【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， 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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)原理圖： 它是系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的前提 ,是單片機(jī)里面的程序可以運(yùn)行的最小配置，它的接線圖如圖 32 所示。 圖 32 單片機(jī) 最小系統(tǒng) 電壓電流的取樣電路 用單片機(jī)組成測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)必須有被測(cè)電信號(hào)的輸入通道，即前向通道，用 來采集必要的輸入信息。而本測(cè)試系統(tǒng)的前向通道構(gòu)成及接口如下： 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電壓、電流測(cè)試的前置電路 由于本系統(tǒng)測(cè)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(shù)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)電壓和電流的前置通道完成強(qiáng)電到弱電的轉(zhuǎn)換。即外部電壓或電流先經(jīng)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(shù)轉(zhuǎn)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(dòng)態(tài)范圍為（ 50200） %Un（ Un 為額定電壓， AC220 或 AC380）時(shí)其比差非線性度為正負(fù) %，角差為正負(fù) 5 度角，負(fù)載阻抗小于等于 300 歐姆電壓互感器輸出直接與 A/D 轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)圖如圖 34 所示，西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 與 A/D 轉(zhuǎn)化器相連。 CT2 為 級(jí)電力電流互感器，儀表可測(cè)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(fù)載阻抗 R 小于等于 100 歐姆。 A/D 轉(zhuǎn)化模塊 MAX197 是 Maxim 公司推出的 8 通道、 12 位的高速 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。芯片采用單一電源＋ 5V 供電，單次轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 6μ s，采樣速率可達(dá)100kSa/s。引腳圖如圖 35 所示。 圖 35 MAX197 引腳圖 MAX197 芯片的特點(diǎn)： （ 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(gè)模擬輸入通道 。（ 4) 6μ s 轉(zhuǎn)換時(shí)間 ,100ksps 采樣速率 。 (5) 可采用內(nèi)部或外部采集控制模式 。 (6）兩種電源關(guān)斷模式 。(7) 內(nèi)部或外部時(shí)鐘 。 (8) 內(nèi)部 4． 096v 參考電源或外界參考電源。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(hào) 功 能 1 CLK 當(dāng)采用外部時(shí)鐘模式時(shí)外部時(shí)鐘脈沖由此輸入，當(dāng)采用內(nèi)部模式時(shí)，內(nèi)部接地電容實(shí)質(zhì)內(nèi) 部的時(shí)鐘頻率。 2 CS 片選信號(hào)低電平有效 3 WR 寫信號(hào)低電平有效 4 RD 讀信號(hào)低電平有效 5 HBEN 轉(zhuǎn)換結(jié)果復(fù)用控制，低電平低 8 位有效，高電平高四位有效 6 SHDN 關(guān)斷控制端，低電平有效 710 D7D4 三態(tài)數(shù)字 I/O 口端 11 D3/D11 三態(tài)數(shù)字 I/O 口端， D3 輸出（ HBEN 為低電平） D11 輸出時(shí)（ HBEN為高電平） 12 D2/D10 三態(tài)數(shù)字 I/O 口端， D2 輸出（ HBEN 為低電平） D10 輸出時(shí)（ HBEN為高電平） 13 D1/D9 三態(tài)數(shù)字 I/O 口端， D1 輸出（ HBEN 為低電平） D9 輸出時(shí)（ HBEN為高電平） max197 既可以使用內(nèi)部參考電壓源 ,也可以使用外部參考電壓源?？梢钥闯?,當(dāng)使用內(nèi)部參考源時(shí) ,芯片內(nèi)部的 2． 5v 基準(zhǔn)源經(jīng)放大后向 ref 提供 4． 096v 參考電平。這時(shí)應(yīng)在 ref 與 agnd 之間接入一個(gè) 4． 7μ f 電容 ,在 refadj 與 agnd 之間接入一個(gè) 0． 01μ f 電容。當(dāng)使用外部參考源時(shí) ,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(yīng)在 ref端與模擬信號(hào)地之間接一個(gè) 4． 7μ f 電容。 模擬量輸入通道擁有177。 16． 5v 的過電壓保護(hù) ,即使在關(guān)斷狀態(tài)下 ,保護(hù)也有效。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 運(yùn)行及控制模式 通過對(duì)控制寄存器的設(shè)置 ,max197可以工作在不同的運(yùn)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(shí)鐘及電源關(guān)斷模式 內(nèi)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(diǎn)討論不同的時(shí)鐘 模式、采集控制模式、電源關(guān)斷模式以及轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取。 （ 1）時(shí)鐘模式 通過對(duì)控制寄存器的 d d7位置數(shù) ,可以選擇 max197使用外部時(shí)鐘或內(nèi)部時(shí)鐘。一旦選定時(shí)鐘模式 ,除非斷電（不包括電源關(guān)斷模式） ,否則 ,所選時(shí)鐘模式不可再改變。在兩種時(shí)鐘模式下 ,外部采集和內(nèi)部采集控制模式都可選用。當(dāng)芯片上電時(shí) ,初始狀態(tài)為外部時(shí)鐘模式。選擇內(nèi)部時(shí)鐘模式時(shí) ,應(yīng)在 clk 端和地之間接入一個(gè)電容 ,不同的電容值對(duì)應(yīng)不同的內(nèi)部時(shí)鐘周期。工作時(shí)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(nèi)部采集控制模式。在內(nèi)部采集控制模式下 ,寫信號(hào)脈沖將開始一個(gè)由內(nèi)部定時(shí)控制長(zhǎng)度的采集間隔。在 6 個(gè)時(shí)鐘周期長(zhǎng)度的采集間隔結(jié)束時(shí) ,將啟動(dòng)下一個(gè)轉(zhuǎn)換。