【文章內(nèi)容簡介】 3 2硬件系統(tǒng)設(shè)計 硬件電路的設(shè)計框圖就采用上面我們選擇的方案二的設(shè)計框圖。如圖 3所示： 圖 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖 本設(shè)計的主要硬件電路包括：電源電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 D/A轉(zhuǎn)換電路、單片機與 PC 機串行通信接口和 ISP 編程下載電路、單片機外圍電路、 LED顯示電路、鍵盤電路等部分。 系統(tǒng)的硬件詳細圖如圖 4所示： 4 TXD/ F 圖 4 系統(tǒng)硬件詳細設(shè)計圖 AT89S52 AT89S52是低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，可反復擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，其主要特點為： （ 1）、 40個引腳 DIP 40封裝， 8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器； （ 2）、 256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； （ 3）、 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷； （ 4）、 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信接口。 其引腳封裝如圖 5所示；主要引腳介紹如下： 圖 5 單片機 AT89S52封裝圖 6 （ 1） VCC、 GND 電源、接地引腳； （ 2） XTAL AXTAL2 外部振蕩器接入的兩個引腳； （ 3） RESET 復位信號輸入引腳； （ 4） RXD、 TXD P3 口 作第二功能引腳用作串行通信接口輸入、輸出引腳； （ 5） — 數(shù)據(jù) /地址總線引腳； — I/O口； — I/口。 A/D轉(zhuǎn)換芯片 MAX187 MAX187是串行 12位 ADC,+5V電源； （ 2） AIN 模擬量輸入，電壓范圍 0——VREF； （ 3 ） 操作模式選擇 ,低電平為休眠模式，正常操作模式為高電平或懸空，高 電時使用內(nèi)部參考模式，懸空時禁止使用內(nèi)部參考； 7 （ 4） REF 參考電壓，接地引腳； （ 6） DOUT 數(shù)據(jù)輸出引腳； （ 7） 片選信號輸入引腳； （ 8） SCLK 時鐘信號 輸入引腳，最高為 5MHz。 D/A轉(zhuǎn)換芯片 TLC5618 TLC5618是可編程雙路 12位數(shù) /模轉(zhuǎn)換器， TLC5618的特點： （ 1）可編程至 ； （ 2） 3線串行接口； （ 4）高阻抗基準輸入； （ 5）電壓輸出范圍為基準電壓的兩倍。 TLC5618的引腳排列如圖 7 所示，各個引腳的功能如下所述： 圖 7 TLC5618的引腳封裝 （ 1） DIN 數(shù)據(jù)輸入； （ 2） SCLK 串行時鐘輸入； （ 3） CS 芯片選擇，低電平有效； （ 4） OUTA DACA模擬輸出； 8 （ 5） AGND 模擬地； （ 6） REFIN 基準電壓輸入； （ 7） OUTB DACB模擬輸出； （ 8） VDD 正電源。 單片機與 PC機串行通信接口電路及編程下載電路如圖 8所示： 圖 8 單片機與 PC機串行通信接口的電路 本設(shè)計的串行通信部分主要是由 MAX232 電平轉(zhuǎn)換電路和 ISP 編程下載電路組成，其原理是： MAX232芯片把單片機引腳的 COMS電平（ 0—5V）轉(zhuǎn)換為 RS232電平（ 12V— +12V），AT89S52 單片機有一個全雙工的串行通信口，而 PC 機有一個 RS232 的通信接口。只要用RS232 D 型 9 針的引 腳的雙邊母頭接到 PC 機上，而另一頭和 MAX232 相連接， MAX232的輸出再和 AT58S52相連就可以實現(xiàn)單片機和 PC機的串行通信 [1]。具體連線 9 如上圖 8 所示， AT89S52 的串行通信引腳的 TXD 和 RXD分別接到 MAX232 的 T1IN 和T1OUT上， MAX232的 R1OUT 和 R1IN分別接到 RS232的 3上， RS232的 5腳接地。MAX232外圍元件只有四個電容，根據(jù) MAX232的典型應(yīng)用電路，可取 ∕50V的電解電容。 ISP 編程口和 AT89S52的連線 為： AT89S52的 、 、 RESET 分別連接到ISP 的 7腳上， ISP 的 2腳聯(lián)合接電源 10腳聯(lián)合接地即可 .直接從上位機上下載可執(zhí)行的二進制代碼文件，無須外加寫讀器。 D1為下載指示燈， R1為限流電阻，發(fā)光二極管的壓降為 2V，電流取 5mA,其阻值為： R1=52/=600Ω，考慮到和 ISP 一起共電，在此取 1K。 單片機外圍電路如圖 9所示： 圖 9 單片機外圍電路 10 單 片機外圍電路由復位電路、晶振電路、外部存儲器電路組成。復位電路采用上電和按鍵都有效的復位電路。此電路能實現(xiàn)開機和單片機在運行時的復位，開機復位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復位操作，開機瞬間單片機的 RST 引腳獲得高電平，隨著電容 C7 的充電RST 的高電平將逐漸下降。 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機器周期），單片機就可以進行復位操作。此電路還可以實現(xiàn)單片機在運行期間，手動來實現(xiàn)復位操作，在晶振為 12MHz時， C7為 10μF、 R1為 10K、 R2為 1K。單片機的時鐘信號為內(nèi)部時鐘方式，單片機內(nèi)部有一振 蕩電路，只要在單片機的 XTAL1和 XTAL2引腳外接一石英晶體振蕩器，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生了時鐘脈沖信號，圖中 C5 和 C6 的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值選為 22μF[2]。 24C02是外部存儲器，它的 A0A2 管腳是地址腳，當一個電路中有多個 I2C總線元器件時，單片機通過設(shè)置這三個管腳來區(qū)分是與那個元器件通信?，F(xiàn)只有這一個 I2C總線芯片，所以 I2C信號只能是與這個芯片進行通信 [3]。我們將此三個管腳接地，表示其地址為 000B。 A/D轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換電路如圖 10所示： 11 圖 10 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換電路 A/D轉(zhuǎn)換電路主要由 A/D轉(zhuǎn)換芯片 MAX187和外圍電容組成； D/A轉(zhuǎn)換電路主 D/A轉(zhuǎn)換芯片 TLC5618組成， MC1403是為 TLC5618提供基準參考