【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)簡(jiǎn)單的。 1974 年 11 月， 一家 科技公司推出 8 位的單片機(jī)，實(shí)際上只包括 8 位 CPU、 64B RAM。 第 2 階段（ 1976 年 1978 年）：性能 低的 單片機(jī)階段。 1976 年 左右 ， 英特爾 公司上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 推出的 MCS48 單片機(jī) ， 這就是 8 位單片機(jī) ， 極大地 提高 了單片機(jī)的 革命 和發(fā)展； 1977年 左右 ， PIC1650 單片機(jī)被 開發(fā)出來，但 是 這個(gè)階段的單片機(jī)仍然 是 低性能階段。 第 3 階段（ 1978 年 1983 年）：高性能 的 單片機(jī)階段。 1978 年 左右 ，推出了 28 單片機(jī)； 1981 年， 英特爾 公司在 此前 單片機(jī)基礎(chǔ)上推出了 MCS51 系列 單片機(jī) ， 其后便 推出了 6801 單片機(jī)； 此時(shí)單片 機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)來到一個(gè)新的起點(diǎn)，并不斷發(fā)展。 從那以 后， 許多 公司的 8 位單片機(jī) 快速 的發(fā)展起來。 那個(gè) 階段推出的單片機(jī) 都 帶有串行I/O 口、多級(jí)中斷系統(tǒng) 以及 16 位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器， 容量增大 的單片機(jī)逐漸出現(xiàn)，且尋址范圍達(dá) 到了前所未有 的 64 KB，有的 單片機(jī) 內(nèi)還帶有 A／ D 轉(zhuǎn)換器。 這類 單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用，主要是由于其性價(jià) 比比較高 ， 到 目前為止 ，這類單片機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的。 第 4 階段（ 1983 年 now）： 8 位 單片機(jī)得到了十分廣泛的應(yīng)用， 16 位 以及 32 位單片機(jī)的發(fā)展逐漸加快的階段。 英特爾 公司 開發(fā) 的 MCS96 系列單片機(jī) 是 應(yīng)用最廣的單片機(jī)。 32 位 但編輯不僅有很高的集成度， 16 位 單片 機(jī) 的處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上 ， 性能更加優(yōu)越。 90 年代 是單片機(jī)的大發(fā)展時(shí)代，這個(gè)時(shí)期的 許多科技 公司，例如摩托羅拉、英特爾、 日立 、三菱等公司也開發(fā)了大批性能 相當(dāng) 優(yōu)越的單片機(jī)，推動(dòng)了單片機(jī)的應(yīng)用。近 幾 年來， 許許多多 新型的單片機(jī)如雨后春筍般發(fā)展起來并得到廣泛應(yīng)用，單片機(jī) 達(dá)到了前所未有的豐富局面。目前， 除去 8 位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用 以 外， 16位單片機(jī)、 32 位單片機(jī)也得到廣大用戶的 喜愛 [8]。 單片機(jī) 的學(xué)習(xí)方法 基礎(chǔ) 的 理論知識(shí)包括 模擬電路 、 數(shù)字電路 以及 C 語言 相關(guān) 知識(shí)。模擬電路和數(shù)字電路屬于 理論 學(xué)科， 比較 抽象 ，我們 要學(xué)好本門 知識(shí) 需要我們不懈的努力。在 我們學(xué)習(xí) 單片機(jī) 之前， 認(rèn)為 模擬電路 和數(shù)字電路基礎(chǔ)不 怎么 好的話， 不要 著急 學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí) ，應(yīng)該先 溫習(xí) 所學(xué)過的模電和數(shù)電知識(shí)，為學(xué)習(xí)單片機(jī) 知識(shí) 加 深 基礎(chǔ)。 不然 ，我們 的 單片機(jī) 學(xué)習(xí)不僅會(huì)很 困難 和漫長(zhǎng)，還可能 學(xué)習(xí)崩潰 。 我們 始終認(rèn)為， 過硬 的電子技術(shù)基礎(chǔ)是學(xué)好 單片機(jī) 的 必要 條件，直接影響單片機(jī)學(xué)習(xí)入門 節(jié)奏 的快慢。 單片機(jī) 看起來很難學(xué)習(xí) ， 其實(shí)就是 很難學(xué)習(xí)，所以我們需要不斷的挑戰(zhàn)自己，畢竟只是一門基礎(chǔ)課程，如果基礎(chǔ)課程都學(xué)不好后面肯定學(xué)不好，因?yàn)槟闶裁炊疾?懂 怎么學(xué)，據(jù)我了解，最后學(xué)不下去 的 例子很多。有的同學(xué)看書時(shí)似乎覺得 明白了，可是動(dòng)起手來卻 不知如何 下手，其原因就是技術(shù)基礎(chǔ)沒有打好，首先被表面知識(shí)給 迷惑 了。 