【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ＣＬＯＣＫ：外接輸入／輸出時(shí)鐘輸入端，同于同步芯片的輸入輸出操作，無(wú)需與芯片內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘同步。工作時(shí)序 ＴＬＣ５４９是SPI總線(xiàn)器件，采用簡(jiǎn)化為三線(xiàn)的SPI總線(xiàn)它。當(dāng)／ＣＳ變?yōu)榈碗娖胶?，ＴＬＣ５４９芯片被選中，同時(shí)前次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位ＭＳＢ(Ａ７)自ＤＡＴＡ ＯＵＴ端輸出，接著要求自Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ端輸入８?jìng)€(gè)外部時(shí)鐘信號(hào)，前７個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的作用，是配合ＴＬＣ ５４９輸出前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的Ａ６－Ａ０ 七位，并為本次轉(zhuǎn)換做準(zhǔn)備：在第４個(gè)Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ信號(hào)由高至低的跳變之后，其片內(nèi)采樣／保持電路對(duì)輸入模擬量開(kāi)始采樣，并在第８?jìng)€(gè)Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ信號(hào)的下降沿使片內(nèi)采樣／保持電路進(jìn)入保持狀態(tài)并啟動(dòng)Ａ／Ｄ開(kāi)始轉(zhuǎn)換。完成一次轉(zhuǎn)換的時(shí)間為３６個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，最大為１７ｕｓ。在Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換完成前的這段時(shí)間內(nèi)，ＴＬＣ５４９的控制邏輯要求：／ＣＳ保持高電平，或Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ時(shí)鐘端保持３６個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的低電平。 由此可見(jiàn)，在ＴＬＣ５４９的Ｉ／Ｏ ＣＬＯＣＫ端輸入８?jìng)€(gè)主控器件發(fā)來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)期間，需要完成以下工作：讀入前次Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換結(jié)果；對(duì)本次轉(zhuǎn)換的輸入模擬信號(hào)采樣并保持；啟動(dòng)本次Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換開(kāi)始。 MAX232芯片MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專(zhuān)為 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電。 ，以及芯片所擁有的一些特性如下： 符合所有的 RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 只需要單一 +5V電源供電 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和10V電壓V+、V 功耗低，典型供電電流5mA 內(nèi)部集成2個(gè)RS232C驅(qū)動(dòng)器 高集成度，片外最低只需4個(gè)電容即可工作。電容器應(yīng)選擇1μF的電解電容。注意，由于RS232電平較高，在接通時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)電涌非常高，很有可能擊毀max232，所以在使用中應(yīng)盡量避免熱插拔。 液晶顯示LCD1602 LCD1602液晶顯示屏簡(jiǎn)介工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符（16列2行）。 注：為了表示的方便 ，后文皆以1表示高電平，0表示低電平。 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫(xiě)的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 LCD1602液晶顯示屏的基本參數(shù)及引腳功能1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。 LCD1602工作時(shí)序① 當(dāng)要寫(xiě)指令字，設(shè)置LCD1602的工作方式時(shí)：需要把RS置為低電平，RW置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口D0~D7，最后E引腳一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫(xiě)入。 ② 當(dāng)要寫(xiě)入數(shù)據(jù)字，在1602上實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)：需要把RS置為高電平，RW置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口D0~D7，最后E引腳一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫(xiě)入。如下圖分別是LCD1602的寫(xiě)操作時(shí)序圖、（a）、（b）圖所示 （a）LCD1602寫(xiě)操作時(shí)序圖 （b）LCD1602操作時(shí)序參數(shù)3 硬件設(shè)計(jì)思路 系統(tǒng)基本原理便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀主要有三部分組成，一是檢測(cè)儀器，也就是甲烷，一氧化碳，乙炔三個(gè)傳感器采集空氣中的可燃?xì)怏w，安裝在可燃?xì)怏w釋放源的附近環(huán)境中，當(dāng)這些檢測(cè)儀器檢測(cè)到附近的環(huán)境中有可燃?xì)怏w時(shí)，這些檢測(cè)儀器就能將可燃?xì)怏w濃度的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電信號(hào)；二是轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的作用就是把檢測(cè)儀器輸出的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；三是控制器，控制器的作用是把轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理并把處理過(guò)的信號(hào)濃度送到LCD1602液晶屏上顯示，并能在濃度超過(guò)一定值時(shí)發(fā)出信號(hào)控制報(bào)警電路；四是顯示器包括LCD1602和上位機(jī)界面，他們能實(shí)時(shí)顯示控制器輸出的可燃?xì)怏w濃度。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(a)所示 復(fù)位電路的作用 （a） AT89S52單片機(jī)復(fù)位電路在上電或復(fù)位過(guò)程中，控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。無(wú)論用戶(hù)使用哪種類(lèi)型的單片機(jī),總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶(hù)在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。