【正文】 ③ 各聯(lián)絡(luò)線的定義及其時序關(guān)系和壯態(tài)基本上是在方式 1 下輸入和輸出兩種操作的組合。一次初始化只能設(shè)置在一個方向上傳送，不能同時作兩個方向的傳送。 ③ 各聯(lián)絡(luò)信號線之間有固定的時序關(guān)系，傳送數(shù)據(jù)時，要嚴格按照時序進行。 Ⅱ . 方式 1 的特點 ① 1 方式是一種選通輸入 /輸出方式或叫應答方式，因此，需設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號線或應答信號線，以便對 I/O 設(shè)備和 CPU 兩側(cè) 進行聯(lián)絡(luò)?；?I/O 方式是指查詢方式傳送，也包括無條件傳送。 表 24 8255 各端口與寄存器的選擇 CS A1 A0 RD WR 讀操作 內(nèi)容 0 0 0 0 1 PA→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 0 0 1 0 1 PB→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 0 1 0 0 1 PC→ 口數(shù)據(jù)總線（ →CPU ） 數(shù)據(jù) 寫操作 0 0 0 1 0 PA 口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 0 0 1 1 0 PB 口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 畢業(yè)論文 22 0 1 0 1 0 PC 口 ← 數(shù)據(jù)總 線（ ←CPU ） 數(shù)據(jù) 0 1 1 1 0 控制寄存器 ← 數(shù)據(jù)總線 控制字 無操作情況 1 總線懸浮（三態(tài)） 0 1 1 總線懸浮 0 1 1 0 1 控制口不能讀 8255A 的編程命令 （ 1）方式命令 作用：指定 8255A 的工作方式及其方式下 3 個并行端口（ PA、 PB、 PC）的功能，是作輸入還是作輸出。 8255A 包括 3 個 8 位輸入輸出端口（ port）。這是一個三態(tài)雙向 8 位緩沖器 ，它是 8255A 與 CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。 C 口的作用與 8255A 的工作方式有關(guān)，它除了作數(shù)據(jù)口以外，還有其他用途，故 C 口的使用比較特殊，單獨介紹如下： ； ； （固定）聯(lián)絡(luò)（握手）信號線； 。 PB0～ PB7：端口 B 的輸入 /輸出線。 WR ：寫信號，低電平有效。 ③ PC 口的使用比較特殊，除作數(shù)據(jù) 口外，當工作在 1 方式和 2 方式時，它的大部分引腳被分配作專用聯(lián)絡(luò)信號； PC 口可以進行按位控制；在 CPU 讀取8255A 狀態(tài)時， PC 口又作 1， 2 方式的狀態(tài)口用等等。 A0， A1， A2 為器件地址線， WP為寫保護引腳， SCL， SDA 為二線串行接口，符合 I2C 總線協(xié)議。 24C02 與單片機的連接 24C02 與單片機的接口非常簡單，如圖 215 所示。 IIC 總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。+ 5 VR 2 = 2 R R 3 = 2 RR 1 = R( a ) ( b )+畢業(yè)論文 18 數(shù)據(jù) /程序存儲器 24C02 芯片簡介 串行 24C02 是基于 IICBUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不揮發(fā)等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應用 2 4 C 0 2A 0A 1A 2G N DV c cW PS C LS D A1234 5678 圖 214 24C02 管腳配置 IIC 總線協(xié)議定義如下 只有在總線空閑時 才允許啟動數(shù)據(jù)傳送 在數(shù)據(jù)傳送過程中當時鐘線為高電平時數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變。若 VREF=+5 V，當 D=0?255(00H?FFH)時， VOUT=(0?) V。 電壓輸出電路的連接 DAC0832 以電流形式輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果，若要得到電壓形式的輸出，需要外加畢業(yè)論文 17 I/V 轉(zhuǎn)換電路，常采用運算放大器實現(xiàn) I/V 轉(zhuǎn)換。這時將另一個寄存器的有關(guān)控制信號預先設(shè)置成有效，使之開通，或者將兩個寄存器的控制信號連在一起，兩個寄存器作為一個來使用。當 ILE、 CS 和 1WR 信號均有效時， 8 位數(shù)字量被寫入輸入寄存器，此時并不進行 A/D 轉(zhuǎn)換。實際上將數(shù)據(jù)寫入第二級寄存器的控制信號就是 D/A 轉(zhuǎn)換器的啟動信號。該電壓精度直接影響著 D/A 轉(zhuǎn)換精度。 DGND——數(shù)字信號地。 2WR ——DAC 寄存器的寫信號，低電平有效。 ILE——輸入寄存器選通信號，高電平有效。 DI7?DI0——D/A 轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸入引腳。G8 位輸入寄存器8 位DAC寄存器8 位D / A 轉(zhuǎn)換器畢業(yè)論文 15 圖 211 DAC0832 的結(jié)構(gòu)與引腳 DAC0832 的邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖 211 所示。它具有與微機連接簡單、轉(zhuǎn)換控制方便、價格低廉等特點，因而得到了廣泛的應用。 集成 D/A 芯片類型很多，按生產(chǎn)工藝分有雙極型、 MOS 型等；按字長分有8 位、 10 位、 12 位等；按輸出形式分有電壓型和電流型。首先送出口地址并以信號有效 時， OE 信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總畢業(yè)論文 14 線，供單片機接受。 （ 2）查詢方式 A/D 轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如 ADC0809 的 EOC 端。為此可采用下述三種方式。由于 ALE 的頻率是單片機時鐘頻率的 1/6,如果單片機的時鐘頻率采用 12MHz，則 ALE的輸出頻率為 2MHz，再二分頻后是 1MHz，正好符合 ADC0809對時鐘頻率的要求。 如圖 29 所示模擬通道選擇信號 A、 B、 C 分別接最低三位地址 A AA4 即（ 、 、 ），而地址鎖存允許信號 ALE 由 和 控制。 Vref+、 Vref——參考電源。 D0 為最低位， D7 為最高 。 EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。 CLK——時鐘信號。 START——轉(zhuǎn)換啟動信號 ， START 上升沿時，復位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間，START 應保持低電平。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C3 個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。 (4)可以完成各種奏樂 ,報警等發(fā)聲音類。按下手動復位按鈕時，電容 C 通過 R46 放電，當電容 C 放 圖 26 單片機復位電路 電結(jié)束后， RES 引腳電位由 R5 R46 分壓比決定。