【文章內(nèi)容簡介】 端在尋址片內(nèi) 16KB FLASH 程序存儲器時，必須連到 VCC，如果將此端連到 GND 端，將迫使單片機尋址外部 0000H1FFFH 范圍的程序存儲器。如果加密位被編程 STC89C54RD+了， CPU 將對 EA 的狀態(tài)進行采樣并鎖存，EA 的狀態(tài)不得與實際使用的內(nèi)部或外部程序存儲器的狀態(tài)發(fā)生矛盾。 167。 外部晶振的選用 晶振包括有源晶振和無源晶振晶振在單片機中提供時鐘源，任何指令的執(zhí)行都必須依靠時鐘源的存在， 所以被稱作工作三要素之一， STC89C54RD+的內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過 XTAL1， XTAL2外部接上一片作為反饋元件的晶體，與 C1 和 C2 構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，使其構(gòu)成自激振蕩器。電容的值具有微調(diào)的作用，我們?nèi)?30PF。一般 5V系統(tǒng)中， 圖 32 外部晶振電路 兩個引腳對地的電壓都是 2V左右，且壓差不大，如果出現(xiàn)引腳電壓為 0V或 是 5V（ VCC）表明晶振沒有起振，需要檢查連接可靠性或者更換晶振。本設(shè)計晶振的具體的接法如圖 3— 2 外部晶振電路 。 STC89C54RD+的工作頻率范圍在 024MHZ。我們選用的是 12MHZ 的晶振，振蕩周期為 1us 機器周期為1us，所以這個晶振可以滿足這個系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機太遠，不然使用外部晶振進行軟件調(diào)試時就會發(fā)現(xiàn)找不到信號。 167。 復(fù)位電路 復(fù)位通常包括兩種形式，即低電平復(fù)位和高電平復(fù)位， 51 單片機都采用高電平復(fù)位即正常工作時復(fù)位引腳為低電平，按下復(fù)位按鍵時，復(fù)位引腳為高電平，阻容復(fù)位的特點是成本低、連接方便。在一些要求高可靠性的設(shè)備中，專用的復(fù)位芯片常用語代替當(dāng)前的阻容復(fù)位電路，復(fù)位還可以分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種，復(fù)位的作用是使程 序自動從 0000H 開始執(zhí)行，因此我們只要在 STC89C54RD+單片機的 RESET 端加上一個高電平信號，并持續(xù)10ms 以上即可， RESET 端接有一個上電復(fù)位電路，它是由一個小的電解電容和一個接地的電阻組成的。人工復(fù)位電路另外采用一個按鈕來給 RESET端加上高電平信號。 我們采用放電型人工復(fù)位電路，如圖 33 人工復(fù)位電路，上電時 C 通過R 充電，維持寬度大于 10ms 的正脈沖，完成上復(fù)位功能。 C 充電結(jié)束后， 圖 33 人工復(fù)位電路 RESET 端出現(xiàn)低電平 CPU 正常工作。在此我們?nèi)×说湫椭?R=10K,C=10uf。 上電復(fù)位實現(xiàn)的時間 ： T=R*C =10K*10UF =100ms=10ms 需要人工復(fù)位時，按下按鈕 K， C 通過 K 放電， RESET 端電位上升到高電平，實現(xiàn)人工復(fù)位， S 松開后 C 重新充電，充電結(jié)束后， CPU 重新工作， R1 是限流電阻，阻值不可以過大，否則不能起到復(fù)位作用。 167。3 .2 按鍵電路的設(shè)計 鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合，控制 CPU 通過按鍵來識別特定的用戶命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來執(zhí)行用戶命令。鍵盤的硬件的設(shè)計涉及下 面幾個方面的問題：如圖 3— 4 按鍵電路： 圖 3— 4 按鍵電路 鍵的閉合與否反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開，那么低電平則表示閉合，通過電平的高低狀態(tài)的檢測可確認(rèn)鍵按下與否。把對應(yīng)的端口值賦高電平，即“ 1”，按鍵按下，端口被拉直低電平，即“ 0”，通過檢測該端口的電平高低即可判斷按鍵是否按下。由于按鍵是機械器件按下或松開是有固定的機械抖動，這個抖動時間雖短，一般 10~15ms，不同的按鍵抖動不同，但對單片機來說，很輕松就能檢測到，單片機是 us級別。但這個結(jié)果并不是我們需要的，實際上只進行 一次按鍵操作，但有可 能進行了多次按鍵結(jié)果，這就是抖動造成的，所以大多數(shù)產(chǎn)品實際上都使用了按鍵去抖，為了確保 CPU 對一次按鍵動作只確認(rèn)一次，并且防止干擾信號的影響，必需加入消除電平抖動的措施，下圖 為按鍵抖動示意。