【正文】 驗(yàn)證。 芯片擦除，利用控制信號(hào)的正確組合并保持 ALE/PROG 引腳 10mS 的低電平脈沖寬度即可將 PEROM 陣列（ 4k 字節(jié)）和三個(gè)加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。讀片內(nèi)簽名字節(jié)： AT89C52 單片機(jī)內(nèi)有 3 個(gè)簽名字節(jié)，地址為 030H、 031H 和 032H。用于聲明該器件的廠商、型號(hào)和編程電壓。讀 AT89C52 簽名字節(jié)需將 和 置邏輯低電平，讀簽名字節(jié)的過(guò)程和單元 030H、 031H 及 032H 的正常校驗(yàn)相仿，只返回值意義如下： （ 030H） =1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公司制造。 （ 031H） =52H 聲明為 AT89C52 單片機(jī)。 （ 032H） =FFH 聲明為 12V 編程電壓。 （ 032H） =05H 聲明為 5V 編程電壓。 ULN2803 原理 ULN2803 達(dá)林頓管 IC，一般都是用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率稍微大一點(diǎn)的被動(dòng)器件的，而驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)器件里，有很大一部分是感性的，如繼電器、馬達(dá)、電磁閥等，這些感性器件在關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)（自感電壓），低的 10 多伏，高的幾十伏，甚至幾百伏，這么高的電壓很容易把 ULN2803 達(dá)林頓管打壞， 甚至打壞電路中的其它元器件，所以需要在感性器件上并聯(lián)一個(gè)二極管，用來(lái)續(xù)流（就是把那個(gè)自感高壓放掉），保護(hù) IC 18 和其它器件不受破壞，此續(xù)流二極管正極接 2803 輸出端 (即電感器件的一端），負(fù)極接驅(qū)動(dòng)電源（在 2803 上是 10 腳，也就是電感器件的另一端）。 2803 在內(nèi)部設(shè)計(jì)了二極管以后，用戶在使用的時(shí)候不需要外接二極管，在同時(shí)驅(qū)動(dòng)多路器件的時(shí)候可以節(jié)省 PCB空間，節(jié)約成本、方便走線。 ULN2802 ULN2803 ULN2804A 8 個(gè) NPN 達(dá)林頓晶體管，連接在陣列非常適合邏輯接口電平數(shù)字電路（例如 TTL， CMOS 或 PMOS 上 / NMOS）和較高的電流 /電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負(fù)載，廣泛的使用范圍：計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用。所有設(shè)備功能由集電極輸出和鉗位二極管瞬態(tài)抑制。 該 ULN2803 是專為符合標(biāo)準(zhǔn) TTL，而制造 ULN2804 適合 6 至 15V 的高級(jí)別 CMOS 或 PMOS 上。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導(dǎo)通工作。 圖 28 ULN2803引腳圖 一 引腳圖 18引腳：輸入端 1118引腳：輸出端 9引腳：地端 10(COM)引腳 ：電源 + COM 腳的作用是當(dāng)你使用 ULN2803(2021)來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí)，可以將 COM 腳接到繼電器的 VCC 端，利用 ULN2803(2021)內(nèi)部的反向二極管作保護(hù)繼電器，消除繼電器閉合時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。 COM 端主要有兩種用途： (可懸空 ) 1 、試驗(yàn)用 接地：假如它的輸出端都接發(fā)光二極管，那么，只要將 COM 端接地，則所有的發(fā)光二極管都將亮起，否則，可能是二極管壞或其它什么地方壞了。這對(duì)檢修是很有利的。 2 、保護(hù)用 接電源正：假如這個(gè)器件是接繼電器或針式打印頭，因?yàn)殡姼械淖饔?，?huì)在 開關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生低于地電位和高于電源電位的反電動(dòng)勢(shì)，這樣，很容易擊穿器件。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可將 COM 端接到電源正，來(lái)削減沖擊電壓低到二極管壓降加電源電壓的幅度 可以使得內(nèi)部的三極管受到最小的正電壓沖擊。 至于達(dá)林頓關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的負(fù)電壓我們不必管，因?yàn)槠骷?nèi)部就有二極管并接到地的 .專門用來(lái)削減 19 沖擊電壓至電源地減去一個(gè)二極管正向壓降 可以使得內(nèi)部的三極管受到最小的反偏電壓沖擊。 圖 29 ULN2803內(nèi)部電路圖（１／８單元） 晶體振蕩器 晶振即晶體振蕩器 。是指從一塊石英晶體 上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片）， 石英晶體諧振器 ，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振 [1]；而在封裝內(nèi)部添加 IC組成振蕩電路的晶體 元件 稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。 晶體振蕩器主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面： 1．通用晶體振蕩器，用于各種 電路 中，產(chǎn)生 振蕩 頻率。 2． 時(shí)鐘脈沖 用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) 脈沖信號(hào) ，廣泛用于 數(shù)字電路 中。 3． 微處理器 用石英晶體諧振器。 4． CTVVTR 用石英晶體諧振器。 5．鐘表用石英晶體振蕩器。 工作原理 編輯 ,計(jì)算機(jī) 都有個(gè)計(jì)時(shí)電路，盡管一般使用 “ 時(shí)鐘 ” 這個(gè)詞來(lái)表示這些設(shè)備，但它們實(shí)際上并不是通常意義的時(shí)鐘，把它們稱為 計(jì)時(shí)器 (timer）可能更恰當(dāng)一點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的計(jì)時(shí)器通常是一個(gè)精密加工過(guò)的石英晶體，石英晶體在其 張力 限度內(nèi)以一定的頻 率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個(gè)寄存器與每個(gè)石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個(gè)計(jì)數(shù)器（ counter）和一個(gè)保持寄存器（ holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減 1。當(dāng)計(jì)數(shù)器減為 0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，計(jì)數(shù)器從保持寄存器中重新裝入初始值。這種方法使得對(duì)一個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行 編程 ，令其每秒產(chǎn)生 60 次中斷（或者以任何其它希望的頻率產(chǎn)生中斷）成為可能。每次中斷稱為一個(gè)時(shí)鐘嘀嗒（ clocktick）。 晶振在電氣上可以等效成一個(gè) 電容 和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)， 電工 學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻 20 率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍 內(nèi)，晶振等效為一個(gè) 電感 ，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是 負(fù)載電容 值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相 放大器 （注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的 引腳 都有等效 輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為 15p或 ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè) 22p 的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 功能作用 編輯 ,晶振在應(yīng)用具體起到的作用，微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類：基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源，如晶振、 陶瓷 諧振槽路； RC（電阻、 電容 ）振蕩器。