【導(dǎo)讀】在全國(guó)高等院校電子信息類專業(yè)中，已普遍開設(shè)單片機(jī)及其相關(guān)課程。從加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求來看，這類課程僅在課堂上講授基本原理。是不夠的，必須在教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)。機(jī)實(shí)驗(yàn)板就是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)單片機(jī)的工具。目前，市場(chǎng)上單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的種類較多。此次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)板的特點(diǎn)是將各種。單元電路合理的拼湊在一塊大印刷電路板上，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。Protel99SE軟件先設(shè)計(jì)原理圖，然后進(jìn)行元件封裝，PCB出圖，最后是制板。串行接口、溫度傳感器接口等等。采用本仿真開發(fā)實(shí)驗(yàn)板，可使初學(xué)者迅速掌握。單片機(jī)原理及應(yīng)用，熟悉匯編語(yǔ)言、單片機(jī)C語(yǔ)言。

　　

【正文】 +IOUT2=常數(shù)。 D/A 轉(zhuǎn)換沒有形式上的啟動(dòng)信號(hào)。實(shí)際上將數(shù)據(jù)寫入第二級(jí)寄存器的控制信號(hào)就是 D/A 轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)信號(hào)。另外 ，它也沒有轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)， D/A 轉(zhuǎn)換的過程很快，一般還不到一條指令的執(zhí)行時(shí)間。 DAC0832 的工作方式 DAC0832 內(nèi)部有兩個(gè)寄存器，能實(shí)現(xiàn)三種工作方式：雙緩沖、單緩沖和直通方式。 ① 雙緩沖工作方式是指兩個(gè)寄存器分別受到控制。當(dāng) ILE、 CS 和 1WR 信號(hào)均有效時(shí)， 8 位數(shù)字量被寫入輸入寄存器，此時(shí)并不進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。當(dāng) 2WR 和XFER 信號(hào)均有效時(shí)，原來存放在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)被寫入 DAC 寄存器，并進(jìn)入 D/A 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。在一次轉(zhuǎn)換完成后到下一次轉(zhuǎn)換開始之前，由于寄存器的鎖存作用， 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)保持恒定，因此 D/A 轉(zhuǎn)換的輸出也保持恒定。 ② 單緩沖工作方式是指只有一個(gè)寄存器受到控制。這時(shí)將另一個(gè)寄存器的有關(guān)控制信號(hào)預(yù)先設(shè)置成有效，使之開通，或者將兩個(gè)寄存器的控制信號(hào)連在一起，兩個(gè)寄存器作為一個(gè)來使用。 ③ 直通工作方式是指兩個(gè)寄存器的有關(guān)控制信號(hào)都預(yù)先置為有效，兩個(gè)寄存器都開通。只要數(shù)字量送到數(shù)據(jù) 輸入端，就立即進(jìn)入 D/A 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種方式應(yīng)用較少。 電壓輸出電路的連接 DAC0832 以電流形式輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果，若要得到電壓形式的輸出，需要外加畢業(yè)論文 17 I/V 轉(zhuǎn)換電路，常采用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn) I/V 轉(zhuǎn)換。圖 212 給出了 DAC0832 的電壓輸出電路。對(duì)于單極性輸出電路，輸出電壓為： 式中 D 為輸入數(shù)字量的十進(jìn)制數(shù)。因?yàn)檗D(zhuǎn)換結(jié)果 IOUT1 接運(yùn)算放大器的反向端，所以式中有一個(gè)負(fù)號(hào)。若 VREF=+5 V，當(dāng) D=0?255(00H?FFH)時(shí)， VOUT=(0?) V。 圖 212 DAC0832 的電壓輸出電路 (a) 單極性輸出； (b) 雙極性輸出 DAC0832 與單片機(jī)的連接 圖 213 DAC0832 與單片機(jī)的連接 如圖 213 所示，由于 DAC0832 內(nèi)部有數(shù)據(jù)鎖存器，其數(shù)據(jù)輸入引腳可直接與 CPU 的數(shù)據(jù)總線相連。圖中 XFER 和 2WR 接地，即 DAC0832 內(nèi)部的第 2 級(jí)寄存器接成直通式，只由第 1 級(jí)寄存器控制數(shù)據(jù)的輸入，當(dāng) CS 和 1WR 同時(shí)有效時(shí)(ILE 始終為有效的高電平 )， DI7?DI0 的數(shù)據(jù)被送入其內(nèi)部的 D/A 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 DAC 0832R FBI OU T 1I OU T 2R P 1V OU TV OU T 1DAC 0832V REFR FBI OU T 1R P 1R 0+ + VOU TIOU T ? 178。