【文章內(nèi)容簡介】 地址接收。 5） P2 口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi) 部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 6） P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(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 STC89C52 的一些特殊功能口，如表 所示 。 7） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平 時間。 8） PROGALE / ：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR 的 8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被 略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 9 頁 止，置位無效。 9） PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 10） VPPEA/ ：當(dāng) EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 11） XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 12） XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 表 P3口各管腳功能 端口引腳 各個功能 RXD (串行口輸入端 ) TXD (串行口輸出端 ) TNT0 (外部中斷 0 請求輸入端，低電平有效 ) TNT1 （外部中斷 1 請求輸入端，低電平有效） T0 （定時器 /計數(shù)器 0 脈沖輸入端） T1 （定時器 /計數(shù)器 1 脈沖輸入端） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選 通信號輸出端，低電平有效） AT89C52 單片機時鐘電路 時鐘在單片機中非常重要，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)。時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，內(nèi)部時鐘方式如圖 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 10 頁 圖 AT89C52 單片機時鐘電路 MCS51 單 片機內(nèi)部有一個用與構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。這兩個引腳接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器電路。 電路中的電容 C1 和 C2典型值通常選擇為 30PF 左右，但實際應(yīng)用時還需要根據(jù)晶振的參數(shù)來選擇。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體的振蕩頻率的范圍通常是在— 12MHz 之間。晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也就越快。 為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性能好的 NPO 高頻電容。 MCS51單片機常選擇振蕩頻率 6MHz 或 12MHz 的石英晶體。 AT89C52 單片機復(fù)位電路 在 51 系列單片機中，在振蕩器運行時， RST 引腳上保持到少兩個機器周期的高電平輸入信號，復(fù)位過程即可完成。為響應(yīng)這一不定期程， CPU 發(fā)出內(nèi)部復(fù)位信號。內(nèi)部復(fù)位操作是在發(fā)現(xiàn) RST 為高電平后的第二個周期進行的，并且此后每個周期都重復(fù)進行復(fù)位操作，直到 RST變成低電平為止。針對復(fù)位電路對時間的需要，我們對上電復(fù)位電路進行設(shè)計。在這種情況下，把 RST 引腳通 10uF 電 容接到 Vcc 并同時經(jīng)過 10K 電阻和地相連，就可獲得上電自動復(fù)位的結(jié)果。其具體的復(fù)位電路如圖 所示。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 11 頁 圖 AT89C52 單片機復(fù)位電路 接通電源后， Vcc 便對電容通過電阻進行充電。 RST 腳的電壓等于 Vcc 與電容兩端電壓之差。在充電過程中，隨著電容電壓逐步趨于 Vcc， RST 引腳上之電壓最終將接近于 0。此過渡過程之長短取決于電阻和電容值的大小。 10uF 電容足可使 RST 腳上的 電壓在振蕩器啟振后尚有兩個機器周期以上的時間保持高于施密特觸發(fā)器的低門檻電平，從而使整個復(fù)位過程得以完成。 555 多諧振蕩器電路 555 芯片電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。它設(shè)計新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小 IC。 1972年，美國西格尼蒂克斯公司 (Sigics)研制出 Tmer NE555雙極型時基電路，設(shè)計原意是用來取代體積大 ,定時精度差的熱延遲繼電器等機械式延遲器。但該器件投放市場后，人們發(fā)現(xiàn)這種電路的應(yīng)用 遠遠超出原設(shè)計的使用范圍，用途之廣幾乎遍及電子應(yīng)用的各個領(lǐng)域，需求量極大。美國各大公司相繼仿制這種電路 1974 年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上將兩個雙極型 555 單元集成在一起，取名為NF556。 1978 年美國英特錫爾 (Intelsil)研制成功 CMOS 型時基電路 ICM555 ICM556,后來又推出將四個時基電路集成在一個芯片上的四時基電路 558 由于采用 CMOS 型工藝和高度集成，使時基電路的應(yīng)用從民用擴展到火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、航天等高科技領(lǐng)域。在這期間，日本、西歐等各大公司和廠家也競相仿制、生產(chǎn)。盡管世界 各大半導(dǎo)體或器件公司、廠家都在生產(chǎn)各自型號的 555／ 556 時基電路，但其內(nèi)部電路大同小異，且都具有相同的引出功能端。 