【正文】 1＝1，經(jīng)數(shù)模轉換后得到一個整個量程一半的模擬電壓VS，與輸入電壓Vin相比較，若VinVS,則保留這一位；若VinVin，則Dn1＝0。然后使下一位Dn2＝1,與上一次的結果一起經(jīng)數(shù)模轉換后與Vin相比較,重復這一過程，直到使D0＝1，再與Vin相比較,由VinVS還是VinV 來決定是否保留這一位。經(jīng)過n次比較后，n位寄存器的狀態(tài)即為轉換后的數(shù)據(jù)。這種直接逐位比較型（又稱反饋比較型）轉換器是一種高速的數(shù)模轉換電路，轉換精度很高，但對干擾的抑制能力較差，常用提高數(shù)據(jù)放大器性能的方法來彌補。它在計算機接口電路中用得最普遍。 　　間接法不將電壓直接轉換成數(shù)字，而是首先轉換成某一中間量,再由中間量轉換成數(shù)字。常用的有電壓時間間隔(V/T)型和電壓頻率(V/F)型兩種，其中電壓時間間隔型中的雙斜率法（又稱雙積分法）用得較為普遍。 　　模數(shù)轉換器的選用具體取決于輸入電平、輸出形式、控制性質(zhì)以及需要的速度、分辨率和精度。根據(jù)A/D 轉換器的工作原理，可以分為下面的四種類型：（1）計數(shù)器式A/D轉換器：結構簡單，轉換速度也很慢（2）并行A/D變換器：速度高，價格也很昂貴，用于高速（如視頻處理）場合。（3）逐次逼近型A/D 轉換器：精度、速度、價格方面比較折衷，是最常用的一種A/D 轉換器件。（4）雙積分型A/D 轉換器：精度高，抗干擾能力強，價格低，但是速度慢，常用于測量儀表等場合。 ADC性能指標⒈轉換精度：指完成一次A/D轉換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標。ADC型號不同，轉換速度差別很大。通常，8位逐次比較式ADC的轉換時間為100us左右。⒉轉換精度：ADC的轉換精度有模擬誤差和數(shù)字誤差組成。模擬誤差是比較器、解碼網(wǎng)絡中電阻值以及基準電壓波動等引起的誤差。數(shù)字誤差主要包括丟失碼誤差和量化誤差，前者屬于非固定誤差，由器件質(zhì)量決定，后者和ADC輸出數(shù)字量位數(shù)有關，位數(shù)越多，誤差越小。在A/D轉換過程中，模擬量是一種連續(xù)變化的量，數(shù)字量是斷續(xù)的量。 選用ADC0809ADC0809 是最常用的8 位A / D 轉換器，屬逐次逼近型；它由八路模擬開關、地址鎖存和譯碼器、比較器、256電阻階梯、樹狀開關、逐次逼近式寄存器SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。ADC0809 由單一＋5V電源供電，片內(nèi)有帶鎖存功能的8 路模擬電子開關，可對0~5V 8 路的輸入模擬電壓信號分時進行轉換，完成一次換約需100us ，輸出具有TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可直接與AT89S51單片機的總線相連。( 1 ) ADC0809 內(nèi)部結構與外特性ADC0809 是CMOS 工藝逐次逼近型A/D轉換器，其字長為8 位，可8 路輸入模擬量分時轉換的組成芯片。ADC0809主要由三部分組成：（1）模擬輸入選擇部分包括一個8路模擬開關和地址鎖存與譯碼電路。（2）轉換器部分主要包括比較器，8位D/A轉換器，逐位逼近寄存器以及控制邏輯電路等。（3）輸出部分包括一個8位三態(tài)輸出緩沖器。下圖是ADC0809 的內(nèi)部結構框圖。ADC0808/ADC0809真值表ALECBA接通信號1000INT01001INT11010INT21011INT31100INT41101INT51110INT61111INT70XXX均不通ADC0809的主要技術指標： 分辨率：8位 功耗：15mw 轉換時間：100us 溫度范圍：10~+85℃ 電源：單電源0~+5V各引腳的功能含義如下：D0~D7 ：8 位二進制數(shù)字量輸出端口；IN0~IN7 ： 8 路模擬量輸入端口；VCC ：+5V 工作電壓源；GND ：接地端；VREF ( + ）和VREF （一）：基準參考電壓，決定了輸入模擬量的量程范圍；CLK ：時鐘信號輸入端，時鐘頻率決定了轉換速度，轉換一次需要64 個時鐘周期。START ：A/D 轉換啟動信號輸入端口，高電平有效；ALE ：地址鎖存允許信號輸入端口，ALE 的下降沿將地址打入鎖存器；EOC ：A/D轉換結束信號輸出端口，開始轉換時為低電平，一旦轉換結束輸出高電平；OE ：完成轉換后數(shù)字量輸出允許控制信號輸入端口，高電平有效，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器的輸出。A 、B 、C ：地址輸入端口。用三位編碼組成3 8 譯碼輸出，選通8 路模擬電子開關，實現(xiàn)IN0~IN7 的8 路選1 工作。A , B , C 三位地址的輸入與8 路通道的對應關系如下：ABC三位地址的輸入與8路通道的對應關系選中通道IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7地址編碼A01010101B00110011C00001111AT89S51單片機配置ADC0809 的硬件接口：地址線與數(shù)據(jù)線的連接：ADC0809 的輸出部份有三態(tài)緩沖器，可以直接和數(shù)據(jù)總線相連；ADC0809 的地址選擇信號線ADDA , ADDB , ADDC 可以與地址線中的任何三根相連?？刂菩盘柕倪B接：ADC0809 所要求的或者所提供的都是高電平有效信號，而MCS—51 能夠提供或者需要的卻是低電平有效信號，所以必須用一些門電路進行轉換。