【文章內(nèi)容簡介】 化工學(xué)院畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 :基于單片機(jī)的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8位地址。表 和 的第二功能 表 ?P2口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)（吸收 或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，同時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOV@DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOV@RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 ?P3口： P3 口時(shí)一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入‘ 1’時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 22 所示： 此外， P3口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 ?RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ?ALE/ ：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存 地址的低 8位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個 ALE 脈沖。 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） （外中斷 0） （外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） 引腳號 功能特性P 1 . 0 T2 （定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出P 1 . 1 T 2 E X （定時(shí) / 計(jì)數(shù) 2 捕獲 / 重裝載觸發(fā)和方向控制）廣東石油化工學(xué)院畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 :基于單片 機(jī)的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 表 P3口第二功能 如有必要，可通過對 特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位復(fù)位，可禁止ALE 操作。該位置復(fù)位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 ? /VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFH）， 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存 端狀態(tài)。 如 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時(shí)，該引腳加上＋ 12V 的編 程允許電源 Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 ?XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ?XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 [1] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的簡介 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，而且采用這種方法的 ADC 芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。逐次逼近型 ADC 包括 1個比較器、一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 1個逐次逼近寄存器（ SAR）和 1 個邏輯控制單元。逐次逼近型是將采 樣信號和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個時(shí)鐘周期完成 1 位轉(zhuǎn)換，依次類推 ,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)制數(shù)。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互牽制的。優(yōu)點(diǎn)是分辨率低于 12 位時(shí)，價(jià)格較低，采樣速率也很好。 [39] ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 ADC0809 是一種典型的 A／ D 轉(zhuǎn)換器，是 8 位 8通道的 A／ D轉(zhuǎn)換器。 ADC0809 由一個 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器、一個 8路模擬量開關(guān)、 8路模擬量地址鎖存／譯碼器和一個三態(tài)數(shù)據(jù) 輸出鎖存器組成。 A／ D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)是分辨率、轉(zhuǎn)換誤差、轉(zhuǎn)換速度。 1 MCS51 與 ADC0809 的接口 ADC0809 時(shí)鐘信號由單片機(jī)的 ALE 信號 2分頻獲得。 ADC0809 通道地址由 P0 口的低 3位直接與 ADC0809 的 A、 B、 C 相連。轉(zhuǎn)換后的 N個數(shù)據(jù)順序存放到起始地址為 data_addr數(shù)據(jù)存區(qū)。 [6] （ 1） ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 第二章 硬件器件簡介 由下圖可知， ADC0809 由一個 8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬 量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 結(jié)構(gòu)如圖 圖 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 2）． ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) ADC0809 各腳功能如下： D7D0： 8 位數(shù)字量輸出引腳。 IN0IN7： 8位模擬量輸入引腳。 VCC： +5V工作電壓。 GND：地。 REF（ +）：參考電壓正端。 REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。 ALE：地址鎖存允許信號輸入端。 （以上兩種信號用于啟動 A/D 轉(zhuǎn)換） . EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。 OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 CLK：時(shí)鐘信號輸入端（一般為 500KHz）。 A、 B、 C：地址輸入線。 引腳如圖 廣東石油化工學(xué)院畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 :基于單片 機(jī)的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 ADC0809引腳 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍 是 0－ 5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大 ；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 [11] 地址輸入和控制線： 4條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信 號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表 所示。 