【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 8 時都會跳過一個 ALE 脈沖。在 FLASH 程序代碼編寫過程中，該引 腳也是編程脈沖輸入（ PROG）。 如果有必要，可以在（ SFR） 8EH 單元 DO位置的特殊功能寄存器， ALE 操作可以被禁用，只有一個 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才能被激活。此外，該引腳會被輕微得拉高，當(dāng)單片機去執(zhí)行外部程序時，設(shè)置 ALE 則會無效。 PSEN：程序存儲允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器讀選通信號。當(dāng) AT89C51的指令從外部程序存儲器（或數(shù)據(jù)）提取時， 每個機器周期兩次 PSEN 有效 ，有兩個脈沖輸出。在這個過程中，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時候，則這兩個有效 PSEN 信號不會出現(xiàn)。 EA/ VPP：外部訪 問啟用。要讓 CPU 只訪問外部程序存儲器（地址為 0000H FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。注意：如果加密 LB1 被編程， EA 端將內(nèi)部鎖存復(fù)位結(jié)束狀態(tài)。 EA 端為高電平（ VCC 側(cè)）的 CPU，則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。在 FLASH 編程，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp 的，當(dāng)然它必須是設(shè)備采用 12V 的編程電壓 Vpp。 XTAL1：輸入到反向晶振放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生器。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 系統(tǒng)各部分電路設(shè)計 主要由單片機、晶振電路、復(fù)位電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電 路 LCD 顯示電路和按鍵電路組成。 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生時鐘信號，以單片機 AT89C52 來工作， AT89C52 本身是一個比較復(fù)雜的同步時序電路，為了保證只有在時間序列的指令的工作方式，嚴(yán)格控制在AT89C52 時鐘信號的實施的速度和 MCU 的時鐘頻率的穩(wěn)定性。通常是由于兩種形式的時鐘：內(nèi)部時鐘和外部時鐘。 我們系統(tǒng)提供的時鐘信號是通過內(nèi)部時鐘的方式來產(chǎn)生的。 AT89C52 用于放大器的反向振蕩器，這個高增益放大器的輸入和輸出引腳是 XTAL1 和 XTAL2，他們連接在整個晶體振蕩器和用于調(diào)節(jié)電容器使 用的電容，他們構(gòu)成了一個自激振蕩器。 在該電路中， C2 和 C1在 30PF 的選擇，但如果電容太小會對振蕩頻率的穩(wěn)定和快速的頻率產(chǎn)生影響。晶振頻率一般在 ～ 12MHZ 之間，頻率越高單片機的速度南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 9 就會越快，但是會對存儲器的速度要求增高。為了改善穩(wěn)定性因此我們采用了 NPO電容，用 12MHZ 的晶振頻率的頻率振蕩器。本次系統(tǒng)所采用的時鐘電路圖如圖 所示。 圖 復(fù)位電路 在圖 中按下復(fù)位開關(guān) K然后松開開關(guān)， MR可以端獲得低電平， RST 端輸出復(fù)位信號，得到信號后單片機復(fù)位。也可以由于 ( VCC 加入并且電壓超過復(fù)位門限電壓 ) 從而引起系統(tǒng)正常復(fù)位。 圖 復(fù)位電路圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 DAC0832 是一個單片直流輸出型的 D / A 轉(zhuǎn)化器，使用 8 位轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的 DC 輸出型 CMOS 工藝， D / A 變換器具有 8 個輸入端口， 1 個模擬輸出端口， 輸入可有 2的 8 次方個不同的二進(jìn)制組態(tài) ，輸出為 82 （ 256）個電壓中的其中一個， DAC0832 的轉(zhuǎn)換的數(shù)字 信號為模擬信號，生成正弦波方波三角波，并通過按鍵來改變頻率 ，并顯示在 LCD1602 顯示屏上。