【正文】 這些信號當中，除了應(yīng)答信號是由從機發(fā)給主機的以外，其他的信號都是由主機發(fā)出同步信號，并且發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)都是從字節(jié)的低位開始的。 (4)數(shù)據(jù)交換?？砂l(fā)送的 ROM 命令有：讀 ROM，匹配 ROM，搜索 ROM，跳過 ROM，超 ROM，超速跳過 ROM，條件查找 ROM。應(yīng)答脈沖使主機知道總線上有從機設(shè)備，且準 備就緒。 b DS1302 的寄存器 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān) ， 存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼格式。另外，當～ RST為高電平時， SCLK必須為低電平。 b DA 程序流程圖 DA 程序流程圖如圖 45 所示 ： S51開發(fā)板的設(shè)計 23 圖 45 DA程序流程圖 DS1302 時鐘模塊程序設(shè)計 a DS1302 的工作 時序 DS1302 的復(fù)位特征和時鐘控制要求：復(fù)位 (～ RST) 輸入有兩種功能：首先，用于接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次，用于終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。如不使用級聯(lián)方式， DIN只需輸入 12位數(shù)據(jù)。當片選 CS為高電平時，串行輸入數(shù)據(jù) DIN不能由時鐘同步送入移位寄存器；輸出數(shù)據(jù) DOUT保持最近的數(shù)值不變而不進入高阻狀態(tài)。在主函數(shù)中循環(huán)讀取某一通道的模擬電壓值，將采集到的數(shù)據(jù)由16進制轉(zhuǎn)換為 ASCLL碼。數(shù)據(jù)輸出時先輸出最高位 (D7～ D0)；輸出完轉(zhuǎn)換結(jié)果后，又以最低位開始重新輸出一遍數(shù)據(jù) (D7～ D0)，兩次發(fā)送的最低位共用。在第一個時鐘期間 ， D I為高，表示啟動位，緊接著輸入兩位配置位。 鍵盤程序流程圖如圖 41 所示： S51開發(fā)板的設(shè)計 20 圖 41 鍵盤程序流程圖 鍵盤采用的是行掃描法確定鍵值，在程序中具體是這樣掃描鍵盤的：將鍵盤掃描碼送入 P2 口，先是使行線依次為低電平，順序為 KEY KEY KEYKEY4，在某一行線為低 電平的狀態(tài)下，讀取 P2 口的狀態(tài)，將狀態(tài)值依次右移四位，這樣便將 KEY5KEY8 的狀態(tài)值移到了低四位，再將高四位狀態(tài)值置一，將處理后的狀態(tài)值與當前的掃描碼比較，如果此時的狀態(tài)值與四個掃描碼中的一個相同，證明有鍵按下，此時保存掃描碼的數(shù)組下標和與狀態(tài)值相等的掃描碼數(shù)組下標，并將兩個值按照鍵盤編碼值進行某一規(guī)則的四則運算后返回給主函數(shù)中的某一變量；如果在全部行線依次為低電平情況下的狀態(tài)值與四個掃描碼中沒有一個相同，證明沒有鍵按下，返回 1 到主函數(shù)。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。 鍵盤模塊程序設(shè)計 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 為： 判斷鍵盤中有無鍵按下 ： 將全部行線 KEY0KEY3 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。 總結(jié)：對硬件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，采用的電路為典型應(yīng)用電路，資源配置合理，通過使用短路帽連接相應(yīng)的功能模塊，降低了功耗，減弱了器件之間的相互干擾，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，硬件工作穩(wěn)定可靠。工作于空閑模式時 CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續(xù)運行，允許用戶保持一個時間基準，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時終止 CPU 和除了異步定時器與 ADC 以外所有 I/O 模塊的工作，以降低 ADC 轉(zhuǎn)換時的開關(guān)噪聲； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。 (2) 硬件實現(xiàn)： 開發(fā)板上 LCD12864 模塊的原理圖如圖 317所示： 圖 317 LCD12864 模塊原理圖 單片機與 LCD12864 通過 、 、 、 、 、 、 、 、 、 相連， — 為數(shù)據(jù)線， 、 、 為控制線。適用于 ～ 5V寬范圍工作電壓的系統(tǒng)。 LCD1602 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 32 所示 ： 表 32 LCD1602 引腳接口圖 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) S51開發(fā)板的設(shè)計 14 續(xù) 表 32 LCD1602 引腳接口圖 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 (2) 硬件實現(xiàn)： LCD1602 模塊的原理圖如圖 316 所示： 圖 316 LCD1602 模塊原理圖 單片機與 LCD1602 通過 、 、 、 、 、 、 、 、 、 相連， — 為數(shù)據(jù)線， 、 、 為控制線。 顯示模塊 a 數(shù)碼管模塊 (1) 數(shù)碼管驅(qū)動采用 8 位數(shù)據(jù)緩沖器 74HC573，其功能表如下表 31 所示： 表 31 74HC573 功能表 OPERATING MODES INPUT INTERNAL LATCHES OUTPUTS OE LE DN Q0 to Q7 enable and read register L H L L L L H H H H Latch and read register L L I L L L L h H H Latch register and disable outputs H L I L Z H L h H Z 注意： H=高電平 h=要保持高電平到低電平轉(zhuǎn)變時一個建立周期以上的高電平 S51開發(fā)板的設(shè)計 13 L=低電平 I=要保持高電平到低電平轉(zhuǎn)變時一個建立周期以上的低電平 Z=高組態(tài) 選用 74HC573 增強驅(qū)動能力，提高 數(shù)碼管顯示亮度。在與單片機連接時接線非常簡單。 MAX485 的引腳和結(jié)構(gòu)如下圖 313 所示： 圖 313 MAX485 的引腳和結(jié)構(gòu) 該芯片 采用單一電源 +5 V工作，額定電流為 300 μA，采用半雙工通訊方式。RS485 是美國電氣工業(yè)聯(lián)合會 (EIA)制定的利用平衡雙絞線作傳輸線的多點通訊標準。 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5V）。其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。 