消除抖動通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或濾波消抖電路；由于本設(shè)計中的按鍵只有兩個，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤設(shè)計的簡單所以采用獨立式按鍵。圖 3— 5 按鍵閉合及斷開時的電壓。 有 鍵 按 下按 鍵 確 定前 沿 抖 動 后 沿 抖 動 圖 3— 5 按鍵閉合及斷開前后的電壓 167。3 .3 顯 示和驅(qū)動電路的設(shè)計 我們知道的用來顯示的器件很多。比如數(shù)碼管、 LCD、點陣式 LED。數(shù)碼管只能顯示數(shù)字， LED 能顯示數(shù)字、漢字、字符等， LCD 可以顯示漢字、符號、數(shù)字和圖形和視頻等。 LCD 的顯示功能和效果要比 LED 要好得多，顯示電路也比較簡單（很大一部分已經(jīng)集成化）。唯一不足的是它的價格比較高，也不容易采購。在這次設(shè)計中由老師申請我使用了凌陽單片機生產(chǎn)的 TFT液晶 LCD，本系統(tǒng)采用 TFT 液晶全彩顯示。 TFTLCD 即薄膜管效應(yīng)晶體管LCD，是有源矩陣類型液晶顯示器中的一種 也 是目前唯一在亮度、對比度、功耗、壽 命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過 CRT 的顯示器件，它的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好、自動化程度高、原材料成本低廉、發(fā)展空間廣闊。本設(shè)計應(yīng)用 TFT 液晶顯示屏 ，其對文字和圖片等信息顯示上有了很大程度的塑造。 167。 顯示電路的設(shè)計 本設(shè)計使用 STC89C54RD+單片機控制 TFT 液晶屏，電路連接如圖 36 圖 36 液晶顯示連接圖 167。 TFTLCD 顯示的 原理 和方法 TFTLCD 液晶顯示器因其圖像質(zhì)量高、色彩逼真、體積薄和功耗低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實生活中，為了得到多灰度多色彩的 TFTLCD，要求數(shù)據(jù)驅(qū)動器 能夠產(chǎn)生一系列滿足灰度級要求的輸出電壓和顯示多灰度的驅(qū)動方法。而且。對于高質(zhì)量的顯示，要求驅(qū)動不能由于 像 元的串干擾而引起的圖像失真。 下表是 TFTLCD 管腳功能圖 31 引腳號 引腳名稱 方向 功能說明 1 GND 模塊電源地 2 VCC 電源正端 3 NC 空腳 4 RS(CS) H/L 片選 5 R/W H/L 6 R/D H/L 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 7 15 REST H/L 復(fù)位 16 CS H/L 片選 17 NC 空腳 18 NC 空腳 表 31 TFTLCD 管腳定義 顯示圖片 信息： 寸 TFTLCD 彩屏分辨率 320*240，其中一個點顏色 用 16bit 表示，格式 565。 320*240*2=153600 字節(jié)，即 150K，所以如果完整寫一篇圖片，需要 150KROM 容量，顯然 51 單片機是不夠的，所以需 SD 卡儲 存圖片（下文介紹），由于 51 單片機速度較低，所以顯示圖片需要較長時間，簡單處理只做基礎(chǔ)功能。 SD 卡使用如下， 2G 以下 SD 卡，格式化成 FAT16 格式。然后把所需要顯示的圖片，大小 240*320 像素， BMP 格式，通過轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成 BIN 格式 并通過讀卡器讀到 SD 卡，處理軟件使用 Image2LCD 軟件。存儲如下 37 圖 37 圖片格式轉(zhuǎn)化成 BIN 我們用 WINHEX 軟件查看，能看到如下圖 38 圖 38 圖片信息 如上圖，點擊“車 ”文件，可以看到右端第一扇區(qū)地址是 520，這是個數(shù) 據(jù)區(qū)最小的地址，我們把圖片一次存放，讀圖片也是從這個圖片開始，然后又看左下角圈起來的兩個數(shù)字，一個是物理扇區(qū)，一個是邏輯扇區(qū)配套程序中沒有使用完整的 FAT 格式，所以這里我們選物理編號 769，那么對應(yīng)的 圖 39 車 圖片 地址就是 769*512=393728，所以我們用 winhex 軟件查出其物理地址，計算出其所對應(yīng)地址，即可加到程序中使用。其加載圖片如上圖 39 167。 