【正文】 其內(nèi)部電源輸入與參考電 壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V之間。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V)。通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號。 CLK：時鐘信號。 DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 CH1：模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用 。 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 30 圖 ADC0832 引腳圖 CS：片選使能，低電平芯片使能。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。用于特定用途的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器可按其精度和速度分類。軟件的使用會降低模數(shù)轉(zhuǎn)換過程的速度。模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的二進制數(shù)通過微機的輸入通道進入微型機。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 用來把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字形式，即二進制數(shù)。完成 A/D 轉(zhuǎn)換的器件即為 A/D 轉(zhuǎn)換器。 AD 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 在單片機控制系統(tǒng)中，控制或測量對象的有關變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、位移、速度等物理量。 （ 4）啟動定時器。 （ 2）置計數(shù)初值。定時器 T0 的中斷入口地址為 000BH， T1 的中斷入口地址為001BH。 定時器 T0 由特殊功能寄存器 TL0 和 TH0 構(gòu)成，定時器 T1 由 TH1 和TL1 構(gòu)成，特殊功能寄存器 TMOD 控制定時器的工作方式， TCON 控制 其運行。 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 27 管腳順序 :從數(shù)碼管的正面觀看，以第一腳為起點，管腳的順序是逆時針方向排列， 12986 公共腳 Ａ 11 Ｂ 7 C4 D2 E1 F10 G5 DP3 圖 四位一體數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和引腳圖 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 28 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U2A T 8 0 C5 112345678161514131211109R N 1RX 8 圖 單片機與數(shù)碼管連接圖 圖 4 位數(shù)碼管實物圖 MCS－ 51 單片機內(nèi)設置了兩個可編程的 16 位定時器 T0 和 T1，通過編程，可以設定為定時器和外部計數(shù)方式。它的內(nèi)部是 4 個數(shù)碼管共用 a~dp 這 8 根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有 4 個數(shù)碼管，所以它有 4 個公共端，加上 a~dp，共有 12 個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽的與之相反）。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 26 多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“ 8”可分為1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管； 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 數(shù)碼管顯示的原理 數(shù)碼管內(nèi)部由七個條形發(fā)光二極管和一個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。 獨立式按鍵是直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根 I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。 本次論文是用四個按鍵控制的，第一個控制 PID 參數(shù) (控制輸出 P,I,D)，第二個實現(xiàn)加功能鍵，第三個實現(xiàn)減功能鍵 ，最后一個作為確定鍵。每次只處理一個按鍵，其間對任何按鍵的 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 25 操作對系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，而且無論一次按鍵時間有多長，系統(tǒng)僅執(zhí) 行一次按鍵功能程序。 按鍵電路設計 一個完善的鍵盤控制程序應具備如下功能： (1) 檢測是否有按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除鍵盤按鍵機械 觸點抖動的影響。這個電路輸入的是 220v 的交流電，經(jīng)過全橋整流穩(wěn)壓后輸出穩(wěn) 定的 +5v 直流電。 圖 7805 穩(wěn)壓電源電路 用 7805 實現(xiàn)的全橋整流電路 如果輸入端的是 220V的話，那么 N1： N2=1： 。 圖 7805 的引腳圖 7805 是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片了，它使用方便，用一個很簡單的電路就可以輸入一個直流穩(wěn)壓電源了，它的輸出電壓正好為 +5v，剛好 符合 51 單片機運行所需的電壓。 