【正文】 時鐘線垂直于 I/O 線比平行于 I/O 線干擾小，時鐘線要遠離 I/O 線。石英晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線要盡量短，且不要引得到處都是。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠一些。印刷板按單點接電源、單點接地原則送電。當你設計單片機用印制電路板時，不仿對照下面的條條檢查一下。 印制電路板的設計對單片機系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。低通濾波器的配置指標是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會導致“漏電”，影響系統(tǒng)的人身安全性。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。 ③ 濾波。對特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。使用光電隔離器件將單片機的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號不得進入單片機系統(tǒng)，另一方面單片機系統(tǒng)本身的噪聲也不會以傳導的方式傳播出去。 ② 隔離與屏蔽。不能把地線隨便接在暖氣管子上。上面提到的一系列抗干擾元件，意在將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統(tǒng)不接地，或雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發(fā)揮作用。為單片機系統(tǒng)提供良好的地線，對提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有益。 提高單片 機系統(tǒng)抗干擾能力的主要手段 ① 接地。其特點是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃至上千安培的電流。室外使用的單片機系統(tǒng)或電源線、信號線從室外架空引入室內(nèi)的，要考慮系統(tǒng)的防雷擊問題。這種現(xiàn)象指集成電路硅片的基體 變得導通，從而引起電流增大，導致 CMOS 集成電路發(fā)熱乃至燒毀。當溫度降下來以后能自動恢復正常。這是用一種新型高分子聚合材料制成的器件，當電流低于其額定值時，它的直流電阻只有零點幾歐。鉭電容則比電解電容效果更好。由于電解電容的纏繞式結構，其分布電感較大，對濾除高頻干擾信號幾乎不起作用。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容 。每個集成電路的電源、地之間應配置一個去耦電容，它可以濾掉來自電源的高頻噪聲。近年來單片機的制造商在單片機設計上采取了一系列措施以期提高可靠性。共陰數(shù)碼管 。================================= 。顯示延時 ,延時 8ms 。開第四位顯示 RET 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 軟件設計 28 。送出第四位的 7 段代碼 LCALL delay8ms 。取第四位數(shù) MOVC A,A+DPTR 。開第三位顯示 。送出第三位的 7 段代碼 SETB LCALL delay8ms 。取第三位數(shù) JNZ XSBW1 MOV A,00H JMP XSBW2 XSBW1: MOVC A,A+DPTR 。開第二位顯示 。送出第二位的 7 段代碼 LCALL delay8ms 。取第二位數(shù) MOVC A,A+DPTR 。第二位顯示 MOV DPTR,TAB 。顯示 8ms CLR 。查第一位數(shù)的 7 段代碼 ORL A,10H SETB MOV P1,A 。指定查表啟始地址 MOV A,A_BIT 。================================= DISPLAY: NOP 。入口參數(shù)： A,B,C 。================================= 。光報警 SETB 。================================= ；報警函數(shù) 。================================= INT0: lcalldat_cov 。設置下限加 DEC A MOV 21H,A EXIT: MOV 22H,00 RET 。等待按鍵彈起 CJNE 23H,0,XIAXIAN0 MOV A,20H 。設置上限加 INC A MOV 20H,A XIAXIAN: MOV A,21H 。有功能鍵按下 INC A CJNZ A,2,EXIT MOV 22H,A KEY1: JNB ,KEY2 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 軟件設計 25 JB ,$ 。================================= KEY: JNB ,KEY1 JB ,$ 。 SB2 設置數(shù)據(jù) + 。================================= ； 鍵盤程序 。除以 51 即是乘以 5 除以 255 mov 30h,a 。送顯前的數(shù)值轉換程序 dat_cov: setb start 。調(diào)用鍵盤函數(shù) ajmp main 。低于下限 lcalldisplay 。啟動 A/D 轉換 nop clr start MOV A,30H CJNZ A,20H,BAOJING 。外部中斷 0，當 0809 數(shù)據(jù)轉換完成觸發(fā) 。1 時設置下限， 2 時顯示 A_BIT DATA 30H B_BIT DATA 31H C_BIT DATA 32H D_BIT DATA 33H START BIT 。存放溫度下限 vstr DATA 22H 。================================= HIGN DATA 20H 。================================= 。 p2 按鍵接口 。 p0 口接 0809 的數(shù)字量輸出口 。name :ADC0809 的應用 。流程圖如。為了準確地反映被測信號，防止干擾，對每一路信號在 20 ms內(nèi)采集 4次，即采樣間隔時間 T=5ms， 4次采集完成后再將 4 次采集的值求 平均得出此次采集的結果。其數(shù)學表達式為， 因算術平均濾波方法簡單、數(shù)據(jù)采集更加精確，濾波結果就是對單點溫度多次采樣的平均值，更加準確的反應了被測溫度的大小，因此，本系統(tǒng)采用了算術平均濾波法。 ② 中值濾波，就是連續(xù)采樣三次，取中間值 作為本次采樣值。 模擬量的采集與處理 由于干擾的存在，可能導致 A／ D 轉換的結果與爐溫出現(xiàn)差異，為了提高系重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 軟件設計 19 統(tǒng)的可靠性和信號的真實性，采用程序計算的方法對采樣信號進行平滑加工，從而克服虛假信號，這種算法稱為數(shù)字濾波。 