驅(qū)動元件 74HC245D 本設(shè)計驅(qū)動部分使用的元件 74HC245D 作為總線驅(qū)動器，一般的單色光原板使用一個 74HC245D，全彩的必須擁有兩個以上的 74HC245D，這里我們選用兩個作為驅(qū)動器，其管腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 310 圖 310 74HC245D 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用， DIR=“ 1”高電平時信號由“ A”端輸入“ B”端輸出， DIR=“ 0”低電平時信號由“ B”端輸入“ A”端輸出。第 2～ 9 腳“ A”信號輸入輸出端， A1=B、 A8=B8， A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“ 1” G=“ 0”則 A1 輸入 B1 輸出，其它類同。如果 DIR=“ 0” G= “ 0”則 B1 輸入 A1 輸出，其它類同。 第 11～ 18 腳“ B”信號輸入輸出端，功能與“ A”端一樣，不在描述。第 19 腳 G，使能端，若該腳為“ 1” A/B端的信號將不導(dǎo)通，只有為“ 0”時 A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用 第 10 腳 GND，電源地。第 20 腳 VCC，電源正極。 這種八位總線收發(fā)器是為數(shù)據(jù)總線間進行異步兩路通訊而設(shè)計之。采用控制功能可以盡量減少外部定時電路之要求。這種電路可以將數(shù)據(jù)從 A 總線傳送到 B 總線，也可將數(shù)據(jù)從 B 總線傳送到 A 總線，具體傳送方向要看方向控制（ DIR）輸入之邏輯電平而定。可以用使能輸入來禁止這種電路，使總線之間能有效地隔離 。 167。 穩(wěn)壓原件 AMS1117 大型 TFTLCD 的功率需求量之大似乎永遠得不到滿足。電源必須滿足晶體管數(shù)目不斷增加和顯示器分辨率日益攀升的要求，并且還能占用太大的板級空間，這樣就需要一個三端輸出穩(wěn)壓器，在此我們使用的元件時 AMS1117 系列 如圖 38 很 簡單，這就是一款線性穩(wěn)壓器，只要輸入和輸出端對地接濾波電容即可。 圖 311 三端穩(wěn)壓器 AMS1117 167。 外圍擴展 SD 卡 SD 卡的全稱： Secure Digital Memory Card。中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于 半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記 憶設(shè)備，它被廣泛地于便攜式裝置上使用。其外形和管腳定義如表 32 引腳功能 SD 模式 SPI 模式 名稱 類型 描述 名稱 類型 描述 1 CD/DAT3 IO 或 PP 卡檢測 /數(shù)據(jù)線 3 CS I 片選 2 CMD PP 命令 /回應(yīng) DI I 數(shù)據(jù)輸入 3 Vss1 S 電源地 VSS S 電源地 4 Vdd S 電源 VDD S 電源 5 CLK I 時鐘 SCLK I 時鐘 6 Vss2 S 電源地 VSS2 S 電源地 7 DAT0 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線 0 DO O 或 PP 數(shù)據(jù)輸出 8 DAT1 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線 1 RSV 9 DAT2 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線 2 RSV 表 32 SD 卡管腳功能圖表 SD 卡支持兩種總線方式： SD 方式與 SPI 方式。其中 SD 方式采用 6 線制，使用 CLK、 CMD、 DAT0DAT3 進行數(shù)據(jù)通信，而 SPI 方式采用四線制， 使 用 CS、 CLK、 DataIn、 DataOut 進行數(shù)據(jù)通信。 SD方式時的數(shù)據(jù)傳輸速度與 SPI 方式要快，采用單片機對 SD 卡進行讀寫時一般都采用 SPI 模式。采用不同的初始化方式可以使 SD 卡工作于 SD 方式或 SPI 方式。 SD 卡與 SPI模式下與單片機的連接圖 如圖 311 圖 311 SD 卡連接圖 此設(shè)計中 SD 部分使用 4 個數(shù)據(jù)線 使用 SD卡的 SPI模式： CS使能 SCK時鐘輸入 DOUT數(shù)據(jù)輸出 DIN數(shù)據(jù)輸入，其杜邦線連接如下 圖 312 圖 312 SD 卡杜邦線插槽 167。 實時時鐘 DS1302 DS 1302 是美國 DALLAs