【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 7 P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 [6]P3 口： 8 位，具有內(nèi)部上拉電 阻的準(zhǔn)雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。當(dāng) P3 口寫入 “ 1” 后，它被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL），這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如下所示 [7]: ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，串行數(shù)據(jù)輸入口 ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，串行數(shù)據(jù)輸出口 ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，外部中斷 0 申請(qǐng)信號(hào)輸入端 ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，外部中斷 1 申請(qǐng)信號(hào)輸入端 — T0： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 外部脈沖的輸入端 — T1： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 外部脈沖的輸入 ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）寫選通 ： 8 位準(zhǔn)雙向并行口，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）讀選通 P3 口同時(shí)也為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 [7]RST—— 復(fù)位輸入口。當(dāng)振蕩器處于復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳的兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 [8]ALE/ PROG —— 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。 在 FLASH 進(jìn)行編程期間，其引腳能夠用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端口以恒定不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，所以它可用作外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但要注意的是：當(dāng)作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如果想要禁止 ALE 的輸出可以在 SFR8EH 地址上置 0。這時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令時(shí)才起作用。 另外，該引腳略微被拉高。微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)如果 ALE被禁止，則置位無(wú)效。 [9] PSEN —— 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng)處于外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。但處于訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。 [10] EA /VPP—— 當(dāng) EA 保持 低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 進(jìn)行編程的時(shí)候，此引腳也可以用于施加12V 編程電源（ VPP）。 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 液晶顯示器 LCD（ Liquid Crystal Display）是液晶顯示器名稱的縮寫，我們?cè)谌粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)。液晶顯示器不僅具有顯示圖像質(zhì)量高，而且采用數(shù)字式接口、體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，所以在生活中得到廣泛應(yīng)用。 LCD1602 是專門用來(lái)顯示數(shù)字、字母、符號(hào)等點(diǎn)陣式字符 型液晶顯示模塊，常見(jiàn)的幾種規(guī)格主要有 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 等，常見(jiàn)的有字符型、點(diǎn)陣型和筆段型。模塊內(nèi)部元器件的主要構(gòu)成有 LCD 顯示屏、控制器、列驅(qū)動(dòng)器和偏壓產(chǎn)生電路 [8]。本課題設(shè)計(jì)以長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司生產(chǎn)制造的 1602 液晶顯示器為例來(lái)簡(jiǎn)單介紹其用法。常見(jiàn)的 1602字符型液晶顯示器引腳如圖 26 所示 ： 圖 26 LCD1602 引腳 LCD1602 引腳采用的是標(biāo)準(zhǔn) 16 腳接口，其各引腳的功能如下 [9]： 引腳 1： GND 為接地電源。 引 腳 2： VCC 接 5V 正極電源。 引腳 3： VO 為調(diào)整液晶顯示器的對(duì)比度端口，當(dāng)正電源接在其端口時(shí)，對(duì)比度處于最弱狀態(tài)；當(dāng)?shù)仉娫唇釉谄涠丝跁r(shí)，對(duì)比度處于最高狀態(tài)（當(dāng)對(duì)比度過(guò)高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，在使用時(shí)，可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器來(lái)調(diào)整對(duì)比度）。 引腳 4： RS 是選擇寄存器，當(dāng)其處于高電平 1 時(shí)，選擇數(shù)據(jù)寄存器；當(dāng)其處于低電平0 時(shí)，選擇指令寄存器。 引腳 5： RW 是讀寫信號(hào)線，當(dāng)其是高電平 1 時(shí)，進(jìn)行讀操作；當(dāng)其處于低電平時(shí)，進(jìn)行寫操作。 引腳 6： E(或 EN)端是使能 (enable)端口，當(dāng)其處于高電平 1 時(shí)，讀取信息；負(fù) 跳變時(shí)執(zhí)行此指令。 