具體的接法參考下圖，轉換結束信號EOC 通過非門與MCS—51 的INT1 相連，每次轉換完畢進行中斷請求，AT89S51 單片機在中斷程序中讀取數(shù)據(jù)，也可以用軟件查詢的方法獲得數(shù)據(jù)。ADC0809 與AT89S51 單片機連接圖 地址線與數(shù)據(jù)線的連接：ADC0809 的輸出部分有三態(tài)緩沖器，可以直接和數(shù)據(jù)總線相連；ADC08O9的地址選擇信號線ADDA 、ADDB 、ADDC 可以與地址線中的任意二根相連（圖中與ADO 、AD1 、AD2 相連），這樣8個輸入端所對應的地址就是從：也就是FFFOH—FFF7H 時鐘線的連接：ADC0809工作時必須外接時鐘，如果單片機的主振頻率為6M ，就可以直接借用ALE信號來作為ADC0809 的時鐘信號，當不使用MOVX 類指令時，ALE 是時鐘頻率的6分頻，在6M 晶振的頻率下，ALE 的頻率是1M ，如果用了更高頻率（如12M ）的晶振，用ALE 作為ADC0809 的時鐘就不恰當了?？梢园袮LE 二分頻之后再提供給ADC0809 ，也可以用555 之類的振蕩電路做一個時鐘發(fā)生器。 單片機 單片機概述微處理器（Microprocessor）、微型計算機和單片機（Signal—Microprocessors ）。微處理器（芯片）本身不是計算機，但它是小型計算機或微型處理器的控制和處理部分。將微處理器、一定容量的RAM 和ROM 以及I / 0 口、定時器等電路集成在一塊芯片上，構成微型計算機，簡稱單片機。 在一塊芯片上，集成了一個微型計算機的各個組成部分。每一個單片機包括：一個8 位微處理器（CPU ）。 內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM ( 128B / 256B ) ，用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運算的結果、最終結果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。片內(nèi)程序存儲器ROM / EPROM ( 4 KB / 8KB ) ，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機內(nèi)部不帶ROM / EPROM ，如8031 , 8032 , 80C31 等。四個8 位并行I / 0 接口PO—P3 ，每個口即可以用作輸入，也可以用作輸出。兩個定時器／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設置計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制。五個中斷源的終端控制系統(tǒng)。一個全雙工UART （通用異步接收發(fā)送器）的I / 0 口，用以實現(xiàn)單片機之間或單片機與微機之間的串行通信。片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許震蕩頻率為12MHz 。 AT89S51單片機 AT89S51概述AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲（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。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，和工業(yè)標準的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芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，為非常多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 8031CPU和MCS51兼容 4K字節(jié)可編程FLASH存儲器（壽命：1000寫/擦循環(huán)） 全靜態(tài)工作：0Hz24KHz 三級程式存儲器保密鎖定 128*8位內(nèi)部RAM 32條可編程I/O線 兩個16位定時器/計數(shù)器 6個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程式數(shù)據(jù)存儲器，他能被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FLASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當P2口被寫“1”時，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，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口當用于外部程式存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，他利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特別功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，他們被內(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。AT89S51方框圖 P3口除了作為一般的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：端口引腳第二功能XD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外中斷0）（外中斷1）T0（定時/計數(shù)器0）T1（定時/計數(shù)器1）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號?！