表 ADC0809通道選擇表 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應(yīng)保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) EOC 為高第二章 硬件器件簡介 電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換 結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈 高阻狀態(tài)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 [15] CLK 為時(shí)鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 (2)． ADC0809 應(yīng)用說明 1． ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機(jī)直接相連。 2． 初始化時(shí)，使 ST 和 OE 信號全為低電平。 3． 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。 4． 在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。 5． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷。 6． 當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 工作時(shí)序如下所示： ADC0809 的 CH0 和 CH1為模擬輸入端， CS 為片選引腳，只有 CS 置低才能對 ADC0809 進(jìn)行配置和啟動轉(zhuǎn)換。 CLK 為 ADC0809 的時(shí)鐘輸入端。CS 在整個轉(zhuǎn)換過程中都必須為低，當(dāng) CS 為低時(shí)，在數(shù)據(jù)輸入端 DI（數(shù)據(jù)輸入端）加一個高電平，接著在 CLK 上加一個時(shí)鐘， DI 上的邏輯 1就會使 ADC0809 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù)伴隨著時(shí)鐘通過 DI 端移入多路器，當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時(shí)， DI 變 為高阻態(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)。在經(jīng)過一個時(shí)鐘，DO 脫離高阻態(tài)，從而啟動轉(zhuǎn)換。接著從處理器接收時(shí)鐘信號，每經(jīng)過一個時(shí)鐘 ，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就會從高位到低位依次從 DO 移出，經(jīng)過 8 個時(shí)鐘后，數(shù)據(jù)又以從低位到高位的形式從 DO 移出（也是每個時(shí)鐘移一位）。當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)移出時(shí)轉(zhuǎn)換完成。當(dāng) CS 從低變?yōu)楦邥r(shí)， ADC0832 內(nèi)部所有寄存器清零。如想要進(jìn)行下一次轉(zhuǎn)換， CS 必須做一個從高到低的跳變，后跟著地此配置數(shù)據(jù)重復(fù)上面的過程。 [2] LCD1602 的讀寫工作時(shí)序圖如圖 和圖 所示： 圖 LCD1602讀操作時(shí)序 廣東石油化工學(xué)院畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 :基于單片 機(jī)的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 當(dāng)處于讀狀態(tài)時(shí)， RS 處于低脈沖， R/W 為高脈沖， E 為高脈沖 ， D0~D7=狀態(tài)字 當(dāng)處于讀數(shù)據(jù)時(shí)， RS 為高脈沖， R/W 為高脈沖， E 為高脈沖， D0~D7=數(shù)據(jù)。 圖 LCD1602寫操作時(shí)序 當(dāng)處于 寫指令 時(shí)， RS 為低脈沖 ， R/W 為低脈沖 ， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 當(dāng)處于 寫數(shù)據(jù) 時(shí)， RS 為高脈沖 ， R/W 為低脈沖 ， E 為高脈沖， D0~D7=數(shù)據(jù) . 在 LCD1602 液晶上 顯示相應(yīng)的讀寫數(shù)據(jù)。在液晶上顯示的格式如下： C 0 2 A D D R E S S : 0 X 0 1 W R : 0 1 0 R E A D : 0 1 0 D 觸發(fā)器的簡介 在本設(shè)計(jì)中使用的是 74ls74觸發(fā)器， SD 和 RD 接至基本 RS 觸發(fā)器的輸入端，它們分別是預(yù)置和清零端，低電平有效。當(dāng) SD=0 且 RD=1時(shí) ,不論輸入端 D 為何種狀態(tài)，都會使 Q=1， Q=0，即觸發(fā)器置 1；當(dāng) SD=1 且 RD=0 時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為 0,SD 和 RD通常又稱為直接置 1 和置 0端。我們設(shè)它們均已加入了高電平，不 影響電路的工作。工作過程如下： [10,13] =0 時(shí)，與非門 G3和 G4 封鎖，其輸出 Q3=Q4=1，觸發(fā)器的狀態(tài)不變。同時(shí)，由于Q3至 Q5 和 Q4 至 Q6的反饋信號將這兩個門打開，因此可接收輸入信號 D， Q5=D，Q6=Q5=D。 CP 由 0變 1時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。這時(shí) G3和 G4 打開，它們的輸入 Q3 和 Q4的狀態(tài)由G5和 G6 的輸出狀態(tài)決定。 Q3=Q5=D， Q4=Q6=D。由基本 RS 觸發(fā)器的邏輯功能可知，Q=D。 ，在 CP=1 時(shí)輸入信號被封鎖。這是因?yàn)?G3和 G4 打開后，它們的輸出第二章 硬件器件簡介 Q3和 Q4 的 狀態(tài)是互補(bǔ)的 ,即必定有一個是 0，若 Q3 為 0，則經(jīng) G3輸出至 G5輸入的反饋線將 G5封鎖，即封鎖了 D 通往基本 RS 觸發(fā)器的路徑；該反饋線起到了使觸發(fā)器維持在 0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?1狀態(tài)的作用 ,故該反饋線稱為置 0維持線 ,置 1阻塞線。Q4為 0時(shí)，將 G3和 G6 封鎖， D 端通往基本 RS 觸發(fā)器的路徑也被封鎖。 Q4輸出端至G6反饋線起到使觸發(fā)器維持在 1狀態(tài)的作用，稱作置 1維持線； Q4輸出至 G3輸入的反饋線起到阻止觸發(fā)器置 0的作用 ,稱為置 0阻塞線。因此，該觸發(fā)器常稱為維持 阻塞觸發(fā)器。總之，該觸發(fā)器是在 CP 正跳沿前接受輸入信號 ，正跳沿時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，正跳沿后輸入即被封鎖 ,三步都是在正跳沿后完成，所以有邊沿觸發(fā)器之稱。與主從觸發(fā)器相比 ,同工藝的邊沿觸發(fā)器有更強(qiáng)的抗干擾能力和更高的工作速度。 [16] 在 TTL 電路中，比較典型的 d 觸發(fā)器電路有 74ls74。 74ls74 是一個邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個器件中包含兩個相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā) d觸發(fā)器電路。結(jié)構(gòu)如下 圖