【文章內(nèi)容簡介】 并行 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD574A I/O 接口芯片： 8155 芯片 存儲器： EPROM 2764 按鍵：非編碼鍵盤中的獨(dú)立式按鍵 顯示?？欤?LCD 顯示器 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) .STC89C52 引腳介紹 ST89C51 有 4 組 8 位 I/O 口： P0、 P P2 和 P3 口， P P2 和 P3 為準(zhǔn)雙向口， P0 口則為雙向三態(tài)輸入輸出口，下面分別介紹這幾個(gè)口線： （ 1） P0 端口（ ）： P0 口是 8 位雙向三態(tài)輸入 /輸出接口。 P0 口既可作地址 /數(shù)據(jù)總線使用，又可作通用 I/O 口用。連接外部存儲器時(shí)， P0 口一方面作為 8 位數(shù)據(jù)輸入 /輸出口，另一方面用來輸出外部存儲器的低 8 位地址。作輸出口時(shí)，輸出漏極開路，驅(qū)動(dòng) NMOS 電路時(shí)應(yīng)外接上拉電阻；作輸入口之前，應(yīng)先向鎖存器寫 1，使輸出的兩個(gè)場效應(yīng)管均關(guān)斷，引腳處于“浮空”狀態(tài)，這樣才能做到高阻輸入，以保證輸入數(shù)據(jù)的正確。正是由于該端口用作 I/O 口，輸入時(shí)應(yīng)先寫 1，故稱為準(zhǔn)雙向口。當(dāng) PO 口作地址 /數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，就不能再把它當(dāng)通用 I/O 使用。 （ 2） P1 端口（ ）： P1 口是 8 位準(zhǔn)雙向口，作通用輸入 /輸出口使用。在輸出驅(qū)動(dòng)部分， P1口有別于 P0 口，它接有內(nèi)部上拉電阻。 P1 口的每一位可以獨(dú)立地定義為輸入或者輸出，因此， P1 口既可以作為 8 位并行輸入 /輸出口，又可作為 8 位輸入 /輸出端。 CPU 既可以對 P1 口進(jìn)行字節(jié)操作，又可以進(jìn)行位操作。當(dāng)作輸入方式時(shí)，該位的鎖存器必須預(yù)寫 1。 （ 3） P2 端口（ ）： P2 口是 8 位準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口。 P2 口可作通用 I/O 口使用，與 P0口相同，當(dāng)外接程序存儲器時(shí)， P2 口給出地址的高 8 位，此時(shí)不能作通用 I/O口。當(dāng)外接數(shù)據(jù)存儲時(shí)，若 RAM 小于 256B，用 R0、 R1 作間接寄存器，只需 P0口送出地址低 8 位， P2 口可以用作通用 I/O 口；若 RAM 大于 256B，必須用 16位寄存器 DPTR 作間址寄存器，則 P2 口只能在一定限度內(nèi)作一般 I/O 使用。 （ 4） P3 端口（ ）： P3 口也是一個(gè) 8 位的準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口。它具有多種功能。一方面與 P1 口一樣作為一般準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口，具有字節(jié)操作和位操作二種工作方式；另一方面 8 條輸入 /輸出線可以獨(dú)立地作為串行輸入 /輸出口和其它控制信號線。 系統(tǒng)各功能模塊電路設(shè)計(jì) 統(tǒng) 圖 32 最小系統(tǒng)圖 A/D 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) 1． A/D 轉(zhuǎn)換器 AD574A 是一種高性能 的 12 位逐次逼進(jìn)式 A/D 轉(zhuǎn)換器在 A/D 轉(zhuǎn)換周期將臨時(shí)使用片上 D/A 和高增益比較器。一個(gè) AD 轉(zhuǎn)換周期總是開始于發(fā)送一個(gè)有效讀模式地址給 AD574A 。 AD 轉(zhuǎn)換周期在應(yīng)答時(shí)鐘脈沖的后沿被觸發(fā)，并在傳輸前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果是執(zhí)行。一旦一個(gè)轉(zhuǎn)換周期被觸發(fā)，所選通道的輸入電壓采樣將保存到芯片并被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 12 位二進(jìn)制碼。取自差分輸入的采樣將被轉(zhuǎn)換為 12位二進(jìn)制補(bǔ)碼。 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 25μ s，線性誤差為177。 1/2LSB，內(nèi)部有時(shí)鐘脈沖源和基準(zhǔn)電壓源，單通道單極性或雙極性電壓輸入，采用 28 腳雙立直插式封裝。 2． AD574A 引 腳圖 如圖 33 為 AD574A 引腳圖。 圖 33 AD574A 引腳圖 3． AD574A 介紹 AD574A 由 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，控制邏輯，三態(tài)輸出鎖存緩沖器， 10V基準(zhǔn)電壓源四部分構(gòu)成。 （ 1） 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 可以單極性也可以雙極性的。單極性應(yīng)用時(shí)， BIPOFF 接 0V，雙極性時(shí)接 10V。量程可以是 10V 也可以是 20V。 輸入信號在 10V 范圍內(nèi)變化時(shí)，將輸入信號接至 10V IN 。輸入信號在20V 范圍內(nèi)變化時(shí)， 將輸入信號接至 20V IN 。 所以量化單位相應(yīng)的就是 10V/（ 2^12）和 20V/（ 2^12） （ 2）三態(tài)輸出鎖存緩沖器 用于存放 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果 D（ D 0～ 2^121）。 D 的輸出方式有兩種， 引腳 12/8 1 時(shí)（ 8 的上面有一橫杠）， D 的 D 11 ~D 0 并行輸出； 引腳 12/8 0 時(shí)（ 8 的上面有一橫杠）， D 的高 8 位與低 4 位分時(shí)輸出。 （ 3）邏輯控制 任務(wù)包括：啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，控制轉(zhuǎn)換過程和控制轉(zhuǎn)換結(jié)果 D 的輸出。 CE CS 即 CS 上面一橫杠 R/C C 上一橫杠 12/8（ 8 的上面有一橫杠 A 0 操作功能 1 0 0 X 0 啟動(dòng) 12 位轉(zhuǎn)換 1 0 0 0 0 啟動(dòng) 8 位轉(zhuǎn)換 1 0 1 1 X 輸出 12 位數(shù)字 1 0 1 0 0 輸出高 8 位數(shù)字 1 0 1 0 1 輸出低 4 位數(shù)字 4． AD574A 與單片機(jī) STC89C52 的鏈接 圖 34 為 AD574A 與單片機(jī) STC89C52 的鏈接圖。 圖 34 AD574A 與單片機(jī) STC89C52 的鏈接圖 I/O 接口的設(shè)計(jì) STC89C51 共有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 40 個(gè)引腳。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。I/O 接口 8155. 1 .8155 的結(jié)構(gòu)和引腳 8155 有 40 個(gè)引腳，采用雙列直插封裝，其引腳圖和組成框圖如圖 35所示。 1 地址 /數(shù)據(jù)線 AD0～ AD7（ 8 條） 2 I/O 口總線（ 22 條）： PA0～ PA PB0～ PB PC0～ PC5。 3 控制總線（ 8 條） ALE ―― 地址鎖存（輸入） IO / /M―― IO 口 /RAM 選擇， 0：選內(nèi) RAM； 1：選內(nèi) IO 口 /CE ―― 片選線 /RD、 /WR ―― 讀、寫控制 TIMERIN ―― 定時(shí)器輸入（輸入定時(shí)器所需時(shí)鐘） TIMEROUT ―― 定時(shí)器輸出（輸出所產(chǎn)生的方波脈沖） STC89C51 與 8155 地址、數(shù)據(jù)線連接方法是， STC89C52 P0 口與 8155的 AD 總線直接連接， ST89C51 的地址鎖存信號 ALE 與 8155 的 ALE 直接連接。如圖 38 所示。 控制總線 CB ① RAM 與 I/O 口選擇信號 IO/M ：用 80C51 的地址線 與 IO/M 連接。 ②片選信號 ：由 8031 的 ~ 經(jīng) 138 譯碼器 產(chǎn)生。 存儲器的設(shè)計(jì) 2764 各引腳的含義 : 圖 37 存儲器 2764 引腳圖 ① A0 一 A12： 13 根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)的 8K 個(gè)存儲單元。 ② D0～ D7： 8 根雙向數(shù)據(jù)線，正常工作時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線。編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。 ③ OE：輸出允許信號。低電平有效。當(dāng)該信號為 0 時(shí)，芯片中的數(shù)據(jù)可由D0～ D7 端輸出。 ④ CE：選片信號。 低電平有效。當(dāng)該信號為 0 時(shí)表示選中此芯片。． ⑤ PGM:編程脈沖輸入端。對 EPROM 編程時(shí)，在該端加上編程脈沖。讀操作時(shí)該信號為 1。 ⑥ VPP：編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在該端加上編程高電壓，不同的芯片對VPP 的值要求的不一樣，可以是 +， +15V， +21V， +25V 等。 EPROM 的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以擦除重寫，而且允許擦除的次數(shù)超過上萬次。一片新的或擦除干凈 EPROM 芯片，其每一個(gè)存儲單元的內(nèi)容都是 FFH。要對一個(gè)使用過的 EPROM 進(jìn)行編程，則首先應(yīng)將其放到專