【文章內容簡介】 間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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：每當用作外部 數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 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 禁止，置位無效。 /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。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時，西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 單片機的最小系統(tǒng)原理圖： 它是系統(tǒng)驅動的前提 ,是單片機里面的程序可以運行的最小配置，它的接線圖如圖 32 所示。 圖 32 單片機 最小系統(tǒng) 電壓電流的取樣電路 用單片機組成測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)必須有被測電信號的輸入通道，即前向通道，用 來采集必要的輸入信息。而本測試系統(tǒng)的前向通道構成及接口如下： 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 電壓、電流測試的前置電路 由于本系統(tǒng)測量電壓的有效值范圍是 0V 到 600V，電流有效值的范圍是0A 到 10A，而模數轉換器采樣電壓僅僅為 0 到 5V 的直流電壓，所以在硬件上需要設計電壓和電流的前置通道完成強電到弱電的轉換。即外部電壓或電流先經過互感電路變換、整流電路整流、分壓電路分壓最后才可以被模數轉換器采樣。具體變換過程如下所述： 電壓與電流的變換電路 電壓采樣采取用玻膜合金制成的微型典雅型電流互感器（ PT），其變化比2A/2mA,在電壓動態(tài)范圍為（ 50200） %Un（ Un 為額定電壓， AC220 或 AC380）時其比差非線性度為正負 %，角差為正負 5 度角，負載阻抗小于等于 300 歐姆電壓互感器輸出直接與 A/D 轉化芯片相連如圖 33 所示。 圖 33 電壓變換電路 圖 34 電流變換電路 電流取樣采用高精度電流微型互感器 CT，電路結構圖如圖 34 所示，西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 與 A/D 轉化器相連。 CT2 為 級電力電流互感器，儀表可測最大電流為 7000A,CT2 為玻膜合金制成的微型電流互感器一般變比取 5A/500mA，負載阻抗 R 小于等于 100 歐姆。 A/D 轉化模塊 MAX197 是 Maxim 公司推出的 8 通道、 12 位的高速 A/D 轉換芯片。芯片采用單一電源＋ 5V 供電，單次轉換時間僅為 6μ s，采樣速率可達100kSa/s。引腳圖如圖 35 所示。 圖 35 MAX197 引腳圖 MAX197 芯片的特點： （ 1）單＋ 5v 工作電源 。 （ 2）可軟件選擇模擬量輸入 范圍：177。 10v,177。 5v,0v～ 10v,0v～ 5v。 （ 3） 8 個模擬輸入通道 。（ 4) 6μ s 轉換時間 ,100ksps 采樣速率 。 (5) 可采用內部或外部采集控制模式 。 (6）兩種電源關斷模式 。(7) 內部或外部時鐘 。 (8) 內部 4． 096v 參考電源或外界參考電源。 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 引腳說明 。 引腳功能如表 31 所示 。 表 31 MAX197引腳功能 引腳 符號 功 能 1 CLK 當采用外部時鐘模式時外部時鐘脈沖由此輸入，當采用內部模式時，內部接地電容實質內 部的時鐘頻率。 2 CS 片選信號低電平有效 3 WR 寫信號低電平有效 4 RD 讀信號低電平有效 5 HBEN 轉換結果復用控制，低電平低 8 位有效，高電平高四位有效 6 SHDN 關斷控制端，低電平有效 710 D7D4 三態(tài)數字 I/O 口端 11 D3/D11 三態(tài)數字 I/O 口端， D3 輸出（ HBEN 為低電平） D11 輸出時（ HBEN為高電平） 12 D2/D10 三態(tài)數字 I/O 口端， D2 輸出（ HBEN 為低電平） D10 輸出時（ HBEN為高電平） 13 D1/D9 三態(tài)數字 I/O 口端， D1 輸出（ HBEN 為低電平） D9 輸出時（ HBEN為高電平） max197 既可以使用內部參考電壓源 ,也可以使用外部參考電壓源。可以看出 ,當使用內部參考源時 ,芯片內部的 2． 5v 基準源經放大后向 ref 提供 4． 096v 參考電平。這時應在 ref 與 agnd 之間接入一個 4． 7μ f 電容 ,在 refadj 與 agnd 之間接入一個 0． 01μ f 電容。當使用外部參考源時 ,接至 ref 的外部參考源必須能夠提供 400μ a 的直流工作電流 ,且輸出電阻小于 10ω。如果參考源噪聲較大 ,應在 ref端與模擬信號地之間接一個 4． 7μ f 電容。 模擬量輸入通道擁有177。 16． 5v 的過電壓保護 ,即使在關斷狀態(tài)下 ,保護也有效。 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 運行及控制模式 通過對控制寄存器的設置 ,max197可以工作在不同的運行及控制模式 ,表 32就是控制寄存器格式。 表 32 寄存器控制格式 D7 D6 PD1 PD0 D5 ACQMOD D4 RNG D3 BIP D2 D1 D0 A2 A1 A0 時鐘及電源關斷模式 內部 /外部采集控制選擇 模擬輸入 量程選擇 模擬輸入 極性選擇 模擬輸入 通道選擇 下面我們重點討論不同的時鐘 模式、采集控制模式、電源關斷模式以及轉換結果的讀取。 （ 1）時鐘模式 通過對控制寄存器的 d d7位置數 ,可以選擇 max197使用外部時鐘或內部時鐘。一旦選定時鐘模式 ,除非斷電（不包括電源關斷模式） ,否則 ,所選時鐘模式不可再改變。在兩種時鐘模式下 ,外部采集和內部采集控制模式都可選用。當芯片上電時 ,初始狀態(tài)為外部時鐘模式。