【正文】 26 參考 文獻(xiàn) [1] Micrel Inc. QwikRadio TM UHF ASK Transmitter[A] . [2] Micrel Inc. QwikRadio TM Low Power UHF Receiver[A] . [3] 薛曉書 .單片微機(jī)原理及接口技術(shù) [M].西安石油大學(xué) [4] 黃智偉 朱衛(wèi)華 .單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 [M].南華大學(xué) . [5] 付浩 AT89C51 單片機(jī)高速串行輸出口設(shè)計(jì) [A]淮陰師范學(xué)院 27 致謝 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能很好的完成，除了自己的努力外，也離不開(kāi)老師同學(xué)的幫助，特別是薛曉書老師，可以說(shuō)沒(méi)有他們的幫助，我就很難完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在后來(lái)就開(kāi)始燒片，燒片的過(guò)程還算順利。在后來(lái)的電路檢測(cè)中，就發(fā)現(xiàn)不能按要求顯示，又是顯示亂碼，經(jīng)過(guò)耐心反復(fù)的用萬(wàn)用表和示波器檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)并解決了問(wèn)題。在這些都搞得比較明白后就開(kāi)始畫設(shè)計(jì)流程圖和電路圖，最后用了很長(zhǎng)時(shí)間才畫出自己的電路圖，給老師看后，在老師的幫助下，改正了幾處有問(wèn)題的地方，定稿后就去買元器件 。使自己在硬件設(shè)計(jì)方面樹(shù)立了信心，為以后從事這方面的工作打好了基礎(chǔ) ，這 也 是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲。一開(kāi)始拿到這個(gè)題目的時(shí)候，真不知道從哪下手，在老師的指導(dǎo)下，自己找資料、看書，總算完成了。 單片機(jī)擴(kuò)展高速串行同步移位輸出口的方法，以及基于 TTL 電路的實(shí)現(xiàn)方案，在 LED 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)中都已得到成功的應(yīng)用。圖 3 中， Q0～ 24 Q5 分別是 6 個(gè) D 觸發(fā)器的輸出端 ，擴(kuò)展串行口片選有效（ CE=0），寫脈沖 WE 到來(lái)時(shí)， WR=0，在時(shí)鐘脈沖 XTAL2 的上升沿觸發(fā)器 D0 的輸出 Q0=0， Q0 復(fù)位 Q5，使Q5=1；寫脈沖結(jié)束后， WR=1，則 WR下面的程序段將內(nèi)部 RAM數(shù)據(jù)區(qū)首址為 30H 的 32 字節(jié)數(shù)據(jù)送擴(kuò)展串行口同步移位輸出： MOV P2， 00H ；設(shè)置擴(kuò)展串行口地址高 8 位 MOV R1， 30H ；設(shè)置內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)區(qū)首址 MOV R7， 32 ；輸出字節(jié)個(gè)數(shù) LOOP： MOV A， R1 ；從內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)區(qū)讀入 1 字節(jié) INC R1 ；指向內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)區(qū)下一個(gè)地址單元 MOVX R0， A ；數(shù)據(jù)送 擴(kuò)展串行口輸出 DJNZ R7， LOOP ； 32 字節(jié)未送完繼續(xù) RET 圖 擴(kuò)展串行口原理圖 基于 TTL 電路的設(shè)計(jì)方案和工作原理 圖 是用 TTL 電路實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展串行口電路。與并行存儲(chǔ)器芯片類似，擴(kuò)展串行口被視為一個(gè)外部 RAM 地址單元，直接掛接在 AT89C51 的外部數(shù)據(jù)總線上， D0～ D7 為數(shù)據(jù)線，CE 為片選信號(hào)， WE 為寫脈沖信號(hào)，也是擴(kuò)展串行口的輸出控制信號(hào)。 AT89C51 單片機(jī)的串行口在方式 0 工作狀態(tài)下，數(shù)據(jù)以 fosc/12 的波特率輸出， 1 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫入 SBUF 后，需檢查中斷標(biāo)志位TI 是否為 “ 1” 并清 “ 0” TI 或延時(shí)幾個(gè)機(jī)器周期后才能繼續(xù)寫入了一個(gè)數(shù)據(jù)，輸出速度慢。設(shè)計(jì)串行通信程序應(yīng)考慮：雙方通信的協(xié)議，有效數(shù)據(jù)識(shí)別標(biāo)志，數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)和校驗(yàn)。