【正文】 具體見(jiàn)流程圖 所示。具體見(jiàn)流程圖 。 圖 讀 SD卡流程圖 圖 SD卡流程圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 40 頁(yè) 24 SD 卡存儲(chǔ)時(shí)間和電壓流程圖 打開(kāi)指定文件，若失?。礇](méi)有該文件）那么就新建該指定文件，之后，追加該通道的日期時(shí)間和電壓值，具體見(jiàn)流程圖 。在需要讀取 SD 卡中數(shù)據(jù)的時(shí)候，讀 SD 卡的命令字 為 CMD17，接收正確的第一個(gè)響應(yīng)命令字節(jié)為 0xFE，隨后是 512 個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)塊，最后為 2 個(gè)字節(jié)的 CRC 驗(yàn)證碼。單塊寫入時(shí)，命令為 CMD24，當(dāng)應(yīng)答為 0 時(shí)說(shuō)明可以寫入數(shù)據(jù)，大小為 512 字節(jié)。 SPI 總線模式支持單塊（ CMD24）和多塊（ CMD25）寫操作，多塊操作是指從指定位置開(kāi)始寫下去，直到 SD 卡收到一個(gè)停止命令 CMD12 才停止。 完成 SD 卡的初始化之后即可進(jìn)行它的讀寫 操作。主機(jī)和印卡交換數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)是封裝在長(zhǎng)度為 515 字節(jié)的數(shù)據(jù)令牌中進(jìn)行的。單頁(yè)操作時(shí)，對(duì) SD 卡的讀操作，可以讀取 512 字節(jié)內(nèi)任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，但寫操作必須是 512字節(jié)。 SD卡初始化流程如圖 所示 。若主機(jī)讀到的應(yīng)答信號(hào)為 01，即表明 SD 卡已進(jìn)入 SPI 模式， 此時(shí)， 主機(jī)即可不斷地向 SD 卡發(fā)送命令字 (CMD1) 并讀取 SD 卡的應(yīng)答信號(hào)， 直到應(yīng)答信號(hào)為 00， 表明 SD卡已完成初始化過(guò)程， 并準(zhǔn)備好接受下一命令。因此， 主機(jī)在對(duì) SD 卡進(jìn)行任何操作 前， 都必須先要拉低 SD 卡的片選信號(hào)CS(card select)， 以使 SD 卡進(jìn)入 SPI 總線模式， 然后再由主機(jī)向 SD 卡發(fā)送命令。SD 卡上電后， 主機(jī)必須先向 SD 卡發(fā)送 74個(gè)時(shí)鐘周期， 以完成 SD 卡的上電過(guò)程。其流程圖如 圖 所示。在模擬調(diào)試程序后，還須通過(guò)編程器將 .hex 目標(biāo)文件燒寫入單片機(jī)中才能觀察目標(biāo)樣機(jī)真實(shí)的運(yùn)行狀況。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)，可采用在線匯編功能對(duì)程序進(jìn)行在線修改 (DebugInline Assambly?) ，不必執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境、修改源程序、對(duì)工程重新進(jìn)行編譯 /匯編和連接、然后再次進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)的 步驟。 成功編譯 /匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session(或按 Ctrl+F5鍵 )進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)， Keil 提供對(duì)程序的模擬調(diào)試功能，內(nèi)建一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真 CPU以模擬執(zhí)行程序。緊接著對(duì)工程進(jìn)行設(shè)置，選擇工程 管理窗口的Target1，再選擇 ProjectOption for Target‘Target1’( 或點(diǎn)右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項(xiàng) )，打開(kāi)工程屬性設(shè)置對(duì)話框，共有 8個(gè)選項(xiàng)卡，主要設(shè)置工作包括在 Target選項(xiàng)卡中設(shè)置晶振頻率、在 Debug 選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等，如要寫片，還必須在Output 選項(xiàng)卡中選中 “Creat Hex Fi” ；其它選項(xiàng)卡內(nèi)容一般可取默認(rèn)值。這時(shí)工程管理窗口的文件頁(yè) (Files)會(huì)出現(xiàn)“Target1” ，將其前面 +號(hào)展開(kāi)，接著選擇 Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單，選擇 “Add File to Group ‘Source Group1’” ，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并加入 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 40 頁(yè) 20 源文件 (在加入一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)消失，而是等待繼續(xù)加入其它文件 )。工程的建立、設(shè)置、編譯 /匯編及連接產(chǎn)生目標(biāo)文件的方法非常易于掌握。 