ 4）手動(dòng)復(fù)位：如果需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，只要按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的復(fù)位。 如圖 8） 圖 8） 看門狗 電路 原理圖 分控制器電路的 設(shè)計(jì) 分控制器采用低檔型的 AT89C2051 單片機(jī)作為微處理器， AT89C2051 也是 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 15 美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2K bytes的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，具有 15 線可編程 I/O 口，該單片機(jī)具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比較高等特點(diǎn)。 分控制器系統(tǒng)的硬件電路 如下： 圖 9）分控制器系統(tǒng)的硬件電路 AT89C2051 單片機(jī) 共有二十個(gè)引腳。 P1 口 8 個(gè)引角，準(zhǔn)雙向端口。 P3 口 7個(gè)引角，準(zhǔn)雙向端口，并且每個(gè)端口都可復(fù)用， 、 的串行通迅功能，、 的中斷輸入功能， 、 的定時(shí)器輸入功能。根據(jù)各引角功能及本設(shè)計(jì)要求，將其接口電路設(shè)計(jì)如下： RS485通信電路 設(shè)計(jì) C 2 0 5 1 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 16 在各種分布式集散控制系統(tǒng)中，往往采用一臺(tái)單片機(jī)作為主機(jī)，多個(gè)單片機(jī)作為從機(jī)，主機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；從機(jī)采集信號(hào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制；主機(jī)和從機(jī)之間通過(guò)總線相連，如圖 10） 所示。主機(jī)通過(guò) TXD 向各個(gè)從機(jī)（點(diǎn)到點(diǎn)）或多個(gè)從機(jī)（廣播）發(fā)送信息，而各個(gè)從機(jī)也可以向主機(jī)發(fā)送信息，但從機(jī)之間不能自由通信，其必須通過(guò)主機(jī)進(jìn)行信息傳遞。 圖 10） 多機(jī)通信時(shí)，單片機(jī)的串行口只能工作在方式 3。此時(shí)單片機(jī)發(fā)送或接收的一幀信息都是 11 位， 1 位起始位、 9 位數(shù)據(jù)位、 1 位停止位，其中第 9 位數(shù)據(jù)發(fā)送或接收是通過(guò) TB8 或 RB8 實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)主機(jī)發(fā)送地址信息時(shí)，使 TB8=1，所有 SM2=1 的從機(jī)都將產(chǎn)生中斷，接收此地址信息進(jìn)行比較，其中被主機(jī)呼叫的從機(jī)的 SM2 位被清“ 0”；主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息時(shí)，使 TB8=0，僅有 SM2=0 的從機(jī)才將產(chǎn)生中斷，接收主機(jī)發(fā)來(lái)的命令或數(shù)據(jù)信息，其余從機(jī)不予理睬。 本系統(tǒng)的有線通信方式采用 RS485 總線 進(jìn)行通信。 在這里使用的是主從式通信方式，主機(jī)由主控制器充當(dāng)，從機(jī)為分控制器。主機(jī)處于主導(dǎo)和支配地位，從機(jī)以中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)或指定的從機(jī)，從機(jī) 發(fā)送的信息只能為主機(jī)接收，從機(jī)之間不能直接通信。主機(jī)與從機(jī)的通信電路圖分別如圖 11） 與圖 12） 所示。 圖 11）主機(jī)通信電路圖 主機(jī) RXD TXD RXD TXD 從機(jī) 1 RXD TXD RXD TXD 從機(jī) n ?? ROREDEDI GNDABV C CT L P 5 2 1 4 A5 . 1 K ΩP 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78I N T 113R X D10T X D11X T A L 218X T A L 119T014P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039T1158 9 C 5 1I N T 012R E S E T9RD17WR16E A / V P P31A L E / P30P S E N29V C C40GND20T L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K ΩROREDEDI GNDABV C CT L P 5 2 1 4 A5 . 1 K ΩT L P 5 2 1 4 BT L P 5 2 1 4 C+ 5V+ 5V5 . 1 K Ω 5 . 1 K Ω 470Ω+ 5V3 . 3 K Ω3 . 3 K Ω120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VM A X 4 8 55 . 1 K Ω5 . 1 K ΩR S T / V pp1R X D / P 3. 02T X D / P 3. 13X T A L 24X T A L 15I N T 0/ P 3. 26I N T 1/ P 3. 37T 0/ P 3. 48T 1/ P 3. 59GND10V C C20P 1. 719P 1. 618P 1. 517P 1. 416P 1. 315P 1. 214P 1. 1/ A I N 113P 1. 0/ A I N 012P 3. 71189 C 20 51 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 17 圖 12）從機(jī)通信電路圖 主機(jī)與從機(jī)選用的 RS485通信收發(fā)器芯片為 MAX485，它是 MAXIM公司生產(chǎn)的用于 RS 485通信的低功率收發(fā)器件， 采用單一電源 +5 V工作，額定電流為 300 μ A，采用半雙工通 信 方式。它完成將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS485電平的功能。 信號(hào)采集電路設(shè)計(jì) 信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)包括光信號(hào)取樣電路的設(shè)計(jì)和人體信 號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)。 光信號(hào)取樣電路設(shè)計(jì) 光信號(hào)取樣電路 如圖 13） 所示，圖中主要由光信號(hào)采集電路和 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心。信號(hào) 經(jīng)過(guò)采集送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)。 在本次設(shè)計(jì)中選用了帶串行控制的 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549，它是由德州儀器（ Texas Instruments 簡(jiǎn)寫為 TI）公司生產(chǎn)的，它采用 CMOS 工藝，具有自動(dòng)采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻抗輸入，抗干擾性能好，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差 達(dá)到 (177。 )1LSB Max，芯片體積小等特點(diǎn)。同時(shí)它采用了 Microwire 串行接口方式，故引腳少，接口方便靈活。與傳統(tǒng)的并行方式接口 A/D 轉(zhuǎn)換器（例 ADC0809/0808）相比，其單片機(jī)的接口電路簡(jiǎn)單，占用 I/O 口資源少。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 18 圖 13）光信號(hào)取樣電路 TLC1549 的接口設(shè)計(jì) TLC1549采用了 Microwire串行接口方式，其接口 如圖 14） 所示， 在芯片選擇（ CS）無(wú)效情況下， I/O CLOCK最初被禁止且 DATA OUT處于高阻狀態(tài)。當(dāng)串行