基本的復(fù)位方式單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位 手動(dòng)按鈕復(fù)位 手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則VCC的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿(mǎn)足復(fù)位的時(shí)間要求。 上電復(fù)位 只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1181。F。上電復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電 容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，VCC的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖2的復(fù)位電路中，當(dāng)VCC掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。時(shí)鐘電路 (b)AT89S52單片機(jī)時(shí)鐘電路 （a）所示，在內(nèi)部方式時(shí)鐘電路中必須在XTAL1和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路通常C1和C2一般取30pF12MHz之間。對(duì)于外接時(shí)鐘電路要求XTAL1接地XTAL2腳接外部時(shí)鐘對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無(wú)特殊要求只要保證一定的脈沖寬度時(shí)鐘頻率低于12MHz即可。 晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路它將該振蕩信號(hào)二分頻產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為狀態(tài)時(shí)間S它是振蕩周期的2倍P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效在每個(gè)狀態(tài)的后半周期P2信號(hào)有效。CPU就是以?xún)上鄷r(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。整個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)單片機(jī)最小系統(tǒng)就有上面的復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，在加上AT89S52單片機(jī)組成。在制作單片機(jī)最小系統(tǒng)板時(shí)還要特別注意要在P0口上加上拉電阻，因?yàn)镻0口與其他的端口不一樣，AT89S52單片機(jī)內(nèi)部的P0口沒(méi)有上拉電阻，所以得加個(gè)排阻上去，（c）所示： （c）AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)。 報(bào)警電路是聲光報(bào)警，電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管以及一些三極管和電阻組成。三極管是為了放大從單片機(jī)輸出的信號(hào)使蜂鳴器和二極管能夠被驅(qū)動(dòng) 電阻為了保護(hù)單片機(jī)和蜂鳴器和發(fā)光二極管。 所使用的可燃?xì)怏w傳感器都是MQX系列，它們的模塊電路圖都一樣，所以可以共用一個(gè)電路圖。一氧化碳、甲烷、乙炔傳感器的引腳都一樣都是六個(gè)，每邊三個(gè)；一邊的3引腳都是接VCC，6引腳短接后接個(gè)1k的電阻R5然后接地，在6引腳之間引線(xiàn)連到排針4腳，4腳就是輸出的信號(hào)腳，電容C1是用來(lái)濾波的。整個(gè)可燃?xì)怏w的硬件設(shè)計(jì)如下圖所示按鍵電路按鍵電路共由五個(gè)按鍵組成，這五個(gè)按鍵的作用分別是，設(shè)置，模式，加，減，進(jìn)式。這五個(gè)按鍵的一端分別接P1口的P1^0、P1^P^P1^P^4，另一端接地。S1是設(shè)置鍵、S2是加鍵、S3是減鍵、S4是模式鍵、S5是進(jìn)式鍵。當(dāng)按鍵S1按下時(shí)，LCD1602液晶顯示屏轉(zhuǎn)入設(shè)置報(bào)警濃度界面，按完S1再按S4是報(bào)警界面之間的轉(zhuǎn)換，可以在甲烷、乙炔、一氧化碳報(bào)警界面之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行加或者減，按鍵S3是進(jìn)行進(jìn)式轉(zhuǎn)換，當(dāng)按下一次加或者減就有加或者減1變?yōu)榧踊蛘邷p10，再按一次則加或者減100，再按一次又返回加或者減1，依此循環(huán)；當(dāng)設(shè)置完成之后再按一次設(shè)置則回到原來(lái)的界面。 ；LCD1602的RS、RW、E分別接AT89S52單片機(jī)的P2^P2^P2^5引腳，數(shù)據(jù)口接AT89S52單片機(jī)的P0口。在LCD1602的第三引腳還用連接一個(gè)滑動(dòng)變阻器以便達(dá)到改變LCD1602的亮度，調(diào)節(jié)到合適的亮度。 A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件和設(shè)備，它是模擬系統(tǒng)和數(shù)字設(shè)備或計(jì)算機(jī)之間的接口。它的實(shí)現(xiàn)方法有很多。用于和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口的A/D轉(zhuǎn)換基本方法有：計(jì)數(shù)式（又稱(chēng)二進(jìn)制斜坡法）、逐次逼近法、雙積分法、電壓到頻率轉(zhuǎn)換法、并行比較法等。其中逐次逼近法和雙積分法目前應(yīng)用較多，許多A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)此原理制成。： 計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行信息交換稱(chēng)之為通信。它既包括計(jì)算機(jī)與外部之間，也包括計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的信息交換。計(jì)算機(jī)的通信可分為并行通信和串行通信兩種方式。同時(shí)傳送多位數(shù)據(jù)的方式成為并行通信，（a）所示，并行通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度快，但需要的傳輸線(xiàn)多，一次成本高，適合近距離的數(shù)據(jù)通信；逐位依次傳輸數(shù)據(jù)的方式成為串行通信，（b）所示，串行通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度慢，但最少需要一條傳輸線(xiàn)，故成本低，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信。（a） 圖 （b） 并行通信 串行通信 串口模塊主要有max232芯片和外圍的電容組成的，（c）圖所示。串口模塊起著連接主控芯片AT89S52和上位機(jī)的作用，沒(méi)有串口模塊的連接就不可能達(dá)到通信作用。外圍的電容根據(jù)max232芯片的型號(hào)決定多大。max232芯片的引腳T2I、R2O起著從單片機(jī)接收、發(fā)送的作用，而T2O、R2I則起著往上位機(jī)發(fā)送和接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)的作用。 （c）串口模塊電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)⒈系統(tǒng)概述Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil 的優(yōu)勢(shì)。下面詳細(xì)介紹Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。⒉Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，u