其流程圖如圖 32。在本系統(tǒng)中，包括“ +”、“ ”、“功能”三個鍵位，各個鍵位處理程序都將在主控機程序中執(zhí)行。 鍵盤消息接收是指當用戶按下某個鍵后，通過對鍵盤端口的分析，接收到按鍵的編碼信息，然后查詢鍵值表獲得相應的鍵值并保存。 其程序流程圖如圖 31。 顯示數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)轉換（主要實現(xiàn)將各類參數(shù)、測量數(shù)據(jù)、計算累計值等轉換成 LED 顯示所需的數(shù)據(jù)類型）和顯示屏的刷新（包括刷新采集數(shù)據(jù)屏和根據(jù)按下的鍵更改顯示屏）。 鍵值處理包括對系統(tǒng)三個 鍵的判斷與處理。 主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，鍵值處理， A/D 轉換，顯示數(shù)據(jù)。對于一些應用領域（例如工業(yè)監(jiān) 控系統(tǒng)等）匯編語言是不可缺少的，一般高級語言不適合這種應用，因為一般高級語言不能充分地利用計算機硬件所提供的諸如中斷等方面的功能。匯編語言程序具有執(zhí)行速度快和節(jié)省存儲空間的特點，它可以精確地描述算法，把計算過程和控制過程刻畫得更具體； ④ 實時性能好。程序員可充分利用機器硬件系統(tǒng)的許多特性（如寄存器、標志位以及一些特殊指令等）。迄今為止，匯編語言仍然是計算機系統(tǒng)底層軟件（例如匯編程序、 PC 機的 BIOS 等）設計的基本語言； ② 能充分利用機器的硬件功能與結構特點。匯編語言更接近機器語言，常用來編制與系統(tǒng)硬件相關的程序，如訪問 I/O 端口、中斷處理程序、實時控制程序、實時通信程序等；而數(shù)學運算程序則適合用 C51 高級語言編寫，因為用高級語言編寫運算程序可提高編程效率和應用程序的可靠性。 D、 RST 復位信號輸入 ② 電源及時鐘 VSS 地端接地線， VCC 電源端接 +5V， XTAL1 和 XTAL2 接晶振或外部振蕩信號源。 C、 PSEN 片外程序存儲器的選通信號。 EA =1，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器，若地址超過內(nèi)部程序存儲器的 范圍，單片機將自動訪問外部程序存儲器。 B、 EA 程序存儲器選擇 EA =0，單片機只訪問外部程序存儲器。 表 216 寄存器的復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) 寄存器 復位狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON OOH PSW 00H TL0 00H SP 07H TH0 00H DPTR 0000H TL1 00H 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 硬件設計 15 P0～ P3 FFH TH1 00H IP Xxx00000B SCON 00H IE 0xx00000B PCON 0xx00000B ① 控制線 A、 ALE 地址鎖存允許 當單片機訪問外部存儲器時，輸出信號 ALE 用于鎖存 P0 口輸出的低 8位地址 A7～ A0。 P0、 P P P3 共有 4個 8位并行 I/O 口，它們引線為： ～ 、 ～、 ～ 、 ～ ，共 32 條引線。記住他們的復位狀態(tài)，對于熟悉單片機的操作，減少應用程序中的初始化編程都是十分必要的。利用它們的復位狀態(tài)，可以減少應用程序中的初始化編程。留出的 0000H～ 0002H 3 個單元地址，僅能夠放置一條轉移指令，因此， MCS51單片機的主程序的第一條指 令通常情況下是一條轉移指令。復位操作主要是把 PC 初始化為 0000H，使單片機從程序存儲器的 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 圖 215 簡單的復位電路 ② 復位狀態(tài)。在應用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復位。最簡單重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 硬件設計 14 的復位電路如圖 215 所示。 ① 復位電路。 圖 212 內(nèi)部時鐘電路 圖 213 HMOS 型外部時鐘電路 圖 214 外部時鐘電路 復位電路和復位狀態(tài) 單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的。由于 XTAL2 端的邏輯電平不是 TTL 的，故還要接一上接電阻。由于 HMOS 和 CHMOS 單片機外部時鐘進入的引線不同，其外部振蕩信號源接入的方式也不同。在由我單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，應當引入惟一的合用外部振蕩脈沖作為各單自片機的時鐘。 C1 和 C2 可在 20～ 100pF 之間取值，一般取 30pF 左右。 MCS51 單片機在通常應用情況下，使用振蕩頻率為 6MHz 的石英晶體，而 12Hz 頻率的晶體主要是在高速串行通信情況下才使用。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間連接晶體振蕩器與電容構成穩(wěn)定的自激震蕩器，如圖 212 所示。 ① 內(nèi)部時鐘方式。單片機內(nèi)部雖然有振蕩電路，但要形成時鐘，外部還需附加電路。 重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 硬件設計 12 圖 210 LED 數(shù)碼管顯示原理圖 聲光報警電路 報警電路原理如圖 211。因此采用分立元件的顯示驅(qū)動電路也很簡單。 驅(qū)動電路可采用分立元件電路，也可采用集成驅(qū)動電路，此外有些硬件譯碼電路本身包括驅(qū)動電路。 靜態(tài)顯示電路的驅(qū)動電路分為段驅(qū)動電路和位驅(qū)動電路兩種。為 LED 顯示器提供電流的電路稱為 LED 的驅(qū)動電路。若想使 LED 發(fā)光則必須保證有足夠大的電流流過 LED 的各段。顯示器由 4 個 LED 數(shù)碼管組成。由于人的視覺滯留效應，人們看到的是多位同時穩(wěn)定顯示。在這一瞬時，只有這一位在顯示，其他幾位暗。因此要顯示不同的內(nèi)容，必須采取輪流顯示的方式。所謂動態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線連在一起，每一位的 a 段連在一起， b 段連在一起? g 段連在一起，共 8段，由一個 8 位 I/O 口控制，而每一位的公共端（共陽或共陰 COM）由另一個 I/O口控制。 ② 動 態(tài)掃描顯示方式。也就是各字段的亮滅