單片機(jī) 是 數(shù)字電路 ，其 基本 概念、 相關(guān) 術(shù)語、硬件 的 結(jié)構(gòu)和 電路 原理都 來 自數(shù)字電路，如果數(shù)字電路 的 基礎(chǔ) 實(shí)在 ， 對(duì) 單片機(jī) 知識(shí) 理解起來就 會(huì) 相對(duì)簡(jiǎn)單 ， 但是如果 基礎(chǔ)知識(shí) 沒學(xué)好的話就不是那么容易了 首先 要把自信心 建 立起來 但是 光有自信心也是不行的。 不然 ，基礎(chǔ)不好，這個(gè)看不懂那個(gè)也 搞不清楚 ， 到后面 你就會(huì)學(xué)不動(dòng)，感覺什么都不會(huì)，而且不懂的知識(shí)容易積累起來，到時(shí)候再學(xué)就更難了。 基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 5 如果 我們剛開始就覺得單片機(jī)很難 的 話，那就 要 先放下單片機(jī)教材，去溫 習(xí) 數(shù)字電路 ，搞 清楚 一些 基本器件 的知識(shí)，例如 觸發(fā)器 、門電路、 COMS 電路、寄存器 ， 這些都是 基本 元器件。 再加上 時(shí)序邏輯 以及 時(shí)序圖 、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等 相關(guān) 理論知識(shí) ， 這些都是基本 的 。不要 偷懶 ，要全部搞懂。 只有 理解了這些 基礎(chǔ) 知識(shí) 以 后再 學(xué)習(xí) 單片機(jī) 的結(jié)構(gòu) 和 原理。 單片機(jī) 與模擬電路和數(shù)字 電路 息息相關(guān)， 只有學(xué)好了模擬電路和數(shù)字電路我們才可能學(xué)好單片機(jī)，模擬電路中設(shè)計(jì)的 東西在單片機(jī)中的 應(yīng)用 都是很廣泛的，所以如果模擬電路學(xué)的不好的話就需要先學(xué)學(xué)模擬電路，并且要學(xué)的比較透徹才可以。其次就是數(shù)字電路的知識(shí)，數(shù)字電路在單片機(jī) 中也是很重要的，單片機(jī)編程以及設(shè)計(jì)中 數(shù)字電路 的知識(shí)也 涉及 很多 。 所以學(xué) 好 數(shù)字電路也是比較重要的。 模擬電路 是電子技術(shù) 的 基礎(chǔ)學(xué)科，它讓你 了解 什么是電阻、電感 電容 、 二極管 和三極管 、 場(chǎng)效應(yīng)管 、放大器等以及工作原理和在電路中的作用， 這些 都是 要學(xué)會(huì) 電子技術(shù)必須要掌握的基本知識(shí)。一般 都 是先學(xué)習(xí) 模擬電路 再學(xué)習(xí)數(shù)字電路。 過硬 的 模擬電路 基礎(chǔ) 會(huì)讓你 更加容易的理解別人設(shè)計(jì)的電路， 懂得 其中的原理以及運(yùn)行規(guī)則。 這樣你就 可以設(shè)計(jì)更加可靠的電路， 為 提高產(chǎn)量種下基礎(chǔ)。 編程 也是必須的， C 語言是單片機(jī)應(yīng)用的基本語言， 學(xué)好 C 語言才能學(xué)好單片機(jī)，老師都是這么說的。 學(xué)習(xí)單片機(jī) 必須首先 得 告訴自己要下苦功夫， 沒有 什么事是一蹴而就的，需要的就是要有 堅(jiān)持不懈 、不屈不撓的精神 。 學(xué)習(xí) 的 過程 或許 會(huì)枯燥無味 、 或許會(huì)特別苦惱， 但我 們一定不能忘掉初衷，堅(jiān)持就是勝利， 必須 腳踏實(shí)地，一步一個(gè)腳印， 才能 學(xué)到 扎實(shí) 的知識(shí) 。而且 ， 只是 靠苦學(xué)也是不行的，我們必須要學(xué)會(huì)思考， 探究 其中的原理，做到舉 一反三，否則花再多功夫都是徒勞的，只會(huì)讓自己找到挫敗感。 自己 搞不懂的地方，我們必須要虛心 求教 ，向別人咨詢和學(xué)習(xí)，畢竟一 個(gè)人 的力量 是 有限的?；蛟S 別人 的一句話就 能 使你茅塞頓開 。 在學(xué)習(xí) 的 過程中遇到問題千萬不能跳過，搞不懂 的 東西沒去弄懂下次遇到了還是不會(huì)，這樣就會(huì)一直伴隨著你。 我們 還可以多去查查資料，看看別人怎么做的，我們?cè)賹W(xué)習(xí)別人的方法，然后掌握它，變成自己的知識(shí)。 必須 注重理論 與 實(shí)踐相結(jié)合。一 邊 學(xué)習(xí)理論，一邊在單片機(jī)上進(jìn)行實(shí)際操作，這樣的話遇到問題才會(huì)及時(shí)地反映出來。 做到 了這幾點(diǎn)，我們 基本 就 能 學(xué)好單片機(jī)。 在學(xué)好單片機(jī) 之余，我們還要接觸單片機(jī)相關(guān)的設(shè)備，與單片機(jī)聯(lián)系很緊密的各種軟件或者硬件，只有結(jié)合其他外部設(shè)備單片機(jī) 才會(huì)有所用處，畢竟 單片 機(jī)只是 一個(gè)比較簡(jiǎn)單的設(shè)備 ， 必須與其他設(shè)備結(jié)合起來才能發(fā)揮作用，才 能 為我們提供 各種 便利 [7]。 