程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機在執(zhí)行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個部件能 追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計數(shù)器 PC（包含在 CPU 中），在開始執(zhí)行程序時，給 PC 賦予程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令， PC 在中的內(nèi)容就會自動增加，增加量由本條指令長度決定，可能是 2或 3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。為使單片機能自動完成某一特定任務，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存 放在具有存儲功能的部件 —— 存儲器中。 P2 口有兩個功能 ， 當作地址總線使用； I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； 圖 8051 單片機的引腳圖 RST/VPD RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/ RD/ XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 8051 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 21 22 23 24 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 22 P3 口有兩個功能 除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置，有內(nèi)部 EPROM 的單片機芯片（例如 8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳的形式提供的。 ，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 21 引腳功能 四個 I/O口 P0 口有三個功能 ，當數(shù)據(jù)總線。 4. I/O 線 : 80C51 共有 4 個 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 個引腳。 ① EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 ② VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 (3) RST/VPD:復位 /備用電源。 ② PROG 功 能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 3. 控制線 : 控制線共有 4 根， （ 1） ALE/PROG:地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖。 單片機的引腳簡介 單片機的 40 個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 指令譯碼器：當指令送入指令譯碼器后，由譯碼器對該指令進行譯碼，CPU根據(jù)譯碼器輸出的電平信號使定時控制的電路產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需要的各種控制信號。 堆棧指針 SP：是用來指示堆棧的起始地址?？刂齐娐吠瓿芍笓]控制工作，協(xié)調(diào)單片機各部分正常工作。每條指令指行完畢后，都按照累加器 A 中“ 1”的 個數(shù)來決定 P 值，當“ 1”的個數(shù)為奇數(shù)時， P=1，否則 P=0。 *PSW 中的 D1 位為保留位，對于 8051 來說沒有意義，對于 8052 來說 為用戶標志，與 F0 相同。 表 1 RE0,RE1 選擇 RS1 RS0 工作寄存器組 片內(nèi) RAM 地址 0 0 第 0組 00H07H 0 1 第 1組 08H0FH 1 0 第 2組 10H17H 1 1 第 3組 18H1FH *OV：溢出標志。 *F0：用戶標志。 *AC：輔助進位標志。 PSW: D7 D0 *CY：進位標志。 （ 1） 運算器 運算器以算術邏輯單元 ALU為核心，加上累加器 ACC、暫存寄存器 TMP和程序狀態(tài)字寄 存器 PSW 等所組成。 （ 8）內(nèi)部時鐘電路。 （ 6）一個串行端口，用于數(shù)據(jù)的串行通信。 （ 4）兩個定時 /計數(shù)器 T0、 T1，可用作定時器，也可用以 對外部脈沖進行計數(shù)。 （ 2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM 和特殊功能寄存器 SFR。 8051 單片機 8051 單片機的特點 ： 8051 單片機可分為 ROM 型和無 ROM 型兩種，無 ROM 型的芯片，必須外接 EPROM 才能應用（典型芯片為 8031）， ROM 型芯片又分為 EPROM型（典型芯片為 8751）、 FLASH 型（典型芯片為 89C51）、掩膜 ROM 型（典型芯片為 8051 ）、一次性可編程 ROM（ OTP）的芯片（典型芯片為 97C51）。目前，市面上的單片機不僅種類繁多，而且在性能方面也各有不同。 此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的應用。更不用說家用電器，汽車設備領域，計算機網(wǎng)絡和通信領域，自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。 單片機的應用領域 主要的幾個方面： (1) 智能儀器儀表 (2) 機電一 體化產(chǎn)品 (3) 實時工業(yè)控制 (4) 家用電器 目前單片機滲透到人們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。單片機的尋址能力也突破 64KB 的限制，有的已可達到 1MB 和 16MB，片內(nèi)的 ROM 容量可達 62MB， RAM 容量則可達2MB。 （ 5） 優(yōu)異的性能價格比 單片機的性能極高。 （ 3） 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 （ 4） 易擴展 單片機內(nèi)具有計算機正常運行必需的部 件。由于CPU、存儲器及 I/O 接口集成在同一芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)在傳送時受干擾的影響較小，而且不易受環(huán)境條件的影響。由于單片機對各行各業(yè)都有用，這種電子技術的進步導致各行各業(yè)的進步，也帶動了人類文明的不斷進 步。各單片機廠商在開發(fā)工具以及技術服務方面也進行著激烈