MAX232 芯片可完成 TTL←→ RS232雙向電平轉(zhuǎn)換。 串行通信模塊 a RS232 串行通信模塊 RS232 是由電子工業(yè)協(xié)會 (Electronic Industries Association， EIA) 所制定的異步傳輸標準接口。 DS1302 的晶振引腳連接 32768HZ 的晶振。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/ O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端 (雙向 )， SCL K 為時鐘輸入端。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 DS1302 內(nèi)部有一個 31*8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 b 硬件實現(xiàn) DA 模塊的原理圖如圖 37 所示： 圖 37 DA 模塊原理圖 單 片機與 TLC5615 通過 、 、 相連，分別為片選信號線、時鐘信號線、數(shù)據(jù)輸入信號線。帶有上電復(fù)位功能，即把DAC 寄存器復(fù)位至全零。當差分輸入時，要分配輸入通道的極性，兩個輸入通道的任何一個S51開發(fā)板的設(shè)計 6 通道都可作為正極或負極。 ADC0832 是 NS(National Semiconductor) 公司生產(chǎn)的具有Microwire/Plus 串行接口的 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，通過三線接口與單片機連接，適宜在袖珍式智能儀器中使用。原理圖 如圖 32 所示： 圖 32 S51 單片機主控制模塊原理圖 采用按鍵復(fù)位方式，選取晶振為 12MHZ，系統(tǒng)機器周期為 1us。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動器增強驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負載； (7)盡量朝“單片”方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。為硬件系統(tǒng)的標準化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)； (2)系統(tǒng)擴展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當余地，以便進行二次開發(fā)； (3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。通過對開發(fā)板上的模塊進行實驗，可以提高針對不同硬件進行編程的能力，同時通過實驗現(xiàn)象對所用的硬件也有了更深一步的認識，因此該開發(fā)板具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。 S51 單片機除兼容 C51 單片機外，還具有工作頻率 0 至 33MHz 的高工作頻率；可以滿足絕大多數(shù)的實際應(yīng)用開發(fā)需求，在開發(fā)板上使用十分方便。 關(guān)鍵詞 ： S51 DS1302 通信 液晶顯示 鍵盤 S51開發(fā)板的設(shè)計 II Abstract Design a development board based on S51 MCU,the board has characteristics of low cost, small size, high reliability, fullfeatured, lowpower design and easy to operate. This paper introduces the development process of the development board and related hardware and software design. Development board using AT89S51 of ATMEL Corporation as core controller, resources onboard include data acquisition and processing module, DS1302 clock module, munication module, LCD module and keyboard module. Design software module corresponding to each hardware module, including the driver and control programs, AD/DA programs, RS232/RS485 munication programs, liquid crystal display programs and so on. Development board can be used as the main control module installed in the control system to perform control tasks, also can be used as experimental board, plete all kinds of universal experiments of MCU, operated simply, control results can be seen,high cost performance, can be applied to universities, research institutes, laboratories and so on, has some practical value and practical significance. Key words: S51 DS1302 munication LCD keypad S51開發(fā)板的設(shè)計 1 1 引言 單片機具有成本低、體積小、可靠性高、具有高附加值、通過更改軟件就可以改變控制對象等優(yōu)點，單片機越來越成為電子工程師設(shè)計產(chǎn)品時的首選器件之一。本論文詳細介紹了該開發(fā)板的開發(fā)過程及相關(guān)硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計。 由于掌握知識的局限性，對本次畢業(yè)設(shè)計還需要學(xué)習(xí)很多軟硬件相關(guān)知識，相信在自己查找資料認真學(xué)習(xí)以及老師的指導(dǎo)下，能夠順利完成這次的任務(wù)。 對單片機燒寫相應(yīng)的模塊程序，驗證功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。 （ 4）對開發(fā)板的功能進行仿真驗證； 以 Proteus 為平臺，對單片機外圍各個功能模塊進行軟件仿真驗證功能。 ISP 在線下載程序，加快了程序設(shè)計者調(diào)試的進度，能 使設(shè)計者所設(shè)計的程序盡快得到驗證?？梢詽M足絕大多數(shù)的實際應(yīng)用開發(fā)需求，在開發(fā)板上使用十分方便。但是單片機學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣直接取決于單片機的選擇，傳統(tǒng)的 C51 系列單片機內(nèi)部具有128 字節(jié) RAM、 5 個中斷源、 32 條 I/O 口線、 2 個 16 位定時器、 4KB 的程序存儲器 、一個全雙工異步串行口。 主要參考書目 (資料 )