【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 端在尋址片內(nèi) 16KB FLASH 程序存儲(chǔ)器時(shí)，必須連到 VCC，如果將此端連到 GND 端，將迫使單片機(jī)尋址外部 0000H1FFFH 范圍的程序存儲(chǔ)器。如果加密位被編程 STC89C54RD+了， CPU 將對(duì) EA 的狀態(tài)進(jìn)行采樣并鎖存，EA 的狀態(tài)不得與實(shí)際使用的內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)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(wú)源晶振晶振在單片機(jī)中提供時(shí)鐘源，任何指令的執(zhí)行都必須依靠時(shí)鐘源的存在， 所以被稱(chēng)作工作三要素之一， STC89C54RD+的內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過(guò) 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(gè)引腳對(duì)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(méi)有起振，需要檢查連接可靠性或者更換晶振。本設(shè)計(jì)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(jī)器周期為1us，所以這個(gè)晶振可以滿(mǎn)足這個(gè)系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機(jī)太遠(yuǎn)，不然使用外部晶振進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)找不到信號(hào)。 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(jī)都采用高電平復(fù)位即正常工作時(shí)復(fù)位引腳為低電平，按下復(fù)位按鍵時(shí)，復(fù)位引腳為高電平，阻容復(fù)位的特點(diǎn)是成本低、連接方便。在一些要求高可靠性的設(shè)備中，專(zhuān)用的復(fù)位芯片常用語(yǔ)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(dòng)從 0000H 開(kāi)始執(zhí)行，因此我們只要在 STC89C54RD+單片機(jī)的 RESET 端加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)10ms 以上即可， RESET 端接有一個(gè)上電復(fù)位電路，它是由一個(gè)小的電解電容和一個(gè)接地的電阻組成的。人工復(fù)位電路另外采用一個(gè)按鈕來(lái)給 RESET端加上高電平信號(hào)。 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(shí) C 通過(guò)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(shí)現(xiàn)的時(shí)間 ： T=R*C =10K*10UF =100ms=10ms 需要人工復(fù)位時(shí)，按下按鈕 K， C 通過(guò) K 放電， RESET 端電位上升到高電平，實(shí)現(xiàn)人工復(fù)位， S 松開(kāi)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(guò)大，否則不能起到復(fù)位作用。 167。3 .2 按鍵電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合，控制 CPU 通過(guò)按鍵來(lái)識(shí)別特定的用戶(hù)命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來(lái)執(zhí)行用戶(hù)命令。鍵盤(pán)的硬件的設(shè)計(jì)涉及下 面幾個(gè)方面的問(wèn)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(kāi)，那么低電平則表示閉合，通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)可確認(rèn)鍵按下與否。把對(duì)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(guò)檢測(cè)該端口的電平高低即可判斷按鍵是否按下。由于按鍵是機(jī)械器件按下或松開(kāi)是有固定的機(jī)械抖動(dòng)，這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間雖短，一般 10~15ms，不同的按鍵抖動(dòng)不同，但對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，很輕松就能檢測(cè)到，單片機(jī)是 us級(jí)別。但這個(gè)結(jié)果并不是我們需要的，實(shí)際上只進(jìn)行 一次按鍵操作，但有可 能進(jìn)行了多次按鍵結(jié)果，這就是抖動(dòng)造成的，所以大多數(shù)產(chǎn)品實(shí)際上都使用了按鍵去抖，為了確保 CPU 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，并且防止干擾信號(hào)的影響，必需加入消除電平抖動(dòng)的措施，下圖 為按鍵抖動(dòng)示意。消除抖動(dòng)通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動(dòng)可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或?yàn)V波消抖電路；由于本設(shè)計(jì)中的按鍵只有兩個(gè)，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤(pán)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單所以采用獨(dú)立式按鍵。圖 3— 5 按鍵閉合及斷開(kāi)時(shí)的電壓。 有 鍵 按 下按 鍵 確 定前 沿 抖 動(dòng) 后 沿 抖 動(dòng) 圖 3— 5 按鍵閉合及斷開(kāi)前后的電壓 167。3 .3 顯 示和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 我們知道的用來(lái)顯示的器件很多。比如數(shù)碼管、 LCD、點(diǎn)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(hào)、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(jiǎn)單（很大一部分已經(jīng)集成化）。唯一不足的是它的價(jià)格比較高，也不容易采購(gòu)。在這次設(shè)計(jì)中由老師申請(qǐng)我使用了凌陽(yáng)單片機(jī)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(lèi)型液晶顯示器中的一種 也 是目前唯一在亮度、對(duì)比度、功耗、壽 命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過(guò) 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(dòng)化程度高、原材料成本低廉、發(fā)展空間廣闊。