Keil 軟件調(diào)試功能 應(yīng)用 Keil 進(jìn)行軟件仿真開(kāi)發(fā)的主要步驟為：編寫源程序并保存 — 建立工程并添加源文件 — 設(shè)置工程 — 編譯 /匯編、連接，產(chǎn)生目標(biāo)文件 — 程序調(diào)試。Keil C51 軟件是一個(gè)基于 32位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程，其 μVision( 通常稱為 μV2) 。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。采集實(shí)時(shí)的 4個(gè)通道電壓值顯示在 TFT 彩屏上；按 S1 按鍵進(jìn)行采集及存儲(chǔ)，再按 S1 按鍵暫停采集及存儲(chǔ)，按 S2鍵清除 SD卡中的內(nèi)容；按 S按鍵系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。 數(shù)據(jù)接口兼容DY_mini80E開(kāi)發(fā)板 上12864 接口，GND為 1腳，對(duì)應(yīng) 12864的 1 腳，插接方式如圖 帶 SD 卡的 TFT 彩屏與DY_mini80E開(kāi)發(fā)板 實(shí)物連接圖。圖 SD 卡的 TFT 彩屏接口定義。 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 40 頁(yè) 17 帶 SD 卡的 TFT 彩屏 控制芯片 STC12C5A60S2 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)，而 SD 卡的邏輯電平為，它們之間不能直接相連，否則可能會(huì)燒壞 SD 卡；但我們選擇了帶 SD卡的 TFT 彩屏模塊， TFT 彩屏模塊中已含 電壓轉(zhuǎn)換模塊。 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 。在 PCF8591 器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過(guò)雙線雙向 I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。 PCF8591具有 4 個(gè)模擬輸入、 1 個(gè)模擬輸出和 1 個(gè)串行 I2C 總線接口。其連接方式如圖 。 （ 2）晶振電路 (時(shí)鐘電路 ) STC12C5A60S2 單片機(jī)的最高時(shí)鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了 24MHz，它內(nèi)部已經(jīng)具備了振 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 40 頁(yè) 16 蕩電路，只要在 STC12C5A60S2的兩個(gè)引腳 (即 1 19 腳 )連接到簡(jiǎn)單的石英振蕩體的 2個(gè)管腳即可，同時(shí)晶體的 2個(gè)管腳也要用 30pF 的電容耦合接地。由于 RrR10，因此 RST 位高電平， CPU 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，松手后，電解電容 C10 充電， RST 端電位下降， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。為了解決這一問(wèn)題，在電解電容 C10上并 聯(lián)一個(gè)電阻 R10 和開(kāi)關(guān) K。在斷電后， VCC 逐漸下降，當(dāng) VCC=0 時(shí)，相當(dāng)于 VCC 端與地等電位，這時(shí)電容 C10 通過(guò)電阻R21 迅速放電，保證再上電時(shí)端位高電平。在電容充電過(guò)程中，RST 端電位逐漸下降，當(dāng) RST 端電位小于某一數(shù)值后， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。 圖 復(fù)位電路 正常工作時(shí)，利用 RST 內(nèi)部復(fù)位下拉電阻 Rr（ 40KΩ 220KΩ）便構(gòu)成了復(fù)位電路。 DY_mini80E 開(kāi)發(fā)板有兩種復(fù)位電路方式，如下圖 。以 24MHz 的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為 ，兩個(gè)機(jī)器周期為 1us，因此 ，在第 9腳上連接一個(gè) 2us 的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。本設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)的原理圖見(jiàn)附件 A。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 14. 3個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由 T0的溢出在 ，可由 T1的溢出在 輸出時(shí)鐘 ,獨(dú)立波特率發(fā)生器可以在 口輸出時(shí)鐘。 10% 以內(nèi) )用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 / 時(shí)鐘常溫下內(nèi)部R/C 振蕩器頻率為： 單片機(jī)為： 11MHz ～ 17MHz 單片機(jī)為： 8MHz ～ 12MHz 精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)。 3% 12. 時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為177。 1. 增強(qiáng)型 8051 CPU， 1T，單時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 2. 