【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 67P 1 . 78R S T9P 3 . 0 / R X D10P 3 . 1 / T X D11P 3 . 2 / I N T 012P 3 . 3 / I N T 113P 3 . 4 / T 014P 3 . 5 / T 115P 3 . 6 / W R16P 3 . 7 R D17X T A L 218X T A L 119V s s20P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29A L E30EA31P 0 . 732P 0 . 633P 0 . 534P 0 . 435P 0 . 336P 0 . 237P 0 . 138P 0 . 039V c c408 9 C 5 1圖 39 STC89C52 引腳圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，檢測(cè)信號(hào)的接收及處理和輸出控制信號(hào)等。單片機(jī)的主要管腳有：XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為晶振電路的兩個(gè)引出口，外接 的晶振和兩個(gè) 30pF 的電容。 RST（ 9 腳）為復(fù)位電路的端口，外接電阻、電容、開(kāi)關(guān)組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和 GND（ 20 腳）為供電電源的端口，用于連接 +5V直流電源的正負(fù)端。 P0P3 均為串行口，其中 P0~P2 為可編程通用 I/O 端口， P3 口有特殊的定義，應(yīng)用的是其什么功能可由軟件去控制。對(duì)于 EA/Vpp(31 腳 )，當(dāng)接高電平時(shí)，單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的 0000H 開(kāi)始執(zhí)行，當(dāng)接低電平時(shí)，復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開(kāi)始執(zhí)行。本設(shè)計(jì)使用的內(nèi)部 ROM，所以直接將此引腳接 +5V 電源。 STC89C52 單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要有一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)中選擇了內(nèi)部時(shí)鐘方式和按鍵電平復(fù)位電路，來(lái)構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指可以使單片機(jī)正常工作 的應(yīng)用最少的元件組成的系統(tǒng)。對(duì) 51 系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片、晶振電路、復(fù)位電路等。其中晶振電路的主要功能是：產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)及外圍電路使用。復(fù)位電路的主要功能是：把單片機(jī)的 PC 值初始化為 0000H，這樣單片機(jī)即可從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行相應(yīng)的程序。 復(fù)位電路：復(fù)位通常有 2 種基本形式：上電復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電路后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。開(kāi)關(guān)復(fù)位則要求接通電源后，在單片機(jī)運(yùn)行期間，假如發(fā)生死機(jī)，需要用按鈕實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的手動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)位，典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè) 機(jī)器周期以上就可以完成復(fù)位。復(fù)位電路由電阻、電容和開(kāi)關(guān)三個(gè)器件連接而成。上電后，電容即會(huì)被充電，會(huì)給單片機(jī)一個(gè)高電平信號(hào)，按鍵按下時(shí)，單片機(jī)的復(fù)位端口又會(huì)被給予低電平信號(hào)。因此無(wú)論單片機(jī)發(fā)生死機(jī)還是正在運(yùn)行中，都可使單片機(jī)的 RST 端口持續(xù)一定時(shí)間段的高電平信號(hào)完成上電復(fù)位。本次設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位。 晶振電路：晶振的經(jīng)常取值為 ，原因是此頻率的晶振可以得到精確地波特率 9600/19200，本次設(shè)計(jì)需得到的是 9600 的波特率，此波特率可廣泛應(yīng)用與串口通訊。 12MHz 也是常用的單片機(jī)的 頻率，這個(gè)頻率會(huì)為定時(shí)操作產(chǎn)生很大的便利。本設(shè)計(jì)所使用的是 的晶振。晶振的振蕩頻率的選取很重要，會(huì)直接影響單片機(jī)的處理速度，振蕩頻率越大單片機(jī)的處理速度越快。激起震蕩的電路中，電容 C C3 一般采用 1533pF，并且電容與晶振的距離以及晶振與單片機(jī)的距離都是越近越好。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、 安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)輸入量 (如電壓、電流 )達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)的電器。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原 來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖圖 36 所示。主要包 括 多路模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)調(diào)理器和 A/D 轉(zhuǎn)換器這三大部分。 圖 36 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本構(gòu)成 信號(hào)調(diào)理器一般是通過(guò)可編程增益放大器 （ PGA）、自動(dòng)補(bǔ)償或校準(zhǔn)電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，使之能滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入電壓的要求。新型 A/D 轉(zhuǎn)換器一般都包含采樣 /保持器（部分 A/D 轉(zhuǎn)換器中無(wú)采樣 /保持器）、量化器和編碼器。圖36 中 A 點(diǎn)為模擬信號(hào)， B 點(diǎn)為幅度連續(xù)但在時(shí)間上離散的信號(hào)（亦稱離散時(shí)間信號(hào)或序列）， C 點(diǎn)為幅度和時(shí)間均被離散化的信號(hào)，經(jīng)過(guò)編碼器即可輸出數(shù)字信號(hào)。 多路模擬開(kāi)關(guān)亦稱多路轉(zhuǎn)換器（ Multiplexer， MUX），其作用是按規(guī)定順序依次從多路模擬輸入信號(hào)中選擇其中一路送至 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 A/D 轉(zhuǎn)換器件的主要作用是實(shí) 現(xiàn)量化和編碼。量化就是模擬信號(hào)先經(jīng)過(guò)在時(shí)間 A B C A/D 轉(zhuǎn)換器 信號(hào)調(diào)理器 采樣 /保持器 量化器 編碼器 模擬信號(hào)輸入 數(shù)字信號(hào)輸出 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 軸上抽樣后獲得取樣電平值，再用一個(gè)預(yù)定精度的數(shù)值來(lái)近似表示的過(guò)程。 