【導讀】膈莂襖肅芀薈螀膄莃莁蚆膃肂薆薂蝿膅荿蒈蝿莇薄袇螈肇蕆螃螇腿蚃蠆螆芁蒅薅螅莄羋袃螄肅蒄蝿襖膆芆蚅袃羋蒂薁袂肈芅薇袁膀薀袆袀節(jié)莃螂衿莄蕿蚈袈肄莁薄羈膆薇蒀羇艿莀螈羆羈薅蚄羅膁莈蝕羄芃蚃薆羃蒞蒆裊肅艿螁膇蒅蚇肁芀芇薃肀罿蒃葿聿肂芆袇肈芄蒁螃肇莆莄蠆肆肆蕿薅肆膈莂襖肅芀薈螀膄莃莁蚆膃肂薆薂蝿膅荿蒈蝿莇薄袇螈肇蕆螃螇腿蚃蠆螆芁蒅薅螅莄羋袃螄肅蒄蝿襖膆芆蚅袃羋蒂薁袂肈芅薇袁膀薀袆袀節(jié)莃螂衿莄蕿蚈袈肄莁薄羈膆薇蒀羇艿莀螈羆羈薅蚄羅膁莈蝕羄芃蚃薆羃蒞蒆裊肅艿螁膇蒅蚇肁芀芇薃肀罿蒃葿

　　

【正文】 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16腳背光負極。 15 電源電路 眾所皆知，電源電路設計，乃是在整體電路設計中最基礎的必備功 夫。 可以說，有電器的地方就有電源。所有的電子齊備都離不開可靠的電源為其供電?，F(xiàn)代電子設備中的電路使 用了大量半導體器件，這些半導體器件需要幾伏到幾十伏的直流供電，以便得到正常工作所必需的能源。這些直流電源有的屬于化學電源，如采用交流電源經過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等變換為所需的直流電壓。完成這種變換任務的電源稱為直流穩(wěn)壓電源。本 設計 涉及的 就 是這類電源 。它是通過變壓器（直流穩(wěn)壓電壓）提供一個 5V的電源電壓。 晶振電路 晶振是為電路提供頻率基準 的元器件，通常分成有源晶振和無源晶振兩個 類，無源晶振需要芯片內部有振蕩器，并且晶振的信號電壓根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無源晶振通常信號質量和精度較差，需 要精確匹配外圍電路（電感、電容、電阻等），如需更換晶振時要同時更換外圍的電路。有源晶振不需要芯片的內部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準，信號質量也較無源晶振要好。因價格等因素，實際應用中多采用無源晶振設計的電路居多，除非電路設計時序極其敏感或芯片內部無振蕩器的情況（如一些型號的 DSP 或精密儀器中）。 51 開發(fā)板晶振采用的是單片機通用的 的無源晶振，輸出時鐘到單片機 P18 和 P19。 其電路圖如下圖 34 所示 ： 圖 34 晶振電路 復位電路 一個芯片，尤其是可編程芯片，通常在上電的瞬間需要一個短暫的時間進行內部參數(shù)的初始化，這個時候芯片無法立即進入工作狀態(tài)。 通常稱上電初始化這些工作為復位， 16 完成這個功能的電路稱之為復位電路。 MCS— 51單片機在時鐘電路工作以后，在 RST 端持續(xù)給出 2個機器周期的高電平就可以完成復位操作（一般復位正脈沖寬度大于 10ms）。復位分為上電復位和外部復位兩種方式。 上電復位是在單片機接通電源時，對單片機的復位。上電復位電路如圖 35所示。在上電瞬間 RST 端與 Vcc 電位相同，隨著電容上電壓的逐漸上升， RST 端電位逐漸下降。上電復位所需的最短時間是振蕩器振蕩建立時間加 2 個機器周期。復位電路的阻容參數(shù)通常由實驗調 ，在 RST 端提供足夠的高電平脈沖 ,使單片機能夠 可靠地上電自動復位。 圖 35 上電復位電路 在該系統(tǒng)設計中用的就是上電復 位電路 ，高電平有效。 第 4 章 單片機與 PC 之間的串行通信 串行通信原理 所謂 “ 串行通信 ” 是指外設和計算機間使用一根數(shù)據(jù)信號線 ,數(shù)據(jù)在一根數(shù)據(jù)信號線上按位進行傳輸，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個固定的時間長度。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠距離通信中可以節(jié)約通信成本，當然，其傳輸速度比并行傳輸慢。相比之下，由于高速率的要求，處于計算機內部的 CPU 與串口之間的通訊仍然采用并行的通訊方式，所以串行口的本質就是實現(xiàn) CPU與外圍數(shù)據(jù)設備的數(shù)據(jù)格式轉換（或者稱為串并轉換器），即當數(shù)據(jù)從外圍設備輸入計算機時，數(shù)據(jù) 格式由位 (bit)轉化為字節(jié)數(shù)據(jù)；反之，當計算機發(fā)送下行數(shù)據(jù)到外圍設備時，串口又將字節(jié)數(shù)據(jù)轉化為位數(shù)據(jù)。串行通信有三種通信方式：單工、 半雙工、全雙工。 串行端口的本質功能是作為 CPU 和串行設備間的編碼轉換器 .當數(shù)據(jù)從 CPU 經過 17 串行端口發(fā)送出去時 ,字節(jié)數(shù)據(jù)轉換為串行的位 。 在接收數(shù)據(jù)時 ,串行的位被轉換為字節(jié)數(shù)據(jù) ， 在 Windows 環(huán)境 ( Windows NT 、 Win98 、 Windows2020 )下 ,串口是系統(tǒng)資源的一部分 。 應用程序要使用串口進行通信 ,必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求 (打開串口 ),通信完成后必須釋放資源 (關閉串口 )。 RS232的介紹 一個完整的 RS232C 接口有 22 根線 ,采用標準的 25 芯插頭座 (或者 9 芯插頭座 。 25 芯和 9 芯的主要信號線相同 。 以下的介紹是以 9 芯的 RS232C 為例 。 設計中采用了 9芯的 。 MAX232 的引腳圖如圖 41 所示： 圖 41 MAX232 引腳圖 主要信號線定義 : 引腳 1 :保護地 ； 引腳 2 :發(fā) 送數(shù)據(jù) TXD； 引腳 3 :接收數(shù)據(jù) RXD； 18 引腳 4 :請求發(fā)送 RTS； 引腳 5 :清除發(fā)送 CTS； 引腳 6 :數(shù)據(jù)設備就緒 DSR； 引腳 7 :信號地 ； 引腳 8 :數(shù)據(jù)載波檢測 DCD； 電氣特性 : 數(shù)據(jù)傳輸速率最大可到 20K bps, 最大距離僅 15m .