馬ST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ●ALE/: 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1／6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。 對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖()。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的DO位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。 ●：程序儲存允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次信號。 ●／VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址為O000H—FFFFH)，端必須保持低電平(接地)。需注意的是：如果加密位LBI被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平(接端)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該信號加上+12v的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp?！馲TAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端?！馲TAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。●特殊功能哥存器： 在AT89C51片內(nèi)存儲器中，80H．FFH共128個單元為特殊功能寄存器(SFE)，SFR的地址空間映象如表13所示 并非所有的地址都被定義，從80HFH共128個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應將數(shù)據(jù)“1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復位后這些單元數(shù)值總是“0”。表13 AT89S51SFR映象及復位狀態(tài)0F8H0FFH0F0HB000000000F7H0E8H0EFH0E0HACC000000000E7H0D8H0DFH0D0HPSW000000000D7H0C8HT2MOD00000000T2MODXXXXXX00RCAP2LRCAP2HTL2TH20CFH0C0H0C7H0B8HIPXX0000000BFH0B0HP3111111110B7H0A8HIE0X0000000AFH0A0HP2111111110A7H98HSCON00000000SUBFXXXXXXXX9FH90HP11111111197H88HTCONTMODTL0TL1TH0TH18FH80HP011111111SP00000111DPLDPHPCON0XXX000087H 時鐘振蕩器：AT89S51中有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTL1和XTL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路見下圖。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴格的要求，但是電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30PF10PF，而使用陶瓷諧振器建議選擇40PF10PF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如下面右圖所示，這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTL2則懸空。 內(nèi)部振蕩電路 外部振蕩電路由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術條件要求。單片機讀取A／D轉換結果的方法有三種 (1)延遲法單片機啟動ADC0809后，延時130uS以上，可以讀到正確的A／D轉換結果。 (2)查詢法EOC必須接到AT89C51的一條I／0線上。單片機啟動ADC0809后，延遲10uS，檢測EOC，若EOC=0則A／D轉換沒有結束，繼續(xù)檢測EOC直到．EOC=1。當EOC=1時，A／D轉換已經(jīng)結束，單片機讀取A／D轉換結果。(3)中斷法EOC必須經(jīng)過非門接到AT89S51的中斷請求輸入線INTO或INTl上，AT89S51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。單片機啟動A／D轉換后可以做其它工作，當A／D轉換結束時，EOC由O——1經(jīng)過非門傳到ⅣT端，AT89S51收到中斷請求信號，若AT89S51開著中斷，則進入中斷服務程序，在中斷服務程序中單片機讀取A／D轉換的結果。 CAN總線設計 CAN總線硬件設計CAN總線控制節(jié)點是由微處理器、CAN控制器和CAN接口構成。目前，CAN總線器件主要有兩大類：(1) 獨立的CAN控制器．如Philips公司的82C200，SJAl000以及Intel公司的82526，8252