555 電路，也稱 555 芯片電路，是一種中規(guī)模集成電路。它具有功能強、使用靈活、適用范圍寬的特點。通常只要外接少量幾個元件，就可構(gòu)成各種不貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 12 頁 同用途的脈沖電路以及許多實用電路，如多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)電路及施密特觸發(fā)器等等。從而能夠?qū)崿F(xiàn)振蕩、定時、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)速等。 555 集成電路有雙極型和 CMOS 兩種。CMOS 型的優(yōu)點是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高。對于初學(xué)者來說，可以把 555 電路等效看成一個帶放電 開關(guān)的 RS觸發(fā)器，這個特殊的觸發(fā)器有兩個輸入端：閾值端 TH 可看成是置零端 R，要求高電平，觸發(fā)端 R可看成置位端低電平有效。它只有一個輸出端Vo， Vo 可等效為觸發(fā)器的 Q 端。放電端 DIS 可看成由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個接點，放電開關(guān)由觸發(fā)器的端控制： Q=1 時 DIS 端接地； Q=0 時， DIS端懸空。此外，這個觸發(fā)器還有復(fù)位端 MR 加上低電平 (0． 3V)時可使輸出為低電平。該特殊的 RS 觸發(fā)器有兩個輸入端，這兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低，其中置零端 R 即閾值端 TH 要求高電平，置位端即觸發(fā)端則要求低電平，也就是使它們翻轉(zhuǎn)的 閾值電壓值不同。當(dāng) VK 端不接控制電壓時，對 TH端 (即 R端 )來講，大于 2／ 3VDD 是高電平 1，小于 2／ 3VDD 時是低電平0；而對 TR 端 (即端 )來講，大于 1／ 3VDD 是高電平 1，小于 1／ 3VDD 是低電平 O。 555 芯片電路的應(yīng)用電路很多，如：多個單穩(wěn)、多個雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等。在實際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路。本次設(shè)計中應(yīng)用的電路是直接反饋型無穩(wěn)類電路。電路如圖 所示。 圖 555多諧振蕩器電路 555 芯片輸出的頻率為 / ( * )F R C? ，只要我們改變電阻 R，就可以達到改變電貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 13 頁 阻量程的目的， R串接在 555 芯片 3腳和 6 腳之間，本設(shè)計提供了三組不同的電阻，當(dāng)電容過大或過小時均可以配合電容使得多諧振蕩器能夠發(fā)出單片機測量范圍內(nèi)的方波，這樣以來，就能測量 UF、 NF、 PF 三種不同的電容了。 測量換擋電路 測量換擋電路如圖 所示。 圖 測量換擋電路 該電路的核心是雙刀單擲開關(guān)，通過開關(guān)的斷開和閉合可以選擇兩組電路，其一是發(fā)光二極管電路，其二則是 555 芯片 7 號管腳 DC 所需要的電阻。三組開關(guān)只能有一組閉合，否則程序會在 LCD 上顯 示錯誤。以 SW1為例，當(dāng)某一個開關(guān)閉合時， 555 選擇其中一個電阻，造成檔位切換，同時電阻上面的發(fā)光二極管發(fā)光， A0 處為高電平，此處會連接到單片機，給單片機一個檔位切換的信號，單片機即可據(jù)此顯示該檔位的單位。 根據(jù)公式 / ( * )F R C? ， ,當(dāng) SW1 閉合時，電阻的值是 100 歐姆，于是可以得到 / 7220 / ( *1 )F C C uf??，該檔位可以測量 UF 級別的電容。 同理，當(dāng) SW2 閉合時，電阻的值是 100K 歐姆，頻率 7220 / ( *1 )F C nf? ，可以測量NF級別的電容。 同理，當(dāng) SW3 閉合時，電阻的值是 100M 歐姆，頻率 72 20 / ( *1 )F C pf? ，可以測量PF級別的電容。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 14 頁 對于測量原理的說明我們將在軟件編程部分詳細說明。 LCD1602 測量顯示電路 LCD 以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。這里介紹的字符型液晶模塊是一種用 5x7 點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1行 16 個字、 2行 16 個字、 2行 20 個字等等，這里我們使用的是 2 行 16 個字的 1602 液晶模塊。 圖 LCD1602 液晶顯示 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其管腳說明如下 : 第 1腳： VSS 為地電源。 第 2腳： VDD 接 5V正電源。 第 3腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5腳： RW 為讀寫信號線， 高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng) RS 和RW共同為低電平時可以寫入 指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15～ 16腳：這兩個腳在仿真軟件中通常隱藏，但實際上是背光顯示的電源和地，不接 LCD 就沒有背光，如果需要背光， 15腳通常串聯(lián)一個 1/2W， 100 歐姆以下的電阻接5V電源， 16腳接地。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 15 頁 表 LCD1602各管腳功能 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”, 表示 DB7—— DB0為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”, 表示 DB7—— DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”, 數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 —— DB0的數(shù)據(jù)被