注 :看了微軟的 MSDN ,其 Windows API 中關于串行通訊設備 (不一定都是串口 RS232C 或 RS422 或 RS449 )速 率的設置 ,最大可支持到 RS_256000 ,即 256Kbps! 也不知道到底是什么串行通訊設備 ?但不管怎樣 ,一般主機和單片機的串口通訊大多都在 9600bps, 可以滿足通訊需求 。 接口的典型應用 : 大 多數(shù)計算機應用系統(tǒng)與智能單元之間只需使用 3 到 5 根信號線即可工作 。這時 ,除了 TXD 、 RXD 以外 ,還需使用 RTS 、 CTS 、 DCD 、 DTR 、 DSR 等信號線 。 (當然 ,在程序中也需要對相應的信號線進行設置 。 ) 圖 42 單片機與計算機的連接 以上接法 ,在設計程序時 ,直接進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送就可以了 ,不需要對信號線的狀態(tài)進行判斷或設置 。 (如果應用的場合需要使用握手信號等 ,需要對相應的信號線的 狀態(tài) 進行檢測或設置 。 ) 串行通信硬件電路的實現(xiàn) 一般說來 ,計算機都有一個或多個串行端口 ,他們依次為 COM COM2,??這些串 口還 19 提供了外部設備與 PC 機進行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道，這些串口在 CPU 和外設之間充當解釋器的角色。當字符數(shù)據(jù)從計算機發(fā)送給外設時，這些字符數(shù)據(jù)將被轉換為比特流數(shù)據(jù)；當接收數(shù)據(jù)時，比 特 流數(shù)據(jù) 被轉換為字符數(shù)據(jù)傳遞給 CPU。 單片機串口輸入輸出電平為TTL 電平，而計算機串口符合 RS232C 串行總線標準，采用的是負邏輯，邏輯 “ 1” 為 5V～15V，邏輯 0為 +5V～ +15V。這兩種電平是不一樣的，因此不能直接連在一起，在本設計中，采用了電平轉換芯片 MAX232 來實現(xiàn)了單片機電平與 RS232 電平之間的統(tǒng)一。 單片 機端的串行通信 單片機 AT89C52 內部有一個功能很強的全雙工串行口，可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，它有四種工作方式可供不同場合使用。波特率由軟件設置，通過片內的定時 /計數(shù)器產生。接收和發(fā)送均可工作在查詢方式或中斷方式。串行口有兩個獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF（屬于特殊功能寄存器）。一個用作發(fā)送，一個用于接收，發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，接受緩沖器只能讀出不能寫入，兩者共用一個字節(jié)地址 99H。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，CPU 由一條寫發(fā)送緩沖區(qū)的指令把數(shù)據(jù)（字符）寫入串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF（發(fā)）中，然后從 TXD 端 1 位 1 位 地向外發(fā)送。與此同時，接收端 RXD 也可 1 位 1 位地接收數(shù)據(jù)，直到接收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后通知 CPU，再用一條指令把接收緩沖器 SBUF（收）的內容讀入累加器。 （ 1）串行口數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF SBUF 是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，兩個緩沖器共用一個字節(jié)地址 99H,可通過指令對 SBUF 的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。 CPU 寫 SBUF 就是修改發(fā)送緩沖器；讀 SBUF 就是讀接收緩沖器，串行口對外也有兩條獨立的收發(fā)信號線 RXD（ ）和 TXD（ ）。因此可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工傳送。 （ 2）串行口控制寄存器 SCON SCON 寄存器用來控制串行口的工作方式和狀態(tài)，它可以是位尋址。在復位時所有位被清零，字節(jié)地址為 98H， SCON 的格式如圖 43 所示。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 98H SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 20 圖 43 SCON 格式 （ 3）特殊功能寄存器 PCON PCON 主要是為 CHMOS 型單片機的電源控制而設置的專 用寄存器，單元地址為 87H不能為尋址，其格式如 圖 44 所示。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 87H 圖 44 PCON 格式 在 HMOS 單片機中，該寄存器除最高位外，其它位都是虛設的。最高位 SMOD 為串行口波特率選擇位，當 SMOD=1，方式 3 的波特率加倍；當 SMOD=0 時，系統(tǒng)復位。 AT89C51 的串行端口有 4 種工作方式，通過編程設計，可以使其工作在任一方式，以滿足不同場合的需要。其中， 方式 0 主要用于外接移位寄存器，以擴展單片機的 I/O電路；方式 1 主要用于雙機之間或外設電路的通信；方式 3 除