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 引腳 7～ 14： DB0～ DB7 是 8 位的雙向數(shù)據(jù)端。 引腳 15～ 16：空腳或背燈電源端。 15 引腳是背光正極端口， 16 引腳是背光負(fù)極 [10]端口。 3． 數(shù)字電流表的設(shè)計(jì) 方案論證 （一）設(shè)計(jì)方案 該數(shù)字電流表的設(shè)計(jì)主要由電壓信號(hào)采樣電路、 A/D（ PCF8591)轉(zhuǎn)換電路以及 LCD 顯示電路構(gòu)成，其中采樣電路部分包括采樣電阻和差分放大電路，以及芯片電路三個(gè)模塊。 數(shù)字電流表的設(shè)計(jì)方案如圖 31 所示 。 圖 31 數(shù)字電流表設(shè)計(jì)方案 （ 二）硬件電路描述 首先通過(guò)對(duì)論文題目的分析，根據(jù)題目要求考慮所用到的單片機(jī)，鑒于合理選取及實(shí)例的具體分解，同時(shí)考慮到本課題的單片機(jī)需求，選取 AT89C51 單片機(jī)作為本課題設(shè)計(jì)的單片機(jī)。 AT89C51 不僅可以按照常規(guī)編程方法進(jìn)行，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線編程。它能夠?qū)⑼ㄓ玫奈⑻幚砥骱?Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，同時(shí) Flash 存儲(chǔ)器具有可反復(fù)擦寫功能，有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 AT89C51 是一種功耗低、性能高的 CMOS8 位微控制器，具有 4K 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ,由 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器 技術(shù)制造。片上的 Flash 允許 程序存儲(chǔ)器 在系統(tǒng)可編程，也適用于常規(guī)的編程器。在單芯片上， AT89C51 擁有靈巧的 8 位 CPU 和可在系統(tǒng)編程 Flash，眾多的嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)都采用其作為核心部件，并且得到廣泛應(yīng)用。 再次，在進(jìn)行電流測(cè)量時(shí)，電流輸入的是模擬量，而單片機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，所以需要通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換芯 片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)篩選和分析，本課題采用 PCF8591 作為 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。 A/D 轉(zhuǎn)換器的概念：即模數(shù)轉(zhuǎn)換（ Analog to Digital Conversion），當(dāng)輸入端輸入模擬量（比如電壓信號(hào)）時(shí)，會(huì)相應(yīng)輸出一個(gè)與模擬量相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量（通常以二進(jìn)制形式表示）。電壓信號(hào) 采 樣電路 A/D 轉(zhuǎn)換器 AT89C51 處理數(shù)字信號(hào) LCD 液晶顯示 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 例如在參考電壓 VREF 為 5V， 8 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器情況下，當(dāng)輸入的電壓為 0V 時(shí)，輸出的數(shù)字量為 0000 0000，當(dāng)輸入的電壓為 5V 時(shí)，輸出的數(shù)字量為 1111 1111。當(dāng)輸入的電壓在 0V 到 5V 之間變化時(shí)，輸出的數(shù)字量會(huì)在 0000 0000 到 1111 1111 之間變化。這樣每次輸入的電壓值都會(huì)對(duì)應(yīng)輸出一個(gè)數(shù)字量，從而實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。 最后，電路顯示屏部分采用的是 LCD1602 液晶顯示。 任務(wù)指標(biāo) 本課題設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為基礎(chǔ)制作出數(shù)字電流表。通過(guò)該設(shè)計(jì)了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理、 51 系列單片機(jī)的使用和 LCD 液晶顯示器的使用方法、顯示過(guò)程。 功能要求為： （ 1）三位直流數(shù)字電 流 表； （ 2）量程范圍為 0100mA； （ 3）通過(guò) LCD顯示屏顯示待測(cè)電流的數(shù)值；（ 4） 8 通道進(jìn)行電流值采集。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要通過(guò)硬件設(shè)計(jì)、軟件編程的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的要求功能。第 一，根據(jù)題目設(shè)計(jì)的要求制作出能相應(yīng)功能的電路圖。第二，根據(jù)電路圖編寫程序控制單片機(jī)（可以使用 C 語(yǔ)言或者 VB 語(yǔ)言，本課題采用的是 C 語(yǔ)言），使單片機(jī)能夠控制 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過(guò) LCD 顯示屏直接顯示出來(lái)相對(duì)應(yīng)的電流值。 整體電路圖 整體電路圖設(shè)計(jì)如圖 32 所示。 圖 32 數(shù)字電流表整體電路圖 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 114． 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)的主程序流程圖 主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 41 所示： 圖 41 主程序設(shè)計(jì)流程圖 編程語(yǔ)言介紹 C 語(yǔ)言是一 門通用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Dennis M. Ritchie 在 1972年推出的，它的工作單元是由高級(jí)語(yǔ)言的基本語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合而成的，它不僅具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，還具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。 