在焊接刷電路板時， 石英 晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下實驗功能： ⑴ 單片機 I/O 口控制實驗 ⑵ 按鍵中斷實驗 ⑶ 定時器實驗 ⑷ 數(shù)碼管動態(tài)顯示實驗 ⑸ 4 4 矩陣鍵盤識別實驗 ⑹ 電子時鐘實驗 ⑺ LCD1602 液晶顯示控制實驗 ⑻ RS232 串行通信實驗 ⑼ 擴展存儲器讀寫實驗 ⑽ 8255 并口擴展實驗 畢業(yè)論文 9 ⑾ A/D0809 轉(zhuǎn)換實驗 ⑿ D/A0832 轉(zhuǎn)換實驗 ⒀ DS18B20 數(shù)字溫度采集實驗 ⒁ 8 路發(fā)光二極 硬件總體邏輯結(jié)構(gòu) A T 8 9 S 5 1I I C 存 儲 模 塊L C D 1 6 0 2 液 晶 顯 示八 路 發(fā) 光 二 極 管六 位 L E D 數(shù) 碼 管 顯 示R S 2 3 2 串 行 通 信 接 口8 2 5 5 并 行 接 口D / A 轉(zhuǎn) 換 接 口A / D 轉(zhuǎn) 換 接 口鍵 盤 人 機 接 口D S 1 8 2 0 溫 度 傳 感 器蜂 鳴 器 驅(qū) 動 電 路電 源 電 路晶 振 電 路復 位 電 路開 關(guān) 模 塊 圖 24 系統(tǒng)主板硬件總體邏輯結(jié)構(gòu)圖 如上圖所示，這是單片機實驗板的總體結(jié)構(gòu)圖，它大致說明了實驗板所包含的主要功能及擴展接口。 1 0 p F陶 瓷 諧 振 器 ： C 1 ， C 2 = 4 0 p F 177。 欲使 MCU 僅訪問外部程序存儲器（地 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。PSEN ：程序儲存允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51由外部存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。ALE/ PROG ： 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存器允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)，即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可以對外輸 出時鐘或用于定時目的。P3 口 ： P3 口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電阻） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程和程序校驗期間 P0 口接受低 8 位地址。Vcc：電源電壓 1288 字節(jié)內(nèi)部 RAM 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 其結(jié)構(gòu)組成與指令系統(tǒng)都著重滿足工控要求。 ⑶ 性價比高 任何系統(tǒng)中對微控制器的選擇都要考慮成本的因素，若忽略成本的因素，使產(chǎn)品的價格過高，在市場上將沒有競爭力。 單片機選型原則 對于 MCU 的選擇，主要基于以下幾個原則： ⑴ 應用典型 MCS51 單片機是美國 INTEL公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒有程序存儲器，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）、 8051（芯片采用 HMOS，功耗是 630mW，是 89C51 的 5 倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）和 8751 等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS51 內(nèi)核系列兼容的單片機仍是應用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的 SST89E564RD、 AT89S51 等），各高校及專業(yè)學校的培訓教材仍與MCS51 單機作為代 表進行理論基礎(chǔ)學習。 畢業(yè)論文 4 第二章 實驗板硬件電路設(shè)計 實驗板的 MCU 選型 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界微處理器的品種和數(shù)量已超過 1000 多種，流行的體系結(jié)構(gòu)達 30 多種。程序檢查無誤后可通過仿真功能實現(xiàn)對各部分實驗電路的控制。 本文主要的研究工作 本文的主要工作包括單片機實驗教學仿真系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面。南京偉福實業(yè)有限公司開發(fā)的偉福單片機仿真實驗系統(tǒng)，由板上 仿真器、實驗儀、偉福仿真軟件、開關(guān)電源構(gòu)成。 研究現(xiàn)狀 目前單片機已經(jīng)引起各行業(yè)極大關(guān)注，展現(xiàn)出廣闊的應用前景。 ⑶ 單片機教材陳舊，實驗設(shè)備不足、落后，一般學校很少有學生人手一套實驗開發(fā)系統(tǒng)進行單片機實驗及開發(fā)。但單片機是一門實踐性很強的學科，只學習理論不做 實驗練習，很難真正地把單片機方面的知識理解掌握，也很難真正成為單片機應用領(lǐng)域的高級人才。編程器用于把編譯好的程序?qū)懭雴纹瑱C的ROM 里面，把寫好后的芯片插到實驗板上面進行試驗。 .......................................................................... 35 畢業(yè)論文 3 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) .......................................................... 36 DS1820 與單片機的連接 ................................................................. 36 RS232 串行接口 ......................................................................................... 37 串行通信基本原理 .......................................................................... 37 異步串行通信的字符格式 .................................................... 37 串行通信的傳送速率 ............................................................ 38 RS－ 232C 總線標準 ..................................................................... 39 單片機串口通訊的硬件電路 .......................................................... 40 實驗板 蜂鳴器驅(qū)動電路 ............................................................................. 42 實驗板 PCB 設(shè)計 ...............................................................................