+ 5 VR 2 = 2 R R 3 = 2 RR 1 = R( a ) ( b )+畢業(yè)論文 18 數(shù)據(jù) /程序存儲(chǔ)器 24C02 芯片簡(jiǎn)介 串行 24C02 是基于 IICBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不揮發(fā)等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用 2 4 C 0 2A 0A 1A 2G N DV c cW PS C LS D A1234 5678 圖 214 24C02 管腳配置 IIC 總線協(xié)議定義如下 只有在總線空閑時(shí) 才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 在數(shù)據(jù)傳送過程中當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變。時(shí)鐘線為高電平時(shí)數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào)。 表 23 管腳描述 管腳名稱 功 能 A0、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫保護(hù) Vcc + 工作電壓 GND 地 起始信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為 IIC 總線的起始信號(hào)。 停止信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 IIC 總線畢業(yè)論文 19 的停止信號(hào)。 IIC 總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器，數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式。通過器件地址輸入端 A0、 A A2 和可以實(shí)現(xiàn)將最多將 8 個(gè) 24C02 連接到總線上。 24C02 與單片機(jī)的連接 24C02 與單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，如圖 215 所示。就這兩根線（ SCL、 SDA）連到單片機(jī) IO 口上，另外加上 10K 上拉電阻即可。其它的，有 A A A0 三根線，全接地就行了。寫保護(hù)端接無效狀態(tài)。 A0， A1， A2 為器件地址線， WP為寫保護(hù)引腳， SCL， SDA 為二線串行接口，符合 I2C 總線協(xié)議。在一般單片機(jī)系統(tǒng)中， 24C02 數(shù)據(jù)受到干擾的情況是很少的。 A01A12A23G N D4S D A5S C L6WP7V C C82 4C 02U22 4C 02R 531 0KR 541 0KV C CP P 圖 215 24C02 與單片機(jī)的連接 并行接口芯片 8255A 的接口電路 8255A 的基本特性 ① 具有兩個(gè) 8 位（ A 口和 B 口）和兩個(gè) 4 位（ C 口高 /低 4 位）并行 I/O 端口的接口芯片。 ② 能適應(yīng) CPU 與 I/O 接口之間的多種數(shù)據(jù)傳送方式的要求。 ③ PC 口的使用比較特殊，除作數(shù)據(jù) 口外，當(dāng)工作在 1 方式和 2 方式時(shí)，它的大部分引腳被分配作專用聯(lián)絡(luò)信號(hào)； PC 口可以進(jìn)行按位控制；在 CPU 讀取8255A 狀態(tài)時(shí)， PC 口又作 1， 2 方式的狀態(tài)口用等等。 8255A 的外部特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 畢業(yè)論文 20 外部引腳 8255A 是一個(gè)單 +5V 電源供電， 40 個(gè)引腳的雙列直插式組件，其外部引線如圖 216 所示。 ① 與系統(tǒng)總線的連接信號(hào) D0～ D7：雙向數(shù)據(jù)線，用于 CPU 向 8255A 發(fā)送命令、數(shù)據(jù)和 8255A 向 CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)和 8255A 向 CPU 回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)。 RD ：讀信號(hào)，低電平有效。 WR ：寫信號(hào)，低電平有效。 RESET：復(fù)位信號(hào)，高電平有效。它清除控制寄存器并將 8255A 的 A、 B、 C 三個(gè)端口均置為輸入方式；輸入寄存器和狀態(tài)寄存器被復(fù)位，并且屏蔽中斷請(qǐng)求；24 條面向外設(shè)信號(hào)線呈現(xiàn)高阻懸浮狀態(tài)。 ② 與外部設(shè)備的連接信號(hào) PA0～ PA7：端口 A 的輸入 /輸出線。 PB0～ PB7：端口 B 的輸入 /輸出線。 PC0～ PC7：端口 C 的輸入 /輸出線。 圖 216 8255 引腳圖 這 24 根信號(hào)線均可用來連接 I/O 設(shè)備和傳送信息。其中， A 口和 B 口只作輸入 /輸出的數(shù)據(jù)口用，盡管有時(shí)也利用它們從 I/O 設(shè)備讀取一些狀態(tài)信號(hào)，如打印機(jī)的 ―忙 ‖（ Busy）狀態(tài)信號(hào)、 A/D 轉(zhuǎn)換器的 ―轉(zhuǎn)換結(jié)束 ‖（ EOC）狀態(tài)信號(hào)，但對(duì) A 口和 B 口來說，都是作 8255A 的數(shù)據(jù)口讀入 ，而不是作 8255A 的狀態(tài)口讀入的。 C 口的作用與 8255A 的工作方式有關(guān)，它除了作數(shù)據(jù)口以外，還有其他用途，故 C 口的使用比較特殊，單獨(dú)介紹如下： ； ； （固定）聯(lián)絡(luò)（握手）信號(hào)線； 。 畢業(yè)論文 21 8255 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8255A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 217 所示。 8255 芯片內(nèi)部主要由控制寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄器組成 ， 它由以下 4 個(gè)部分組成。 