一種是皮爾斯 振蕩器配置，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡(jiǎn)單的分立 RC 振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。 RC振蕩器能夠 快速啟動(dòng) ，成本也比較低，但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會(huì)在標(biāo)稱輸出頻率的 5%至 50%范圍內(nèi)變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和 線路板 布局。在使用時(shí)，陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高 Q 值的晶振對(duì)放大器的選擇并不敏感，但在過(guò)驅(qū)動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生頻率 漂移 （甚至可能損壞）。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有： 電磁干擾 （ EMI）、機(jī)械震動(dòng)與沖擊、濕度和溫度。這些因素會(huì)增大輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會(huì)造成振蕩器停振。上述大部分問(wèn)題都可以通過(guò)使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻 方波 輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成 RC 振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立 RC 振蕩器高，多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木取? 選擇振蕩器時(shí)還需要考慮 功耗 。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。 CMOS 放大器功耗與工作頻率成正比，可以表示為功率 耗散電容值。比如， HC04 反相器門電路的功率耗散電容值是 90pF。在 4MHz、 5V電源下工作時(shí)，相當(dāng)于 的電源電流。再加上 20pF 的晶振負(fù)載電容，整個(gè)電源電流為 。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負(fù)載電容，相應(yīng)地也需要更多的電流。相比之下，晶振模塊一般需要電源電流為 10mA ~60mA。硅振蕩器的電源 電流 取決于其類 型與功能，范圍可以從低頻（固定）器件的幾個(gè) 微安 到可編程器件的幾個(gè)毫安。一種低功率的硅振蕩器，如 MAX7375，工作在 4MHz 時(shí)只需不到 2mA 的電流。在特定的應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)化時(shí)鐘源需要綜合考慮以下一些因素： 精度 、成本、功耗以及環(huán)境需求。 21 發(fā)光二極管 它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能； 常簡(jiǎn)寫為 LED。發(fā)光 二極管 與普通二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié) 組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從 P 區(qū)注入到 N 區(qū)的空穴和由 N 區(qū)注入到 P 區(qū)的電子，在 PN 結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與 N區(qū)的電子和 P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多 少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約 5伏。它的正向 伏安特性曲線 很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流 電阻 以控制通過(guò)管子的 電流 。限流電阻 R可用下式計(jì)算 ： R=（ E－ UF） /IF 式中 E 為電源電壓， UF為 LED 的正向壓降， IF為 LED 的一般工作電流。 50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用 環(huán)氧樹脂 密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。 發(fā)光二極管 的核心部分是由 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為 PN 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體 晶體 就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 22 第 3 章 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)框圖如圖 31所示，本系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)，由 5 個(gè)模塊組成，分別是單片機(jī) AT89C5電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、顯示模塊、按鍵模塊。下面將對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 圖 31 系統(tǒng)框圖 電源部分 本系統(tǒng)采用的是 5V的電壓。 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)外接電源供電電路，這個(gè)電源電路是直接采用 PC 的 USB 接口 5V直流電源給實(shí)訓(xùn)板供電。 同時(shí)，為了顯示外接電源給實(shí)訓(xùn)板提供了電 源，在系統(tǒng)中增加了電源指示燈電路。 由一個(gè) 10K 的電阻和一個(gè)紅色的放光二極管組成。當(dāng)電路上電時(shí)，發(fā)光二極管亮紅燈。 23 圖 32 電路部分 圖 33 電源指示燈電路 按鍵部分 本次設(shè)計(jì)選用的是單片機(jī)的 P1 口來(lái)控制信號(hào)的輸入，所以把按鍵開關(guān)和 P1口連接起來(lái)，當(dāng)按下開關(guān) S1 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平；當(dāng)按下開關(guān) S2 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平；當(dāng)按下開關(guān) S3 時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平；當(dāng)按下開關(guān) S4時(shí)，相當(dāng)于給 口一個(gè)低電平。然后通過(guò)單片機(jī)實(shí)行相應(yīng)的操作。如圖 34。 圖 34 按鍵部分電路 24 驅(qū)動(dòng)部分 此電路是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分，我選用的是 ULN2803 芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)的， ULN2803 系列是一款高耐壓，大電流達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)器，包含 7個(gè) NPN 達(dá)林頓管。 如圖 35。 圖 35 驅(qū)動(dòng)部分電路 25 顯示部分 顯示部分我們使用的是 LCD1602，用它來(lái)表示步進(jìn)電機(jī)所處的狀態(tài)。如圖 36。 圖 36 狀態(tài)指示部分電路 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊 。它由若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等 點(diǎn)陣 字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： GND 為 電源地 第 2腳： VCC 接 5V電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整