接 VDD 為發(fā)射方式，接 VSS 為待機(jī)模式。正常工作時(shí)，該引腳端上的電壓被設(shè)置在 ~ 之間。典型的 PCB 導(dǎo)線天線的電感與回路的尺寸、天線導(dǎo)線的寬度、 PCB 銅泊的厚度和接地板的位置有關(guān)。發(fā)射頻率是基準(zhǔn)振蕩器頻率的 32 倍：基準(zhǔn)振蕩頻率32=發(fā)射頻率。天線調(diào)諧控制部分檢測(cè)天線通道中發(fā)射信號(hào)的相位和控制變?nèi)荻O管的電容，以調(diào)諧天線，實(shí)現(xiàn)天線自動(dòng)調(diào)諧。 MICRF102 是 Micrel公司推出的一個(gè)單片 UHF/ASK 發(fā)射器，采用 SOP(M)8 封裝，芯片內(nèi)包含有：由基準(zhǔn)振蕩器、相位檢波器 、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制， RF 功率放大器，天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電路，是一個(gè)真正的 數(shù)據(jù)輸入－無(wú)線輸出 的單片無(wú)線發(fā)射器件。必須進(jìn)行無(wú)線發(fā)射、接收的方面的研究，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，就沒(méi)能完成無(wú)線發(fā)射、接收的設(shè)計(jì)。 （ 2）配置芯片時(shí)要注意選對(duì)芯片型號(hào)，例如用 AT89C51 就要選： MCU AT89C51。 燒片 燒片用的是 PLDA 軟件，它的使用方法如下： （ 1）先配置軟件，選擇 MCU89C51。 D. 選擇項(xiàng)目，點(diǎn)擊全部編譯，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行編譯后彈出對(duì)話框，提示編譯中出現(xiàn)的問(wèn)題，雙擊提示后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)指出出問(wèn)題的地方（生成 .BIN 文件）。 編譯軟件的使用和 PLDA 的使用 兩個(gè)軟件的作用是將源程序轉(zhuǎn)化為目標(biāo)文件，再把目標(biāo)文件燒到單片機(jī) AT89C51SM0 SM1 SM2 REN TB8 TB8 TI RI 0 1 0 1 0 0 0 0 20 中，他們是這個(gè)過(guò)程中不可缺少的，在這里我們?cè)敿?xì)介紹這兩個(gè)軟件的使用。 圖 發(fā)射接口流程圖 通信協(xié)議 通信協(xié)議是發(fā) 射機(jī)和接收機(jī)之間通信不可缺少的部分，包括下面幾方面的設(shè)置 。我等軟件是用匯編完成的，需要能熟練的掌握匯編語(yǔ)言，還要熟悉 AT89C51單片機(jī)。 D: 用復(fù)位鍵看顯示是否正確，如果穩(wěn)定，表示調(diào)試成功。編寫一個(gè)小程序，燒入芯片中加點(diǎn)調(diào)試。 調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法： （ 1）上電后，用導(dǎo)線一端接低電平，另一端逐一連接 P0、 P2 管腳，數(shù)碼管顯示不正常，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)管腳有短路現(xiàn)象，將短路管腳重新焊接后，顯示正常。 無(wú)單片機(jī)的調(diào)試 無(wú)單片機(jī)調(diào)試主要檢查電路工作是否正常，調(diào)試數(shù)碼管是否點(diǎn)亮，顯示數(shù)據(jù)是否正確，具體步驟如下： A：打開(kāi)電源，將輸出電壓調(diào) 到 5 伏，然后關(guān)閉電源。地線檢查：其他按鍵接地是否良好，時(shí)鐘電路接地端的檢測(cè)，單片機(jī) GND 端（ 20 腳）是否接地。 導(dǎo)線的焊接 導(dǎo)線的焊接比較麻煩。 時(shí)鐘電路的焊接 16 我們的電路中時(shí)鐘電路包括一個(gè)晶震，兩個(gè)電容。 按鍵的焊接 我的電路中用到了 5 個(gè)按鍵，一個(gè)復(fù)位鍵、一個(gè)發(fā)射鍵、兩個(gè)置數(shù)鍵，還 有我自己加的一個(gè)計(jì)數(shù)控制鍵。 硬件的焊接 底座的焊接 我的電路板有兩個(gè)底座，一個(gè)是單片機(jī) AT89C51 的，另一個(gè)是數(shù)碼顯示管的。因?yàn)槲覀冞x用的是實(shí)驗(yàn)板，所以要用導(dǎo)線把各個(gè)元器件連接起來(lái)，這就要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，幸好這個(gè)在我們以前的電娤實(shí)習(xí)中已經(jīng)掌握。 共陽(yáng)極：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成共陽(yáng)極。在數(shù)字電路中常常要把數(shù)據(jù)或運(yùn)算結(jié)果通過(guò)半導(dǎo)體數(shù)碼管、液 晶數(shù)碼和熒光數(shù)碼管，用十進(jìn)制數(shù)顯示出來(lái)。