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 10 信號放大模塊電路 從 DAC0832 轉(zhuǎn)換后的單芯片數(shù)字信號的輸出，信號幅度是比較小的，所以需要放大。采用常規(guī)的放大方式，采用兩片運放，實現(xiàn)兩級放大。 圖 信號放大模塊電路 按鍵指示電 路 通過按鍵來選擇 4種不同的波形以及改變波形的頻率，通過發(fā)光二極管來指示相應(yīng)的頻率檔位 ,1999HZ 發(fā)光二極管 D9亮， 1K10K 發(fā)光二極管 D10 亮。 圖 按鍵指示電路 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 11 LCD 顯示電路 LCD 液晶顯示器的液晶顯示器被稱為 Liquid Crystal Display 。 LCD 的結(jié)構(gòu)是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體 ，細(xì)金屬絲 和的液體垂直于水平兩片玻璃之間，通過是否通電來控制桿晶體分子改變方向，將光線從屏幕反射。比 CRT 要更好，但價格比昂貴?，F(xiàn)如今液晶顯示器的價格已經(jīng)有大幅度的下降，并且比 CRT 更適用，LCD 已成為主流。如圖所示： 圖 LCD 電路 如上圖所示， 1602 的八位數(shù)據(jù)端接單片機的 P1 口，其三個使能端 RS、 RW、 E 分別接單片機 。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的種類以及波形的頻率。 在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：顯示質(zhì)量高、數(shù)字式借口、體積小、重量輕、功耗低 等。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 12 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)主程序流程圖 首先，了解系統(tǒng)的功能需求和鍵盤的設(shè)置方式，從而選擇相應(yīng)的程序監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，再針對實際要求，從而可以對監(jiān)控軟件和各個執(zhí)行模塊之間的調(diào)度關(guān)系進(jìn)行最合理得當(dāng)?shù)陌才拧? 本部分詳細(xì)介紹了基于 AT89C52單片機的 函數(shù)信號發(fā)生器 系統(tǒng)的軟件設(shè)計。根據(jù)功能需求 ，可以將系統(tǒng)設(shè)計分為 多 個子程序進(jìn)行設(shè)計，如數(shù)據(jù)處理子程序、 結(jié)果顯示子程序、 功能 執(zhí)行子程序。采用 Kiel uVision3集成編譯環(huán)境和匯編語言來進(jìn)行系統(tǒng)相關(guān)的程序模塊 的設(shè)計。本章從 設(shè)計需求 、軟件系統(tǒng) 框圖出發(fā)，先介紹 整個的設(shè)計思路 后，再 逐次 分析各模塊 中的 程序 所運用到的 算法 和邏輯 的實現(xiàn)， 從而能夠編寫出滿足方案需求 的 完整 程序 ， 并且對溫度進(jìn)行實時監(jiān)控。代碼編寫的方式是 C語言 , 由于篇幅有限以及 DAC0832 的運用已經(jīng)逐漸規(guī)范和成熟 , 此處就僅以主要的流程圖 進(jìn)行說明。 圖？？？南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 13 第 5 章 系統(tǒng)的 仿真與調(diào)試 Protues 介紹 Protues 是由英國公司 Labcenter electronics 開發(fā)出來的 EDA 工具軟件。是一種方便快捷的電子系統(tǒng)原理設(shè)計和仿真的工具。 Protues 講 其他 EDA 工具的一些功能集中到一起，最大的特點是它將電路仿真實現(xiàn)了交互化，可視化的功能。通過 Protues，的虛擬仿真模式，用戶可以對數(shù)字電路，模擬電路，單片機，混合電路等進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。 Protues 還提供了一種圖像顯示的功能，可以將電路中變化的信號，以圖像的形式展現(xiàn)出來，更加具體化，直觀化。其功能類似于示波器，但是卻更完善。 