選擇內部時鐘模式時 ,應在 clk 端和地之間接入一個電容 ,不同的電容值對應不同的內部時鐘周期。工作時鐘的最大值為2mhz。 （ 2）采集控制模式 通過將控制寄存器的 acqmod 位 置 0 可選擇內部采集控制模式。在內部采集控制模式下 ,寫信號脈沖將開始一個由內部定時控制長度的采集間隔。在 6 個時鐘周期長度的采集間隔結束時 ,將啟動下一個轉換。在內部采集控制模式下 ,max197 的模擬信號輸入電路擁有 5mhz 的信號帶寬 ,當使用內部采集控制模式并使用外接 2mhz 時鐘時 ,可達到 100ksps 的通過速率。通過將控制寄存器的 acqmod 位置 0 可選擇外部采集控制模式。采用外部采集控制模式是為了精確控制采樣孔徑或獨立控制采集和轉換時間。由用戶分別通過兩個寫信號脈沖控制采集間隔和開始轉換時間 ,第一個寫信號脈沖時 將控制寄存器的 acqmod 位置 1,開始一個采集間隔。第二個寫信號脈沖時將控制寄存器的 acqmod 位置 0,結束采集間隔并開始轉換。然而 ,如果在第二個寫信號脈沖時將控制寄存器的 acqmod 位置 1,則將開始又一個西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 采集間隔。在第一個寫信號脈沖和第二個寫信號脈沖時 ,控制寄存器中的模擬通道選擇位必須置相同的值。電源關斷模式控制位可以置不同的值。 （ 3） 電源關斷模式 為節(jié)省能源 ,max197 可以在兩次轉換之間工作于低電流關斷模式。有兩種電源關斷模式供選擇 ,通過控制寄存器的 pd pd0 位 ,可以選擇 stbypd（待機）模 式或 fullpd（全關斷）模式。當 stbypd 關斷模式被設置后 ,只有在轉換結束后才生效。在 stbypd 模式下 ,芯片在第一個寫信號的下降沿返回正常狀態(tài)。當 fullpd 關斷模式被設置且 shdn 端變?yōu)榈碗娖綍r ,芯片處于硬件全關斷狀態(tài)（ fullpd） ,此時將馬上中止轉換。這里須強調的是 ,在不同的關斷模式下 ,芯片由關斷到恢復正常狀態(tài)時的過渡過程是不一樣的。軟件設計時 ,必須充分考慮到這一特點。在 stbypd 模式時 ,帶隙參考源和參考源放大電路仍然保持工作 ,ref 上的電壓將不受模式轉換的影響。因此 ,可以在這種模式時選擇任何 采樣速率而不用考慮恢復正常狀態(tài)時的延遲。即在兩次轉換之間選用 stbypd 關斷模式時 ,不用考慮過渡時間。然而 ,在 fullpd 模式下 ,只有帶隙參考源在工作 ,芯片由關斷到恢復正常狀態(tài)時存在一個過渡過程。為了減小過渡過程的影響 ,應在 ref 與 agnd 之間接入一個 33pf 的電容。 （ 4） 轉換結果的讀取 輸出數據采用無符號二進制模式（單極性輸入方式）或二進制補碼形式（雙極性輸入方式）。當 cs 和 rd 都有效時 ,hben 為低電平 ,低 8 位數據被讀出 ,hben 為高電平 ,復用的高 4 位被讀出 ,另外 4 位保持低電平（在單極性方式下） ,或 另外 4 位為符號位（在雙極性方式下）。當轉換結束并且結果有效時 ,轉換完成中斷信號端 int 發(fā)出一個低電平信號 ,當讀信號結束或一個新的控制字節(jié)被寫入時 ,int 端重新變?yōu)楦唠娖?。在轉換期間寫入一個新的控制字節(jié)將導致轉換中止并開始一個新的采集間隔。 顯示模塊的設計 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產品中都可以看西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 到，顯示的主要是數字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED 數碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應用。 在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點： （ 1） 顯示質量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。 （ 2） 數字式接口 液晶顯示器都是數字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。體積小、重量輕液晶顯 示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 （ 3） 功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 液晶顯示簡介 ① 液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領域 。 ② 液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（ Static）、單純矩陣驅動（ Simple Matrix）和主動矩陣驅動（ Active Matrix）三種。 ③ 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 ： 西安工程大學本科畢業(yè)設計（論文） 線段的顯示 ： 點陣圖形式液晶由 M N 個顯示單元組成，假設 LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列對應 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個點組成，屏上 64 16 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H—— 00FH 的 16 字節(jié)的內容決定，當（ 000H） =FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點；當（ 3FFH） =FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H，??（ 00EH） =00H，（ 00FH）=00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。這就是LCD 顯示的基本原理。 字符的顯示 ： 用 LCD 顯示一個字