1978 年后， C 語(yǔ)言先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上，它不僅可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫系統(tǒng)的應(yīng)用程序，還可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它有著廣泛的應(yīng)用范圍，超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅在軟件開(kāi)發(fā)上，而且各類科研工作上都需要用到 C 語(yǔ)言，可以用來(lái)編寫系統(tǒng)軟件，三維、二維圖形和動(dòng)畫 ，具體應(yīng)用體現(xiàn)在單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。 單片機(jī) C 語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) [11]： 、使用靈活方便。 C 語(yǔ)言總共只有 32 個(gè)關(guān)鍵字， 9 種控制語(yǔ)句，程序 開(kāi)始 調(diào)用 LCD 初始化子程序 A/D 轉(zhuǎn)換值清零 設(shè)置 LCD DDRAM 地址，調(diào) 用寫入指令數(shù) 據(jù)到 LCD 調(diào)用子程序 LCD 上顯示 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 書寫形式自由，區(qū)分大小寫。 。 C 語(yǔ)言有著廣泛的運(yùn)算符范圍，總共有 34 種運(yùn)算符。在 C 語(yǔ)言中，賦值符號(hào)、括號(hào)、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都會(huì)當(dāng)作運(yùn)算符處理，這樣使得 C 語(yǔ)言的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型也呈現(xiàn)多樣化。 。 C 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型有整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算，同時(shí)引 入指針概念，使其具有更高的程序效率。 。 C 語(yǔ)言具有多種運(yùn)算符和表達(dá)式值的方法，可通過(guò)多種途徑對(duì)問(wèn)題的表達(dá)，其程序設(shè)計(jì)更主動(dòng)、靈活。 ，對(duì)硬件進(jìn)行操作。 ，程序執(zhí)行效率高。 。 。 C 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)算符非常豐富，包含整型、數(shù)組類型、指針類型和聯(lián)合類型等，可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。 Protel99SE 軟件的介紹 Protel99SE 是澳大 利亞 Protel Technology 公司研制開(kāi)發(fā)的，是一個(gè)全 32 位的電路板設(shè)計(jì)軟件，在電子行業(yè)的 CAD 軟件中，是一款常用的電子電路設(shè)計(jì)軟件，也是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件。早期的 Protel 主要作為印制板自動(dòng)布線 工具使用 ，對(duì)運(yùn)行的環(huán)境要求很低，但它的功能也較少，只有電路原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今 的 Protel 安裝于 Windows9X/20xx/NT 操作系統(tǒng)下，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及 3D 模擬功能，可以用于設(shè)計(jì)原理圖、設(shè)計(jì)印制電路板、設(shè)計(jì)可編程邏輯器件和電路仿真等，可以設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號(hào)層， 16 個(gè)電源 地層和 16 個(gè)機(jī)加工層，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的 文件格式 ，如 ORCAD，PSPICE， EXCEL 等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率 [12]。用戶如果需要進(jìn)行軟件升級(jí)或獲取更詳細(xì)的資料，可以到公司網(wǎng)址： 查詢。 Protel99SE 中主要功能模塊如下： （ 1） Advanced Schematic 99SE（原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)） 該模塊包括電路圖編輯器、電路圖元器件編輯器和各種文本編輯器，主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)、原理圖元件的設(shè)計(jì)和生成各種原理圖報(bào)表等。 （ 2） Advanced PCB 99SE（印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)） 20xx 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 該模塊提供了一 個(gè)功能強(qiáng)大，可以交互友好的 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境，主要用來(lái)進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)、元器件封裝設(shè)計(jì)、報(bào)表的生成及 PCB 輸出。 （ 3） Advanced Route 99SE（自動(dòng)布線系統(tǒng)） 該模塊是一個(gè)集成無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)進(jìn)行布線的系統(tǒng)，有著高效的布線效率。 （ 4） Advanced Integrity 99SE（ PCB 信號(hào)完整性分析） 該模塊能夠進(jìn)行精確的板級(jí)物理信號(hào)分析，可以檢查串?dāng)_、過(guò)沖、下沖、延時(shí)和阻抗等問(wèn)題，并自動(dòng)給出相應(yīng)的具體解決方案。 （ 5） Advanced SIM 99SE（電路仿真系統(tǒng)） 該模塊是一個(gè)基于最新的 標(biāo)準(zhǔn)仿真器，給用戶的設(shè)計(jì)前端提供了完整、直觀的問(wèn)題解決方案。 （ 6） Advanced PLD 99SE（可編程邏輯器件設(shè)計(jì)系統(tǒng)） 該模塊是一個(gè)集成性 PLD 開(kāi)發(fā)環(huán)境，可通