工作電壓： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V 單片機(jī)） STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （ 3V 單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍： 0～ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié) ...... 5. 片上集成 1280 字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 36/40/44 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 40 頁(yè) 13 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，強(qiáng)推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻開(kāi)漏每個(gè)I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA， 但整個(gè)芯片最大不要超過(guò) 120mA 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） / IAP（在 應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器 可通過(guò)串口（ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 8. 有 EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 無(wú)內(nèi)部 EEPROM) 9. 看門狗 MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶體 12M 以下時(shí)，復(fù)位腳可直接 1K 電阻到地） 11. 外部掉電檢測(cè)電路 : 在 口有一個(gè)低壓門檻比較器 5V單片機(jī)為 ，誤差為177。 ADC0ADC1ADC2ADC3ADC4ADC5ADC6ADC72122232425262728RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14WR/16T1/15RD/17PSEN29ALE30XTAL21812345678RST9XTAL119EA313938373635343332GND20VCC40U6MCUSIP40RDT1INT1T0INT0TxDRxDVCCRSTWRXTAL1XTAL2 圖 STC89C52原理圖 STC12C5A60S2 單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新 一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。本系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)為核心元件。 圖 電源電路原理圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) 12 該電路的基本工作過(guò)程是： 市電 220V 經(jīng)變壓器降壓變成 8V 交流，再經(jīng)整流橋 VD整流成約 直流，再經(jīng)過(guò)濾波電容 C C2 后經(jīng) LM7805 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓成穩(wěn)定的 5V 電壓供整個(gè)系統(tǒng)供電。在 SD卡向單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)可以直接連接，因?yàn)樗鼈冎g的電平剛好滿足上述的電平兼容原則，所以只做一個(gè)直流 5V的穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電即可，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。但是，這個(gè)方案代價(jià)相對(duì)昂貴，而且一般的專用電平轉(zhuǎn)換芯片都是同時(shí)轉(zhuǎn)換 8路、 16 路或者更多路數(shù)的電平，相對(duì)本系統(tǒng)僅僅需要轉(zhuǎn)換 4路來(lái)說(shuō)是一種資源的浪費(fèi)。 要解決這一問(wèn)題，最根本的就是解決邏輯器件接口的要有兩條：一為輸出電平器件輸出高電平的最小電壓值，應(yīng)該大于接收電平器件識(shí)別為高電平的最低電壓值；另一條為輸出電平器件輸出低電平的最大電壓值，應(yīng)該小于接收電平器件識(shí)別為低電平的最高電壓值。 電源模塊 SD 卡的工作電平為 ，而控制芯片 STC12C5A60S2 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)在 Keil 編程環(huán)境下，建立工程，編寫程序，然后將程序下載到單片機(jī)中，同時(shí)復(fù)位單片機(jī)，然后調(diào)節(jié) DY_mini80E 開(kāi)發(fā)板上的四路電位器采集不同的電壓信號(hào)（四路電壓范圍均 0V5V），按動(dòng)采集鍵后，信號(hào)開(kāi)始采集，每秒鐘各通道進(jìn)行一次 A/D轉(zhuǎn)換，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后由單片機(jī)控制分別存入帶 SD 卡的 TFT 彩屏的 SD 卡的相應(yīng)文檔中。 其中 class 1, class3,class9的 SPI模式不支持。 class8：申請(qǐng)?zhí)囟罴? CMD30： Ask the card for t