基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 7 第二章 基本元器件及 軟件的介紹 單片機(jī) 簡(jiǎn)介 AT89C51 單片機(jī) 是我們 經(jīng)常接觸的 一種單片機(jī) ，它是 帶有 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器，他 還具有 低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器 , 該種芯片具有很高的性價(jià)比 ，而且 集成度比較高 ， 控制功能也 相當(dāng) 強(qiáng)， 并且體積比較小 。 AT89S51則是一個(gè)功耗比較低，高性能的 CMOS 8位單片機(jī)，內(nèi)含 4k Bytes ISP的可反復(fù)使用 1000次的 Flash只讀存儲(chǔ)器，器件采用了 ATMEL公司生產(chǎn)的高密度，采用了非易失性存儲(chǔ)相關(guān)的技術(shù)制造， 80C51引腳中的結(jié)構(gòu)也能 被 標(biāo)準(zhǔn) MCS51系統(tǒng)兼容，通用 8位 CPU和 ISP Flash存儲(chǔ)單元集成 在其中 ，這種功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51可 以為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供很高性價(jià)比的相關(guān)解決方案 [1]。 AT89S51的特點(diǎn)： 4k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，具有 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口 ,128 bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)， 2層中斷嵌套中斷， 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,兩個(gè)全雙工串行通信口，看門狗電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 除此以外， AT89S51設(shè)計(jì)和配置通過軟件設(shè)置進(jìn)行 的 省電模式。在空閑模式下， CPU雖然會(huì)暫停工作，但是 RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器保存 RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片及其它一些功能會(huì) 等到系統(tǒng)恢復(fù)是重新啟用 。而且該芯片還有 PDIP、 TQFP和 PLCC三種封裝形式，從而適應(yīng)不同產(chǎn)品的相關(guān)需求。 AT89S51的特點(diǎn)： 具有 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）具有 128 bytes， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)和 2層中斷嵌套中斷，而且 還具有 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器和 2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗 （ WDT） 電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等。而且， AT89S51設(shè)計(jì)和配置可通過軟件設(shè)置省電模式。在空閑模 式下， CPU雖然會(huì)暫停工作，但是 RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口以及外中斷系統(tǒng)可以繼續(xù)保持工作狀態(tài)，掉電模式凍結(jié)振蕩器將會(huì)為 系統(tǒng) 保存 RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它相關(guān)功能直到重新進(jìn)入 工作 狀態(tài)。同時(shí)該芯片還有其他三種形式，分別 為 PDIP、 TQFP、 PLCC,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 其 外形及引腳排列如圖 21所示 ： 上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 21 AT89S51 外形及引腳排列 主要特性 ⑴具有 6 個(gè)中斷源 ⑵具有 128*8 位內(nèi)部 RAM ⑶ 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定功能 ⑷具有 全靜態(tài)工作， 頻率 ： 0Hz24KHz ⑸具有 32 條可編程 I/O 線 ⑹具有 可編程串行通道 ⑺具有 低功耗的閑置和掉電模式 ⑻具有 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ⑼具有 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 ⑽具有片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路的 設(shè)計(jì) 管腳說明 GND：接地。 