【正文】 　　它的元器件、連接線(xiàn)路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。 　　PROTUES 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化?！≡?PROTUES 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在 PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086 和 MSP430 等，2022 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)，與匯編相比，C 語(yǔ)言在功能上，結(jié)構(gòu)上，可讀性，可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。Keil c51 匯編，PLM 語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖如下，單片機(jī)的應(yīng)用程序見(jiàn)附錄：設(shè)定按鍵流程圖 開(kāi) 始初 始 化判 斷 為KEYCFM(標(biāo) 定 )復(fù) 位 預(yù) 設(shè)電 壓顯 示NOS預(yù) 設(shè) 電 壓 的獲 取按 鍵 掃 描執(zhí) 行 相 應(yīng) 程序第六章 系統(tǒng)的測(cè)試與仿真 開(kāi)發(fā)工具 Keil c51 單片機(jī)的使用除了硬件，同樣也要軟件的使用，我們寫(xiě)匯編程序編程 CPU 可執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，一種是機(jī)器匯編。單片機(jī)循環(huán)對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，若檢測(cè)到有按鍵按下，則判斷是哪個(gè)鍵按下，再去執(zhí)行各按鍵所對(duì)應(yīng)的程序。圖中 R4 和 R5 為精密電阻，它們的比值對(duì)采樣和輸出電壓的比有聯(lián)系。調(diào)整管：調(diào)整管 VT 接在輸入直流電壓 UI 和輸出端的負(fù)載電阻 RL 之間，若輸出電壓UO 由于電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流等的變化而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，其變化量經(jīng)采樣、比較、放大后送到調(diào)整管的基極，使調(diào)整管的基集射電壓也發(fā)生相應(yīng)的變化，最終調(diào)整輸出電壓使之基本保持穩(wěn)定4．5 串聯(lián)線(xiàn)性穩(wěn)壓電路的應(yīng)用如圖 56 所示，2 個(gè)三極管 BU406 組合成晶體管相當(dāng)于可變電阻器，作為調(diào)整管；取輸出電壓的一部分作為取樣電壓，通入 LM358 的 2 號(hào)引腳，作為取樣電路；通過(guò) DAC0832轉(zhuǎn)化的由 LM324 輸出的電壓作為 LM358 的基準(zhǔn)電壓；LM358 作為比較放大器。如果放大電路的放大倍數(shù)比較大，則只要輸出電壓產(chǎn)生一點(diǎn)微小的變化，即能引起調(diào)整管的基極電壓發(fā)生較大的變化，提高了穩(wěn)壓效果。電阻 R3 的作用是保證 Dz 有一個(gè)合適的工作電流。基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓由穩(wěn)壓管 Dz 提供，接到放大電路的同相輸入端。圖 55 集成運(yùn)放作比較電路取樣電路：它由 R1,R2 和滑動(dòng)變阻器組成。本設(shè)計(jì)所用的是由運(yùn)放組成比較放大器的穩(wěn)壓電路圖 54 串聯(lián)線(xiàn)形穩(wěn)壓電路原理框圖 集成運(yùn)放作比較電路該集成運(yùn)放穩(wěn)壓電路由四部分組成：調(diào)整管﹑比較放大﹑取樣和基準(zhǔn)電壓。一種是三極管組成比較放大器的穩(wěn)壓電路，另一種是由運(yùn)放組成比較放大器的穩(wěn)壓電路。 串聯(lián)線(xiàn)性穩(wěn)壓模塊串聯(lián)線(xiàn)性穩(wěn)壓電路原理框圖如圖 54 所示，它由四部分組成：調(diào)整電路、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓和取樣電路。 輸入的 U1U2，電容 C 放電， 放ct 放t時(shí)，放電未完又再次充電，輸入的 U1U2，電容 C 就開(kāi)始充電， 充ct 充 時(shí)，充電未完又再次放電，由此類(lèi)推，不斷放電充電，濾波后的電壓為 U2 在 2tV到 3t的正電壓之間波動(dòng)變化，且波動(dòng)幅度變緩，使用大電容值的電容濾波此幅度波動(dòng)更平緩，且多次濾波使直流的紋波更小。 濾波:經(jīng)整流后的直流并不是穩(wěn)定的直流，是一個(gè)周期性的振蕩曲線(xiàn)。 Ui 的電壓/時(shí)間曲線(xiàn)如所示，當(dāng) Ui 為正時(shí)，二極管 DD3 導(dǎo)通，DD4 截止，電流從 a 流向 b，U1 輸出正電壓，經(jīng)過(guò)外電路后，又從 d 流向 c，形成電流回路。+12V電源的制作只是將 7805 替換為 7812 即可，電路如圖 51： 圖 51 輔助電源產(chǎn)生+5v，+_12B 電壓模塊設(shè)計(jì)Vin1GND2Vout 3U87912Vin1GND2Vout 3U97905Vin1GND2Vout 3U67812Vin1GND2Vout 3U77805AC1+AC2D3BRIDGE1AC1+AC2D4BRIDGE1C17470UC19470U C18470UC20470U+12V +5V12V 5VT1TRANS5123J2IN電源工作原理：降壓→整流→濾波→穩(wěn)壓→輸出。但是，由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化，如果要保證 317 穩(wěn)壓塊在輸出電壓為 時(shí)，其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流，則在 317 穩(wěn)壓塊的輸出電壓為 37V 時(shí)，流過(guò)泄流電阻的電流就太大了，這樣不僅浪費(fèi)了電能，而且增加了 317 穩(wěn)壓塊的負(fù)擔(dān)，不是一種妥當(dāng)?shù)霓k法。