Protues的提供了模擬信號跟數(shù)字信號兩種可測試的信號，并且支持第三方的軟件編譯和代碼調(diào)試。在繪制好相應(yīng)的原理圖之后，調(diào)入編譯好的目標(biāo)代碼，我們可以通過 Protues模擬出實物的運 行狀態(tài)跟運行的過程。 Protues 軟件具有其它 EDA 工具軟件的功能。這些功能是： （ 1） 原理布圖 （ 2） PCB 自動或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 革命性的特點： （ 1）互動的電路仿真。用戶甚至可以利用實時如 RAM， ROM，鍵盤， LED， LCD，電機， AD / DA， SPI 器件， IIC 設(shè)備。 （ 2） 模擬處理器以及它的外圍電路?？梢?AVR， PIC，仿真 51 系列， ARM 等常見主流的 MCU。你也可以直接在編程基于虛擬樣機原理圖，并結(jié)合顯示和輸出，可以看出，在輸入和輸出作用后運行。與虛擬邏輯分析儀，示 波器的系統(tǒng)配置， PROTUES 既定的電子設(shè)計完整的開發(fā)環(huán)境。 （ 3）電路仿真功能 在 PROTUES 畫好圖，匯編對象代碼的文件： *.HEX，你可以看到在 PROTUES 圖中的實際操作條件和過程仿真。 PROTUES 現(xiàn)在在課堂教學(xué)方面廣受歡迎 。 PROTUES不僅可將許多單片機實例功能形象化，也 能夠 將許多單片機實例運行過程形象化 。前者可以得到一定程度的實際示范效果，后者是很難實現(xiàn)的物理演示實驗的效果。 它的各種電路元件和 連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗 中的 硬件 有著 高度 的 對應(yīng)。 這種在一定程度上替代了傳統(tǒng)教學(xué)上的功能，例如：組件選擇，電路連接，電路檢測，電路南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 14 改造，軟件調(diào)試，運行結(jié)果等。 課程實踐，畢業(yè)設(shè)計是一個很好的途徑，可以幫助學(xué)生更好的走向就業(yè) 。 Protues能夠提供大量的實驗室沒有的電路元件，虛擬儀器，并且不擔(dān)心質(zhì)量會出現(xiàn)問題。Protues 可以更加靈活的修改電路的設(shè)計，能夠培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，跟思維靈活 。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，“計算機仿真技術(shù)”已成不少設(shè)計部門較為看重的前期設(shè)計手段。它能夠滿足靈活的設(shè)計需求，具有實驗結(jié)果跟設(shè)計過程統(tǒng)一的優(yōu)點 。設(shè)計時間大大縮短，成本 大大降低，同時也提高了制造工程的安全性。相信在未來的單片機應(yīng)用開發(fā)中， PROUTES 會被越來越廣泛得被運用。 電路仿真圖 正弦波仿真圖 顯示屏顯示頻率 501HZ 幅值 250mv 通過仿真模擬示波器觀察頻率為 1/()=459HZ 幅值 50mvX5=250mv 圖 ？ ？ ？ ？ 方波仿真圖 顯示屏顯示頻率 101HZ 幅值 250mv 通過仿真模擬示波器觀察頻率為 1/()= 幅值 50mvX5=250mv 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 15 圖？ ？ ？ ？ 三角波仿真圖 顯示屏顯示 頻率 401HZ 幅值 250mv 通過仿真模擬示波器觀察頻率為 1/()=383HZ 幅值 50mvX5=250mv 圖 ？ ？ ？ ？ 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 16 鋸齒波仿真圖 顯示屏顯示頻率 201HZ 幅值 250mv 通過仿真模擬示波器觀察頻率為 1/()= 幅值 50mvX5=250mv 圖 ？ ？ ？ ？ 電路整體仿真圖 圖 ？ ？ ？ ？ 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 17 實物測試圖 ： 正弦 圖 ？ ？ ？ ？ 方波 圖 ？ ？ ？ ？ 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 18 三角 鋸齒 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 實物的制作與調(diào)試 19 第 6 章 實物的制作與調(diào)試 電路的安裝過程 protues 軟件畫出原理圖，在進(jìn)