【正文】 ADC0808 與單片機 AT89C52 的接口電路： 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 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 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 115P 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 427U1A T 8 9 C5 2564U 5 : B7 4 L S 0 2D2Q5CL K3Q6S4R1U 3 : A7 4 L S 7 4D12Q9CL K11Q8S10R13U 3 : B7 4 L S 7 4O UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 31。 ADC0808 的數(shù)字量輸出值 D（換算到十進制）與模擬量輸入值 INV 間的關(guān)系，用下式表示： I N R E F ( ) 8DR E F ( + ) R E F ( )VV 2VV???? 通常 REF()V 0V? ，所以 IN 8DRE F ( )V 2V??? 當(dāng) REF(+)V 5V? ，相應(yīng)于 INV 0 ~ ? ,D=0~255(00H~FFH)。 單電源 +5V 供電。 具有鎖存控制功能的 8 路模擬開關(guān)，能對 8 路模擬電壓信號進行轉(zhuǎn)換。 總的非調(diào)整誤差： ADC0808 為 +1/2LSB。當(dāng) ADC0808 接到 OE 信號變成高 電平時，才將輸出緩沖器中的數(shù)字量由70D~D 輸出。在 START 信號的下降沿， A/D 轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換，但是約需 10 Su ， EOC 才變?yōu)榈碗娖健? 三、 ADC0808 的工作時序： ADC0808 的時序圖如圖 39 所示。 CLK：時鐘脈沖輸入端。 EOC：轉(zhuǎn)換完成信號，當(dāng) EOC 上升為高電平時，表明內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換已完成 （轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） 。 START：啟動信號輸入端， START 為正脈沖，其上升沿清除 ADC0808 的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動 A/D 開始轉(zhuǎn)換。 當(dāng) OE=1 時，即為高電平，允許輸出鎖 圖 38 ADC0808 引腳圖 存器輸出數(shù)據(jù)。 圖 34 ADC0808 的引腳圖 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線 。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入。 以下為 各引腳功能。 ADC0808 不需要進行零點和滿量程調(diào)節(jié)。結(jié)果送入三態(tài)輸出緩沖鎖存器，同時發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 37 所示。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖 35 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換電路框圖 圖 36 逐次逼近過程原理 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)化器的優(yōu)點是精度高，轉(zhuǎn)換速度較快，而且轉(zhuǎn)換時間都是固定的，因而特別適合于微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的模擬量輸入通道。這個過程完成后，狀態(tài)線就改變狀態(tài)，表示完成一次完整的轉(zhuǎn)換。然后按照上述方法繼續(xù)對次高位進行轉(zhuǎn)換、比較和判斷，決定次高位應(yīng)取“ 1”還是“ 0”。 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)化是逐次把設(shè)定在 SAR 中的數(shù)字量所對應(yīng)的 D/A 轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)輸出的電壓，與要被轉(zhuǎn)換的模擬電壓進行比較，比較式從 SAR 的最高位開始，逐位確定各數(shù)碼位是“ 1”還是“ 0”，其工作過程如下（原理如圖 36 所示）： 當(dāng)單片機發(fā)出“轉(zhuǎn)換命令”并清除 SAR 寄 存器后，控制電路先設(shè)定 SAR 中的最高位為“ 1”，其余位為“ 0”，此預(yù)測數(shù)據(jù)被送至 D/A 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電壓 fV ,然后將 fV 與輸入模擬電壓 Vx 在比較器中進行比較。將所有留下的砝碼重量相加，就得此物體的重量。再加上第二個次重砝碼，由物體的重量是否 大于砝碼的重量決定第二個砝碼是留下還是移去。 逐次逼近轉(zhuǎn)換過程和用天平稱重非常相似。 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器屬于直接型 A/D 轉(zhuǎn)換器，它能把輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼，而不需要經(jīng)過中間變量。 表 33 復(fù)位后各寄存器狀態(tài) 寄存器 寄存器狀態(tài) 寄存器 寄存器狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H A 00H TCON 00H B 00H THO 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP **000000B SBUF ****H IE 0**00000B PCON 0*******B 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 A/D 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換原理 A/D 轉(zhuǎn)換 器的轉(zhuǎn)換精度對測量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測量電路性能。 單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。按下復(fù)位鍵后，復(fù)位端通 過 Vcc 電源接通，電容迅速放電，使 RST 引腳為高電平，復(fù)位按鍵彈起后，電 源 Vcc 通過 10K 的電阻對電容重新充電， RST 引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 20 這樣 RST 持續(xù)一段時間高電平后最終穩(wěn)定在低電平，高電平持續(xù)時間由 RC 時間常數(shù)決定，從而使 RST 端的高電平維持 2 個機器周期 以上完成復(fù)位。隨著時間的飛逝（電容充電），穩(wěn)定后的 Vcc 電壓實際上是加在電容上的。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 .在本設(shè)計中采用 上電 +按鍵復(fù)位電路，除了上電后直接復(fù)位，還可以在 單片機運行期間，由于程 序運行出錯或操作錯誤使單片機處于死循環(huán)時，通過復(fù)位鍵使單片機復(fù)位 。單片機在啟動后要從復(fù)位狀態(tài)開始運行，因此在上電時要完成復(fù)位工作，稱為上電復(fù)位。 由于外部時鐘信號時通過一個 2 分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 采用外部時鐘的電路如 上 圖 的 右圖所示。對外接電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器不作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容 應(yīng)當(dāng) 使用 30PF 士 10PF，而如使用陶瓷諾振器 則應(yīng) 選擇 4PF士 10PF 。這個放大 器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諾振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩 電路參見 圖 33。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 EA/VPP： 外部訪問允許。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 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(dāng) AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。 P3 口 除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 表 32 P3引腳的第二功能 P3 端口 第二功能 第二功能說明 RXD 串行口輸入端 TXD 串行口輸出端 INT0———— 外部中斷 0 輸入端 INT1———— 外部中斷 1 輸入端 T0 定時器 /計數(shù)器 0 外部信號輸入端 T1 定時器 /計數(shù)器 1 外部信號輸入端 WR——— 外部 RAM 寫選通輸出信號 RD——— 外部 RAM 讀選通 輸出信號 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。對 P3 口寫入 “1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口 ： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對端口 P2 寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和輸入（ ）， Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。在 Flash 編程時， P0 口接收 指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位 。同時， AT89C52 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電上作模式。 可編程串行 UART 通道 3 個 16 位定時／計數(shù)器 256X8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 全靜態(tài)操作： 0HZ24MHZ 8 字節(jié)可重擦寫 FLASH 閃速存儲器 AT89C52 的主要性能參數(shù) 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 單片機 AT89C52 AT89C52 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes。 七、 單片機在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN 總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器 ， GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)， abs 防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。如：音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中（類似于 ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。 六、 在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 某些專用單片機設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 四、 在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn) 在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型 程控交換機 、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信， 無線電 對講機等。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。例如精密的測量設(shè)備（ 功率計 ， 示波器 ，各種分析儀）。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化 管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇： 一、 在 智能儀器 儀表上的應(yīng)