【正文】 圖 39 為輸入信號整形電路。放大整形電路由 9018 和 74F14 等組成，其中 9018 組成放大電路將輸入為 FX 得周期信號如正弦波、三角波等進(jìn)行放大。74F14 施密特觸發(fā)器對放大器得輸出信號進(jìn)行整形，使之稱為矩形脈沖。其連線如圖所示。待測信號經(jīng)過時(shí)，由 DD2 兩個(gè)二極管進(jìn)行限幅，以免電壓過大而燒毀，信號經(jīng)過 9018 進(jìn)行放大，由 74F14 對其進(jìn)行整形，產(chǎn)生出得波形為標(biāo)準(zhǔn)方波，方便 CPLD 進(jìn)行計(jì)數(shù)。U i1 M ΩD 2I N 4 0 0 5D 1I N 4 0 0 54 7 181。 F7 4 K Ω3 9 K Ω1 0 K Ω4 7 K Ω1 0 K Ω1 K Ω1 0 0 181。 F127 4 F 1 4T 1N P NV c cR 7R 8R 9R 1 4R 1 1R 1 2R 1 3C 4U 4U o圖 39 被測信號整形電路 Shaping circuit of the measured signal 施密特觸發(fā)器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23施密特觸發(fā)器具有以下特點(diǎn)：圖 310 施密特電路的傳輸特性 Transmission characteristic of the Schmidt circuit（1）施密特觸發(fā)屬于電平觸發(fā)，對于緩慢變化得信號仍然適用，當(dāng)輸入信號達(dá)到某一定電壓值時(shí)，輸出電壓會發(fā)生突變。（2） 輸入信號增加和減少時(shí)，電路有不同的閾值電壓，它具有如同 2所示的傳輸特性。施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器得用途很廣，其典型應(yīng)用舉例如下：（1）波形得整形和變換 利用施密特觸發(fā)器得正弦波、三角波變換成方波，通常由測量裝置來的信號，經(jīng)放大后可能是不規(guī)則的波形，必須經(jīng)施密特觸發(fā)器整形。作為整形電路時(shí)如果要求輸入與輸出同相，則可在集成施密特反相器后再加一級反相器。 （2）幅度鑒別 （3）多諧振蕩器利用施密特觸發(fā)器也可以構(gòu)成多諧振蕩器。 單片機(jī)主控模塊 AT89C51單片機(jī)性能AT89C51 簡介：基于 CPLD 和單片機(jī)的頻率測量計(jì)的設(shè)計(jì)24圖 311 AT89C51 的引腳排列圖 Arrange diagram of pins of AT89C51AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 （FPEROM —Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位CPU 和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡版本。AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖 311 所示。主要特性：與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000 寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25全靜態(tài)工作：0HZ24HZ三級程序存儲器鎖定1288 位內(nèi)部 RAM32 可編程 I/O 線兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5 個(gè)中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。 P2 口：P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故?；?CPLD 和單片機(jī)的頻率測量計(jì)的設(shè)計(jì)26P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） （外部中斷 0）0INT （外部中斷 1）1 T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）WR （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）DP3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平圖 312 單片機(jī)復(fù)位電路 Reset circuit of SCM出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。復(fù)位操作不會對內(nèi)部 RAM 有所影響。常用的復(fù)位電路如圖 312 所示。ALE/ ：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位PROG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 端以不變的頻率畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對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。：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周PSEN期兩次 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 信號將不出現(xiàn)。PSEN /VPP：當(dāng) /VPP 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000HAFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時(shí)， /VPP 將內(nèi)部鎖定為ARESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。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。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。圖 313 單片機(jī)的振蕩方式圖 Oscillation Manner Diagram of SCM芯片擦除：整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲基于 CPLD 和單片機(jī)的頻率測量計(jì)的設(shè)計(jì)28字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。串口通訊：單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON，TCON，TMOD，SCON 等，各代表什么含義呢？SBUF：數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器?！睂?shí)際上 SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址：99H。CPU 在讀 SBUF 時(shí)會指到接收寄存器，在寫時(shí)會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡單，只要把這個(gè) 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個(gè)變量就可以對其進(jìn)行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對其做了定義，只要用 include 引用就可以了。 SCON：串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存器。SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。它的各個(gè)位的具體定義如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISM0、SM1 為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置。串行口工作模式設(shè)置。 SM0 SM1 模式 功能 波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8 位 UART 可變畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29 1 0 2 9 位 UART fosc/32 或 fosc/64 1 1 3 9 位 UART 可變 在這里只說明最常用的模式 1，其它的模式也就一一略過，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART 為(Universal Asynchronous Receiver）的英文縮寫。 SM2： 在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式 0 中要求該位為 0。REM： 為允許接收位，REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。REM 是由軟件置位或清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入 REM=0 來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8： 接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。該位可能是奇偶位，地址/ 數(shù)據(jù)標(biāo)識位。在模式 0 中，RB8 為保留位沒有被使用。在模式 1 中，當(dāng)SM2=