并且由于各位由一個(gè) 8 位鎖存器控制段選線，故在同一時(shí)間內(nèi)每一位顯示的字符可以不同， 表 段碼與字型的關(guān)系 段碼 D7 DP D6 g D5 f D4 e D3 d D2 c D2 b D0 a 字形 3FH 0 0 1 1 1 1 1 1 0 06H 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5BH 0 1 0 1 1 0 1 1 2 4FH 0 1 0 0 1 1 1 1 3 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 4 6DH 0 1 1 0 1 1 0 1 5 7DH 0 1 1 1 1 1 0 1 6 07H 0 0 0 0 0 1 1 1 7 7FH 0 1 1 1 1 1 1 1 8 6FH 0 1 1 0 1 1 1 1 9 77H 0 1 1 1 0 1 1 1 a 7CH 0 1 1 1 0 1 1 1 b 39H 0 0 1 1 1 0 0 1 c 5EH 0 1 0 1 1 1 1 0 d 79H 0 1 1 1 1 0 0 1 e 71H 0 1 1 1 0 0 0 0 f 這種方式占用鎖存器較多。 圖 “8” 字型數(shù)碼管 LED 顯示器分為共陰極和共陽(yáng)極，共陰極是將 8 個(gè)發(fā)光二極管陰極連接在一起 14 作為公共端，而共陽(yáng)極是將 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起作為公共端。 13 串行口工作方式 串行口具有 4 種工作方式，我從應(yīng)用和畢業(yè)設(shè)計(jì) 的角度，重點(diǎn)討論方式 1 發(fā)送。 RI：接收中斷標(biāo)志。在方式 0 中，不使用 RB8。由軟件置 “1”時(shí)，允許接收；軟件置 “0”時(shí)，不許接收。接收 狀態(tài)，當(dāng)串行口工作方式 2 或 3，以及 SM2=1 時(shí)，只有當(dāng)接收到第 9 位數(shù)據(jù)（ RB8）為 1 時(shí)，才把接收的前 8 位數(shù)據(jù)送入 SBUF，且置位 RI 發(fā)出中斷申請(qǐng)，否則會(huì)將收到的數(shù)據(jù)放棄。而從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)既可接收數(shù)據(jù)。 MCS51 的串行和控制寄存器 串行口和控制寄存器 MCS51 單片機(jī)串行口專用寄存器結(jié)構(gòu)如圖所示。 C． 全雙工方式：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送，但一般全雙工電路的線路和設(shè)備比較復(fù)雜。 基本概念 數(shù)據(jù)通信的傳輸方式：常用于數(shù)據(jù)通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和 多 工方式。 單片機(jī)的串行接口 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè) 全雙工的串行接收和發(fā)射緩沖器（ SBUFF），這兩個(gè)在物理上獨(dú) 立的接收發(fā)射器，即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù)，但接收緩沖器只可以讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，它們的地址是 99H。 ，將 EA/Vpp 端加上 +1V 編程電壓。編程方 法： 編程前需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址就、加在 P1 口和 P2 口的—（ 11 位地址范圍為 0000H—0FFFH），數(shù)據(jù)從 P0 口輸入，引腳 、 和 、 的電平設(shè)置見(jiàn)表。程序接收高電壓（ +12V）或低電壓（ Vcc）的允許編程信號(hào)。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 懸空。對(duì)外接電容 CC2 雖然沒(méi)有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用 30pF177。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還要輸入編程脈沖（ PROG ）。當(dāng)震蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平使機(jī)器復(fù)位。對(duì) P3 口寫入 “1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時(shí)， P2 口線的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路?？勺鳛檩敵隹谑褂脮r(shí)，每位可吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電路，對(duì)端口寫 “1”可作為高阻抗輸入輸入端用。 （ 1） AT89C51 引腳功能說(shuō)明： 低功耗空閑和掉電模式 AT89C51 功能特性描述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電