在使用 317 穩(wěn)壓塊的輸出電壓計(jì)算公式計(jì)算其輸出電壓時(shí)，必須保證 R1≤，R2≤ 兩個(gè)不等式同時(shí)成立，才能保證 317 穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。又因?yàn)?R2/R1 的最大值為 。當(dāng)然，只要能保證 317 穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作，Vo/（R1＋R2）的值也可以設(shè)定為大于 的任意值。此時(shí)，只要保證 Vo/（R1＋R2）≥，就可以保證 317 穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。 　　在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把 317 燒壞。當(dāng) 317 穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)，317 穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。由于 317 穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠(chǎng)家不同、型號(hào)不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于 5mA。 　　其次是 317 穩(wěn)壓塊都有一個(gè)最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱(chēng)為最小輸出電流，也有的資料稱(chēng)為最小泄放電流。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計(jì)算公式，R1 和 R2 的阻值是不能隨意設(shè)定的。 　 　穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算，Vo＝（1＋R2/R1 ）。317 系列穩(wěn)壓塊的型號(hào)很多：例如 LM317HVH、W317L 等。程序如下：INITl： SETB ITl ；外部中斷 1 初始化編程 SETB EA SETB EXl MOV DPTR，7FF8H ；啟動(dòng) 0809 對(duì) IN0 通道轉(zhuǎn)換 MOVX DPTR，A MOV DPTR，7FF8H ；讀取 A／D 結(jié)果送緩沖單元 30H MOVX A，DPTR MOV 30H，A MOVX DPTR，A ；啟動(dòng) 0809 對(duì) IN0 通道下一次轉(zhuǎn)換 RETI:LM317 介紹　 lm317 是可調(diào)節(jié) 3 端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍 伏到 37 伏時(shí)能夠提供超過(guò) 安的電流，此穩(wěn)壓器非常易于使用。中斷方式 3：中斷方式 ADC0809 與 8031 的中斷方式接口電路只需將 0809 的 EOC 端經(jīng)過(guò)一非門(mén)連接到 8031 的 INTl 端即可?？筛鶕?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延了。接著，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送/D 轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。為此可采用以下三種方式：1：定時(shí)傳送方式對(duì)于一種 A 時(shí)子程序。數(shù)據(jù)串的關(guān)鍵是如何確定 A/D 轉(zhuǎn)換完成。OE：輸出允許信號(hào)，高電平有效。WREOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。SC：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)，正脈沖有效。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端，決定 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)中 CLK=500KHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間T=128uS，最大允許值為 800KHz 。D0~D7： A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，與單片機(jī)的 P0 口相接。輸入輸出與 TTL 兼容。 　 2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 13．22 所示，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D／A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 ，寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。 　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs、SW 3*SW 4*P2 6P2 7　　4）單個(gè)＋5V 電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍 0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。 DAC0809 的簡(jiǎn)介1．主要特性　　1）8 路 8 位 A／D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位。