在內(nèi)部采集控制模式下 ,max197 的模擬信號(hào)輸入電路擁有 5mhz 的信號(hào)帶寬 ,當(dāng)使用內(nèi)部采集控制模式并使用外接 2mhz 時(shí)鐘時(shí) ,可達(dá)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(dú)立控制采集和轉(zhuǎn)換時(shí)間。由用戶分別通過兩個(gè)寫信號(hào)脈沖控制采集間隔和開始轉(zhuǎn)換時(shí)間 ,第一個(gè)寫信號(hào)脈沖時(shí) 將控制寄存器的 acqmod 位置 1,開始一個(gè)采集間隔。第二個(gè)寫信號(hào)脈沖時(shí)將控制寄存器的 acqmod 位置 0,結(jié)束采集間隔并開始轉(zhuǎn)換。然而 ,如果在第二個(gè)寫信號(hào)脈沖時(shí)將控制寄存器的 acqmod 位置 1,則將開始又一個(gè)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 采集間隔。在第一個(gè)寫信號(hào)脈沖和第二個(gè)寫信號(hào)脈沖時(shí) ,控制寄存器中的模擬通道選擇位必須置相同的值。電源關(guān)斷模式控制位可以置不同的值。 （ 3） 電源關(guān)斷模式 為節(jié)省能源 ,max197 可以在兩次轉(zhuǎn)換之間工作于低電流關(guān)斷模式。有兩種電源關(guān)斷模式供選擇 ,通過控制寄存器的 pd pd0 位 ,可以選擇 stbypd（待機(jī)）模 式或 fullpd（全關(guān)斷）模式。當(dāng) stbypd 關(guān)斷模式被設(shè)置后 ,只有在轉(zhuǎn)換結(jié)束后才生效。在 stbypd 模式下 ,芯片在第一個(gè)寫信號(hào)的下降沿返回正常狀態(tài)。當(dāng) fullpd 關(guān)斷模式被設(shè)置且 shdn 端變?yōu)榈碗娖綍r(shí) ,芯片處于硬件全關(guān)斷狀態(tài)（ fullpd） ,此時(shí)將馬上中止轉(zhuǎn)換。這里須強(qiáng)調(diào)的是 ,在不同的關(guān)斷模式下 ,芯片由關(guān)斷到恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)的過渡過程是不一樣的。軟件設(shè)計(jì)時(shí) ,必須充分考慮到這一特點(diǎn)。在 stbypd 模式時(shí) ,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(zhuǎn)換的影響。因此 ,可以在這種模式時(shí)選擇任何 采樣速率而不用考慮恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)的延遲。即在兩次轉(zhuǎn)換之間選用 stbypd 關(guān)斷模式時(shí) ,不用考慮過渡時(shí)間。然而 ,在 fullpd 模式下 ,只有帶隙參考源在工作 ,芯片由關(guān)斷到恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)存在一個(gè)過渡過程。為了減小過渡過程的影響 ,應(yīng)在 ref 與 agnd 之間接入一個(gè) 33pf 的電容。 （ 4） 轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取 輸出數(shù)據(jù)采用無符號(hào)二進(jìn)制模式（單極性輸入方式）或二進(jìn)制補(bǔ)碼形式（雙極性輸入方式）。當(dāng) cs 和 rd 都有效時(shí) ,hben 為低電平 ,低 8 位數(shù)據(jù)被讀出 ,hben 為高電平 ,復(fù)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(hào)位（在雙極性方式下）。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束并且結(jié)果有效時(shí) ,轉(zhuǎn)換完成中斷信號(hào)端 int 發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào) ,當(dāng)讀信號(hào)結(jié)束或一個(gè)新的控制字節(jié)被寫入時(shí) ,int 端重新變?yōu)楦唠娖?。在轉(zhuǎn)換期間寫入一個(gè)新的控制字節(jié)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)換中止并開始一個(gè)新的采集間隔。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)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(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 （ 2） 數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)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(dá)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(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 液晶顯示簡(jiǎn)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(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)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(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域 。 ② 液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)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(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（ Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（ Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（ 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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 線段的顯示 ： 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M N 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64 16 個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H—— 00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH 時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H，??（ 00EH） =00H，（ 00FH）=00H 時(shí)，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(gè)字