VCC：供電電壓。 P0口： P0口是具有一個(gè) 8位漏級(jí)開路的雙通道 I/O口，可以吸收達(dá)到 8TTL門電流。第一次 給 P0口 的管腳寫 入 1，此時(shí)就會(huì) 被定義為高阻輸入。外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能夠 在 P0口 運(yùn)用 ，數(shù)據(jù) /地址的第八位可以定位。在 FIASH編程的 過程中 ，原碼輸入口就是 PO口，接下來我們 再用 FIASH進(jìn)行檢驗(yàn)， P0此時(shí)就 會(huì) 輸出原碼，這個(gè)時(shí)候 P0外部將會(huì)被 拉高。 P1口： P1口是 8位雙向 I/O口，它的作用 是 內(nèi)部提供上拉電阻。接收的 門電基于 51 單片機(jī) 的低頻信號(hào)發(fā)生器 的 設(shè)計(jì) 9 流 為 4TTL，也是 P1口緩沖器。首先 P1口管腳會(huì)寫入 1，這時(shí)就上拉為高，起到輸入的作用， P1口如果被外部下拉為低電平時(shí)，它 就 將輸出電流，內(nèi)部上拉導(dǎo)致 這樣的結(jié)果 。我們還會(huì)進(jìn)行 FLASH編程和校驗(yàn)， P1口就會(huì) 成為 第八位地址接收的 地方 。 P2口： P2口為 8位雙向 I/O口，也是 一個(gè)內(nèi)部上 拉 電阻 。輸出 4個(gè) TTL門電流從 P2口 出來 ，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳作為輸入，被內(nèi)部上 拉電阻拉高。并因此作為輸入時(shí)，由于內(nèi)部上拉的緣故， P2口的管腳被外部拉低并且將輸出電流。 P3口： P3口也是 雙 向 I/O口，它有 8個(gè)內(nèi)部上拉電阻，它可用來接收輸出 4個(gè)門電流。當(dāng)我們 把 P3口寫入“ 1”后，此時(shí)就 變成 高電平，可以作為 輸入 。外部被下拉為低電平，由于上拉的緣故， P3口將輸出電流（ ILL） 。 讀端口與讀引腳讀端口時(shí)是 兩種輸入輸出 方式 ， 把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線并不從外部讀入數(shù)據(jù)，通過利用各種 變換 后再寫回到端口鎖存器中 。 時(shí)把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線通過只有讀端口。 RST：復(fù)位輸入。在振蕩器復(fù)位器件的時(shí) 候，RST腳兩個(gè)機(jī)器周期必須要 保持一定 的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：地址鎖存允許的輸出電平的高低可以用于用 于 地位字節(jié)鎖存。引腳用于輸入編程脈沖在 FLASH進(jìn)行編程期間。一般情況下，輸出不變的頻率周期正脈沖 signal由 ALE端產(chǎn)生，頻率 大概為 振蕩器頻率的 1/6。不僅可用作對(duì)外部輸出的脈沖而且 可 以用于定時(shí)目的。但是 在這種時(shí)候 要注意的是：作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將會(huì)跳過一個(gè) ALE脈沖。在 SFR8EH地址上可以禁止 ALE的輸出。該引腳會(huì)在 這個(gè)過程中 被略微拉高一點(diǎn)。置位無效會(huì) 出現(xiàn)在 微處理器在外部執(zhí)行的 時(shí)候。 這是 就需 要輸出信號(hào) 。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。這個(gè)端口是 用 外部程序存儲(chǔ)器來 進(jìn)行取指期間，我 們規(guī)定每一個(gè) 機(jī)器周期兩次， PSEN才會(huì)有效。另外，如果是在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候，將不會(huì)出現(xiàn)這兩次有效的 PSEN信號(hào)。 EA/VPP：在運(yùn)行時(shí) ， 當(dāng) EA保持在低電平的時(shí)候，我們 將會(huì) 在此期間外部程序存儲(chǔ)器，此時(shí)不論是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。然而 在 EA端保持高電平時(shí)，變成了 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)我們?cè)?FLASH編程的 時(shí)候 ，該引腳也可以用于施加 12V編程電源。 XTAL2：來自反向振蕩器產(chǎn)生 的 輸出。 XTAL1：來自反向振蕩放大器的輸入或者 是 內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入 [4]。 上海 XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 DAC0832 芯片介紹