數(shù)據(jù)總線緩沖器B組控制A 組端口A（8 ）A 組端口C上半部（4 ）B 組端口C下半部（4 ）B 組端口B（8 ）A組控制讀寫控制邏輯RDWRA0A1RESETCSD 7 ～D 0I/OP A 7 ～P A 0I/OP C 7 ～P C 4I/OP C 3 ～P C 0I/OP B 7 ～P B 0 圖 217 8255 邏輯框圖 ① 數(shù)據(jù)總線緩沖器。這是一個(gè)三態(tài)雙向 8 位緩沖器 ，它是 8255A 與 CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。 ② 讀 /寫控制邏輯。讀 /寫控制邏輯由讀信號(hào) RD 、寫信號(hào) WR 、選片信號(hào) CS以及端口選擇信號(hào) A A0 等組成。 ③ 輸入 /輸出端口 A、 B、 C。 8255A 包括 3 個(gè) 8 位輸入輸出端口（ port）。每個(gè)端口都有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入寄存器和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出寄存器。 ④ A 組和 B 組控制電路?？刂?A、 B 和 C 三個(gè)端口的工作方式。 表 24 8255 各端口與寄存器的選擇 CS A1 A0 RD WR 讀操作 內(nèi)容 0 0 0 0 1 PA→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 0 0 1 0 1 PB→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 0 1 0 0 1 PC→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 寫操作 0 0 0 1 0 PA 口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 0 0 1 1 0 PB 口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 畢業(yè)論文 22 0 1 0 1 0 PC 口 ← 數(shù)據(jù)總 線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 0 1 1 1 0 控制寄存器 ← 數(shù)據(jù)總線 控制字 無操作情況 1 總線懸?。ㄈ龖B(tài)） 0 1 1 總線懸浮 0 1 1 0 1 控制口不能讀 8255A 的編程命令 （ 1）方式命令 作用：指定 8255A 的工作方式及其方式下 3 個(gè)并行端口（ PA、 PB、 PC）的功能，是作輸入還是作輸出。 格式： 8 位，其中最高位是特征位，一定要寫 1，其余各位定義如下，應(yīng)根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)要求填寫 1 或 0。 表 25 8255 的工作方式 1 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 特征位 A 組工作方式 00（方式 0） 01（方式 1） 1x（方式 2） PA 口 0（方式 0） 1（方式 1） C口高四位 0（輸出） 1（輸入） B 組工作方式 0（方式 0） 1（方式 1） PB 口 0（輸出） 1（輸入） C 口低四位 0（輸出） 1（輸入） Ⅰ . 方式 0 的特點(diǎn) ① 0 方式 是一種基本輸入 /輸出工作方式。通常不用聯(lián)絡(luò)信號(hào)，或不使用固定 的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。基本 I/O 方式是指查詢方式傳送，也包括無條件傳送。 ② 在 0 方式下，彼此獨(dú)立的兩個(gè) 8 位和兩個(gè) 4 位并行口，都能被指定作為輸入或者輸出用，共 有 16 種不同的使用狀態(tài)。 ③ 在 0 方式下不設(shè)置專用聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，需要聯(lián)絡(luò)時(shí)，可由用戶任意指定 C口中的哪根線完成某種聯(lián)絡(luò)功能，這與后面要討論的在 1 方式、 2 方式下設(shè)置固定的專用聯(lián)絡(luò)信號(hào)線不同。 ④ 雙向 I/O，一次初始化只能指定端口（ PA、 PB 和 PC）作輸入或輸出，不畢業(yè)論文 23 能指定端口同時(shí)既作輸入又作輸出。 Ⅱ . 方式 1 的特點(diǎn) ① 1 方式是一種選通輸入 /輸出方式或叫應(yīng)答方式，因此，需設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線或應(yīng)答信號(hào)線，以便對(duì) I/O 設(shè)備和 CPU 兩側(cè) 進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。這種方式通常用于查詢（條件）傳送或中斷傳送。數(shù)據(jù)的輸入輸出都有鎖存功能。 ② PA 和 PB 為數(shù)據(jù)口，而 PC 口的大部分引腳分配作專用（固定）的聯(lián)絡(luò)信號(hào)的 C 口引腳，用戶不能再指定作其他作用。 ③ 各聯(lián)絡(luò)信號(hào)線之間有固定的時(shí)序關(guān)系，傳送數(shù)據(jù)時(shí)，要嚴(yán)格按照時(shí)序進(jìn)行。 ④ 輸入 /輸出操作過程中，產(chǎn)生固定的狀態(tài)字，這些狀態(tài)信息可作為查詢或中斷請(qǐng)求之用。狀態(tài)字從 PC 口讀取。 ⑤ 單向傳送。一次初始化只能設(shè)置在一個(gè)方向上傳送，不能同時(shí)作兩個(gè)方向的傳送。 Ⅲ . 方式 2 的特點(diǎn) ① PA 口為雙向選通輸入 /輸出或叫雙向應(yīng)答式輸入 /輸出。一次初始化可指定 PA口既作輸入口又作輸出口。 ② 設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線和中斷請(qǐng)求 號(hào)信線，因此，方式 2 下可采用中斷方式和查詢方式與 CPU 交換數(shù)據(jù)。 ③ 各聯(lián)絡(luò)線的定義及其時(shí)序關(guān)系和壯態(tài)基本上是在方式 1 下輸入和輸出兩種操作的組合。方式 2 是一種雙向選通輸入輸出方式，它把 A 口作為雙向輸入 /輸出口，把 C 口的 5