目前， A/D 轉(zhuǎn)換器集成電路的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)受到了人們的普遍關(guān)注，國(guó)內(nèi)外許多半導(dǎo)體公司相繼推出一批各具特色的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過(guò)單片 IC將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖形式的數(shù)字輸出信號(hào)。從電路結(jié)構(gòu)上看，目前實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換的主要類(lèi)型有閃爍式、積分式、逐次逼近式、 ∑△ 式和流水線式。 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集部分主要由單片機(jī) STC89C52 及芯片 ADC0832 和 CD4051組成，以采集一路信號(hào)為例，其硬件連接 圖如圖 37 所示 . 圖 37 數(shù)據(jù)采集部分硬件連接圖 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0832 ADC0832 是美國(guó)半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 05V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù) 輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 ADC0832 具有以下特點(diǎn)： （ 1） 8 位分辨率； （ 2）雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； （ 3） 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； （ 4） 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 05V 之間； （ 5）工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS； 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 （ 6）一般功耗僅為 15mW； （ 7） 8P、 14P—DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； （ 8） 商用級(jí)芯片溫寬為 0176。C 到 +70176。C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為 ?40176。C 到 +85176。C； 芯片接口說(shuō)明： CS_ 片選使能，低電平芯片 使能。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 GND 芯片參考 0 電位（地） 。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用） 。 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原理：正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、 DI。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與 單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖， DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第 1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第 3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能項(xiàng)見(jiàn)表 1。 表 1 ADC0832 功能表 如表 1 所示，當(dāng)此 2 位數(shù)據(jù)為 “1”、 “0”時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “1”、 “1”時(shí)，只對(duì) CH1 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “0”、 “0”時(shí)，將 CH0作為正輸入端 IN+， CH1 作為負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為 “0”、 “1”時(shí)，將 CH0 作為負(fù)輸入端 IN， CH1 作為正輸入端 IN+進(jìn)行輸入。 MUX ADDRESS CHANNEL SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 1 0 + 1 1 + 0 0 + — 0 1 — + 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI 端的輸入電平就失去輸入作用，此后 DO/DI 端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出 DO 進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第 4 個(gè)脈沖下沉開(kāi)始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉 DO 端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第 11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。 多路模擬開(kāi)關(guān) CD4051 對(duì)多個(gè)多個(gè)變化較為緩慢的模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，利用多路開(kāi)關(guān)將各路模擬信號(hào)輪流與 A/D 轉(zhuǎn)換器接通，使一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器能完成多 個(gè)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，節(jié)省硬件開(kāi)銷(xiāo)。 對(duì) A/D 通道，需要用多路輸入、一路輸出的模擬開(kāi)關(guān)，使輸入的多路模擬信號(hào)輪流與與 A/D 轉(zhuǎn)換器接通 對(duì) D/A 通道，要在 D/A 轉(zhuǎn)換器之后加一個(gè)一路輸入、多路輸出的模擬開(kāi)關(guān)，使輸出的模擬信號(hào)輪流分配到各模擬通路。 CD4051 為雙向切換芯片，它既可作多路輸入、一路輸出的模擬開(kāi)關(guān)，也可作一路輸入、多路輸出的模擬開(kāi)關(guān)。 CD4051 的引腳圖如圖 310 所示。 圖 310 CD4051 引腳圖 引腳 S 為選通端。當(dāng) S 為低電平時(shí)，選中某一通道，使開(kāi)關(guān)接通。 A2～ A0 是開(kāi)關(guān)通道號(hào)輸入 端。當(dāng) A2～ A0 輸入 000～ 111 時(shí)，分別對(duì)應(yīng) 0～ 7通道上的開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)。 通常 S 和 A2～ A0 信號(hào)由接在 CPU 數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)鎖存器提供，這樣就可以用輸出指令實(shí)現(xiàn)通道選擇。 I/O 7～ I/O 0 為 8 路模擬輸入。 O/I 為 1 路模擬輸出。 AD4051 的真值表如表 2 所示 。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 表 2 AD4051 真值表 S’ A2 A1 A0 選通 0 0 0 0 I/O0 0 0 0 1 I/O1 0 0 1 0 I/O2 0 0 1 1 I/O3 0 1 0 0 I/O4 0 1 0 1 I/O5 0 1 1 0 I/O6 0 1 1 1 I/O7 1 * * * * 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) HSl286415 簡(jiǎn)介 HSl286415 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由其控制器 ST7920 決定，ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 輸出和 64 路 seg 輸出。