本設(shè)計(jì)應(yīng)用 TFT 液晶顯示屏 ，其對(duì)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(jì) 本設(shè)計(jì)使用 STC89C54RD+單片機(jī)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(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中，為了得到多灰度多色彩的 TFTLCD，要求數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器 能夠產(chǎn)生一系列滿(mǎn)足灰度級(jí)要求的輸出電壓和顯示多灰度的驅(qū)動(dòng)方法。而且。對(duì)于高質(zhì)量的顯示，要求驅(qū)動(dòng)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(hào) 引腳名稱(chēng) 方向 功能說(shuō)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(gè)點(diǎn)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(xiě)一篇圖片，需要 150KROM 容量，顯然 51 單片機(jī)是不夠的，所以需 SD 卡儲(chǔ) 存圖片（下文介紹），由于 51 單片機(jī)速度較低，所以顯示圖片需要較長(zhǎng)時(shí)間，簡(jiǎn)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(guò)轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成 BIN 格式 并通過(guò)讀卡器讀到 SD 卡，處理軟件使用 Image2LCD 軟件。存儲(chǔ)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(diǎn)擊“車(chē) ”文件，可以看到右端第一扇區(qū)地址是 520，這是個(gè)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(gè)圖片開(kāi)始，然后又看左下角圈起來(lái)的兩個(gè)數(shù)字，一個(gè)是物理扇區(qū)，一個(gè)是邏輯扇區(qū)配套程序中沒(méi)有使用完整的 FAT 格式，所以這里我們選物理編號(hào) 769，那么對(duì)應(yīng)的 圖 39 車(chē) 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(jì)算出其所對(duì)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(dòng)元件 74HC245D 本設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)部分使用的元件 74HC245D 作為總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器，一般的單色光原板使用一個(gè) 74HC245D，全彩的必須擁有兩個(gè)以上的 74HC245D，這里我們選用兩個(gè)作為驅(qū)動(dòng)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(shí)信號(hào)由“ A”端輸入“ B”端輸出， DIR=“ 0”低電平時(shí)信號(hào)由“ B”端輸入“ A”端輸出。第 2～ 9 腳“ A”信號(hào)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(lèi)同。如果 DIR=“ 0” G= “ 0”則 B1 輸入 A1 輸出，其它類(lèi)同。 第 11～ 18 腳“ B”信號(hào)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(hào)將不導(dǎo)通，只有為“ 0”時(shí) A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開(kāi)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(xiàn)收發(fā)器是為數(shù)據(jù)總線(xiàn)間進(jìn)行異步兩路通訊而設(shè)計(jì)之。采用控制功能可以盡量減少外部定時(shí)電路之要求。這種電路可以將數(shù)據(jù)從 A 總線(xiàn)傳送到 B 總線(xiàn)，也可將數(shù)據(jù)從 B 總線(xiàn)傳送到 A 總線(xiàn)，具體傳送方向要看方向控制（ DIR）輸入之邏輯電平而定?？梢杂檬鼓茌斎雭?lái)禁止這種電路，使總線(xiàn)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(yuǎn)得不到滿(mǎn)足。電源必須滿(mǎn)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(jí)空間，這樣就需要一個(gè)三端輸出穩(wěn)壓器，在此我們使用的元件時(shí) AMS1117 系列 如圖 38 很 簡(jiǎn)單，這就是一款線(xiàn)性穩(wěn)壓器，只要輸入和輸出端對(duì)地接濾波電容即可。 圖 311 三端穩(wěn)壓器 AMS1117 167。 外圍擴(kuò)展 SD 卡 SD 卡的全稱(chēng)： 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(chēng) 類(lèi)型 描述 名稱(chēng) 類(lèi)型 描述 1 CD/DAT3 IO 或 PP 卡檢測(cè) /數(shù)據(jù)線(xiàn) 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(shí)鐘 SCLK I 時(shí)鐘 6 Vss2 S 電源地 VSS2 S 電源地 7 DAT0 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線(xiàn) 0 DO O 或 PP 數(shù)據(jù)輸出 8 DAT1 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線(xiàn) 1 RSV 9 DAT2 IO 或 PP 數(shù)據(jù)線(xiàn) 2 RSV 表 32 SD 卡管腳功能圖表 SD 卡支持兩種總線(xiàn)方式： SD 方式與 SPI 方式。其中 SD 方式采用 6 線(xiàn)制，使用 CLK、 CMD、 DAT0DAT3 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而 SPI 方式采用四線(xiàn)制， 使 用 CS、 CLK、 DataIn、 DataOut 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 SD方式時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速度與 SPI 方式要快，采用單片機(jī)對(duì) SD 卡進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)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(jī)的連接圖 如圖 311 圖 311 SD 卡連接圖 此設(shè)計(jì)中 SD 部分使用 4 個(gè)數(shù)據(jù)線(xiàn) 使用 SD卡的 SPI模式： CS使能 SCK時(shí)鐘輸入 DOUT數(shù)據(jù)輸出 DIN數(shù)據(jù)輸入，其杜邦線(xiàn)連接如下 圖 312 圖 312 SD 卡杜邦線(xiàn)插槽 167。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302 DS 1302 是美國(guó) DALLAs