【文章內容簡介】 15 圖 復位電路圖 晶振電路 圖 晶振 電路圖 單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全 稱 叫晶體振蕩器， 它 結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片 機 的一切指 令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。 在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱為壓控振蕩器（ VCO）。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的 單頻振蕩 。 單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個 16 系統(tǒng)共用一個晶振，便于各 部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。 晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。 STC89C52RC使用 12MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機內部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，外接電容的作用是對振蕩器進行頻率微調，使振蕩信號頻率與晶振頻率一致，同時起到穩(wěn)定頻率的作用，一般選用 20~30pF的瓷片電容。 LED電路 的實現(xiàn) (1) LED 結構 (2) LED 原理 LED（ Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。 LED的心臟是一個半導體的晶片。 晶片的一端附在一個支架上，一端是 負極 負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被 環(huán)氧樹脂 封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是 N 型半導體，在這邊主要是 電子 。但這兩種 半導體 連接起來的時候，它們之間就形成一個 PN 結。 17 當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成 PN 結的材料決定的。 根據(jù)不同材料 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有：紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等 。 LED 有共陰極和共陽極兩種。在此設計中我們采用共陽極，共陽極將發(fā)光二極管的陽極連接在一起，接入 +5V 的電壓。普通發(fā)光二級管的工作電流是 520 毫安，本設計中采用的是 3mm 發(fā)光二級管，所以采用 470Ω電阻限流，使其正常工作，工作電流約為 10 毫安（一般有色發(fā)光二極管工作電流約為 10 毫安，透明發(fā)光二極管工作電流為 20 毫安）。 圖 中主要元件有 、 LED。 電阻 為每個 LED的限流電阻。此最小系統(tǒng)提供了 32 個獨立 LED，由 IO 口控制，采用共陽級接法所以只有當 IO 口輸出低電平時 LED 才會點亮。 18 圖 LED 電路圖 D1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LEDD9LEDD10LEDD11LEDD12LEDD13LEDD14LEDD15LEDD16LEDD17LEDD18LEDD19LEDD20LEDD21LEDD22LEDD23LEDD24LEDD25LEDD26LEDD27LEDD28LEDD29LEDD30LEDD31LEDD32LEDR12.2KR22.2KR32.2KR42.2KR52.2KR62.2KR72.2KR82.2KR92.2KR102.2KR112.2KR122.2KR132.2KR142.2KR152.2KR162.2KR172.2KR182.2KR192.2KR202.2KR212.2KR222.2KR232.2KR242.2KR252.2KR262.2KR272.2KR282.2KR292.2KR302.2KR312.2KR322.2KVCCP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27P10P11P12P13P14P15P16P17P30P31P32P33P34P35P36P37 19 4. 系統(tǒng)的軟件設計 軟件介紹 Keil C51 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非 常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil_c 軟件界面如圖 41 所示 Protel99SE Protel99SE 是 PORTEL 公司在 80 年代末推出的 EDA 軟件。Protel99SE是應用于 Windows9X/20xx/NT操作系統(tǒng)下的 EDA設計軟件，采用設計庫管理模式，可以網(wǎng)設計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個 32 位的設計軟件，可以完成電路原理圖設計，印制電路板設計 和可編程邏輯器件設計等工作，可以設計 32 個信號層， 16 個電源 地層和 16 個機加工層。 Protel99SE 軟件的特點： (1) 可生成 30 多種格式的電氣連接網(wǎng)絡表； (2) 強大的全局編輯功能； 20 (3)在原理圖中選擇一級器件， PCB 中同樣的器件也將被選中； (4)同時運行原理圖和 PCB，在打開的原理圖和 PCB 圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡 (5)既可以進行正向注釋元器件標號（由原理圖到 PCB），也可以進行反向注釋（由 PCB 到原理圖），以保持電氣原理圖和 PCB在設計上的一致性； (6)滿足國 際化設計要求（包括國標標題欄輸出， GB4728 國標庫）； * 方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒?SPICE 3f5）； (7)支持用 CUPL 語言和原理圖設計 PLD，生成標準的 JED 下載文件； * PCB 可設計 32 個信號層， 16 個電源 地層和 16 個機加工層； (6)滿足國際化設計要求（包括國標標題欄輸出， GB4728 國標庫）； * 方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒?SPICE 3f5）； (7)支持用 CUPL 語言和原理圖設計 PLD，生成標準的 JED 下載文件； * PCB 可設計 32 個信號層， 16 個電源 地層和 16 個機加工層； (8)強大的“規(guī)則驅動”設計環(huán)境，符合在線的和批處理的設計規(guī)則檢查； (9)智能覆銅功能，覆鈾可以自動重鋪； (10)提供大量的工 業(yè)化標準電 路板做為 設計模版； Protel99SE 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖所示，包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 21 圖 41 Keil_c 軟件界面 22 圖 42 Prtel99SE 軟件界面 23 Proteus Proteus 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，可以仿真 51 系列、 AVR， PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM，ROM，鍵盤，馬達， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件） Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運 行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 1. Proteus 的工作過程 運行 proteus 的 ISIS 程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設置 view 菜單下的捕捉對齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工具欄中的 p(從庫中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調整其相對位置，元件參數(shù)設置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的 Definecode generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在 source 菜單的Add/removesource files 命令下，加入單片機硬件電路的對應程序；通過 debug 菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。 2. Proteus 軟件所提供的元件資源 Proteus 軟件所提供了30 多個元件庫，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。 3. Proteus 軟件所提供的儀表資源 24 對于一個仿真軟件或實驗室，測試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質量，是衡量實驗室是否合格的一個關鍵因素。在 Proteus 軟件包中，不存在同類儀表使用數(shù)量的問題。 Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。 4. Proteus 軟件所提供的調試手段 Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。對于單片機硬件電路和軟件的調試，