本系統(tǒng)是基于 51 單片機(jī)的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)，8 位的單片機(jī)，而 MX7541 是 12 位數(shù)字輸入的，因此須用鎖存器。圖 612 鍵盤(pán)模塊設(shè)計(jì) 芯片方案選擇由于數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片有很多種，在這里我提供有個(gè)選擇方案：方案一：采用 MX7541 是高速高精度 12 位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器芯片，功耗低，而且其線(xiàn)性失真可低達(dá) %，特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。如上圖 鍵盤(pán)模塊對(duì)于鍵盤(pán)只要兩項(xiàng)功能“↑” “↓” ,通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)步進(jìn) ，默認(rèn)設(shè)置為，在此基礎(chǔ)上步進(jìn)或步減，實(shí)現(xiàn)在 ～ 內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，如圖 612 所示。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每為顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，給人的印象就時(shí)一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。CPU 向字段輸出端口輸出字型碼時(shí)，所有顯示器接受到相同的字型碼，但究竟使用哪個(gè)顯示，則取決于公共極端，而這一端是由/WR 和/RD 控制的，由單片機(jī)決定何時(shí)顯示哪一位。 比較以上兩種方案，方案一硬件簡(jiǎn)單程序復(fù)雜，方案二硬件復(fù)雜程序簡(jiǎn)單，考慮到實(shí)惠和對(duì)自己的編程鍛煉，選擇方案動(dòng)態(tài)顯示。 靜態(tài)顯示： 靜態(tài)顯示顯示效果好，但是功耗大，但不占用端口，只需兩個(gè)串口線(xiàn)輸出，變成較為簡(jiǎn)單。 動(dòng)態(tài)顯示：連接方法是將每個(gè)二極管的同名端連在一起，而每個(gè)顯示器的 公共極各自獨(dú)立的接受 I/O 線(xiàn)控制，CPU 向字段輸出端口輸出字型碼，所有顯示器接受到相同的字符，而要使用哪個(gè)顯示器要取決于他們的 COM 的電平，而這段是由 I/O 端控制的，由單片機(jī)輸出。分析以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二。方案二：采用通用 LED 數(shù)碼管顯示。方案一：采用電陣式液晶顯示器（LCD）顯示。圖 64 單片機(jī)接口設(shè)計(jì) 顯示模塊 數(shù)碼顯示輸出部分這是決定系統(tǒng)使用是否方便的關(guān)鍵。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用 的晶體振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。32)((12M/12)/(256TH1)) 此時(shí) TH1≈。32)(()/(256TH1)) 此時(shí) TH1＝如我們要得到 9600 的波特率，晶振為 和 12M，定時(shí)器 1 為模式 2，SMOD 設(shè)為 1，分別看看那所要求的 TH1 為何值。在這個(gè)定時(shí)模式 2 下定時(shí)器 1 溢出速率的計(jì)算公式如下：溢出速率＝（計(jì)數(shù)速率）/(256－TH1)上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在 51 芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器 TH 的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知 51 芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的 1/12，一個(gè) 12M 的晶振用在 51 芯片上，那么 51 的計(jì)數(shù)速率就為 1M。32）定時(shí)器 1 溢出速率上式中如設(shè)置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時(shí)就可以把波特率提升 2 倍。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算 [12]。模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32，具體用那一種就取決于 PCON 寄存器中的 SMOD 位，如 SMOD 為 0，波特率為 focs/64,SMOD 為 1，波特率為 focs/32。10＝960 字節(jié)。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空 [8]。用戶(hù)也可以采用外部時(shí)鐘。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 CC2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。時(shí)鐘振蕩器：AT89C5l 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。Error!Error!Error!Error!：程序存儲(chǔ)允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INTO（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表 61 部分引腳第二功能表RST：復(fù)位輸入。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL） 。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2 亦接收高位地址和其它控