【正文】 按鍵 。 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) F 時(shí)，數(shù)碼管顯示為 ‘ 1110001’。 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) D 時(shí)，數(shù)碼管顯示為 ‘ 1011110’。 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) B 時(shí)，數(shù)碼管顯示為 ‘ 1111100’。 當(dāng)按下 9 號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘ 1101111’。 當(dāng)按下 7 號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘ 0000111’。 當(dāng)按下 5 號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘ 1101101’。 當(dāng)按下 3 號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘ 1001111’。 當(dāng)按下 1 號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘ 1111001’。 1）接口說(shuō)明 接口 控制 0號(hào) ,1號(hào) ,2號(hào) ,3 號(hào)開(kāi)關(guān)； 接口 控制 4號(hào) ,5號(hào) ,6號(hào) ,7 號(hào)開(kāi)關(guān)； 接口 控制 8號(hào) ,9號(hào) ,A號(hào) ,B 號(hào)開(kāi)關(guān)； 接口 控制開(kāi)關(guān) C， D， E， F； － 則為輸出。 4 4 矩陣鍵盤(pán)，以 － 作輸入線(xiàn)，以 － 作輸出線(xiàn)；數(shù)碼管的 a,b,c,d,e,f,g 7 個(gè)端端口接的是主芯片 AT89C52 的 P2口從 到 端 ,在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“ 0－ F”序號(hào)。如圖 38所示 。 7 段 LED 數(shù)碼管是利用 7個(gè)LED（發(fā)光二極管）外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的 LED 組合而成的顯示設(shè)備。 LED 數(shù)碼管的 COM端由 分時(shí)輪流控制， 受 控制的數(shù)碼管輪流顯示 ，這就是所謂 的 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。靜態(tài)顯示是指由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 埠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼，或者使用如 BCD碼二 十進(jìn)位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 正常顯示的 LED 數(shù)碼管，數(shù)碼管的各個(gè)段碼就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，才能顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù) LED 數(shù)碼管不同的驅(qū)動(dòng)方式，根據(jù) 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式， 可以分為本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 15 頁(yè) 共 43 頁(yè) 靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩類(lèi)。兩個(gè) 74HC573 的 D0D7 與 單片機(jī)的 引腳 相連。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，波長(zhǎng)，功耗，亮度等。數(shù)碼管根據(jù) LED 分為共陰和共陽(yáng)是因?yàn)?他們的 接法不同而分類(lèi)，如果了解 LED 的特性，尤其是對(duì)編程是非常重要的，數(shù)碼管的 類(lèi)型不同，電路除了有差別外，編程的方法和原理也有所不同， 共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi) 部電路不同 ，到那 它 們的原理是一樣的，知識(shí) 它 們的 電源極性 不同而已罷了 。常用 LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是 0、 A、 B、 C、 D、 E、 F。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱(chēng)為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱(chēng)為共陰數(shù)碼管。 LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有 寸、 1寸等不同的尺寸。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們 眼睛看到的 2 個(gè) 8 數(shù)碼管字樣了。 數(shù)碼管模塊 LED 數(shù)碼管是由七個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8個(gè)。 用 LCD 顯示一個(gè)比較復(fù)雜的字符時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位 置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 4 腳： RS為選擇寄存器，高電平 1時(shí)寄存器選擇數(shù)據(jù)、低電平 0 時(shí)寄存器選擇指令。 如圖 35所示 。 1602 為 2 行 16 列液晶 顯示器， 可顯示 2行 16列英文字符，有 8位數(shù)據(jù)總線(xiàn) D0D7，RS、 VEE、 RW 三個(gè)控制端口（共 14 線(xiàn)），工作電壓為 5V。 9引腳 的排阻 2到 9端 接單片機(jī)的 到 。然后在后面加上延遲，也就是亮的時(shí)間后再輸入 口為低電平，第二個(gè)二極管就發(fā)亮，同理而言，就實(shí)現(xiàn)了流水燈的實(shí)驗(yàn)。如圖 34所示 。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 共 43 頁(yè) 圖 外圍 電路 LED顯示模塊 （ 1） 電路接法 以 AT89C52 為主芯片設(shè)計(jì)的一個(gè) 8 位發(fā)光二極管以流水燈的形式顯示的基本電路 ,首先 ,8個(gè)發(fā)光二極管的輸出端是和 74HC573 的端口從 Q0 到 Q7 端相接 ,形成 8個(gè)輸入端口 ,其次 ,8 位二極管的負(fù)極接 9引腳的排阻，排阻的 1腳接 VCC， 接 排阻的作用是防止發(fā)光二 極管在電壓過(guò)大的情況下燒壞，然后 74HC573 接AT89C52的 P1口從 ,這樣就形成了 8個(gè)閉合回路。 TMOD 用于設(shè)置定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作方式 03，并確定用于定時(shí)還是記數(shù)， TCON 主要功能是為定時(shí)器在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時(shí)器的運(yùn)行或停止等，內(nèi)部記數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對(duì)機(jī)器周期記數(shù)。內(nèi)部記數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時(shí)器和記數(shù)器兩個(gè)功能。 復(fù)位電路的作用 是使單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器清零，復(fù)位電路 就好 比 電腦 ，當(dāng)死機(jī)的時(shí)候， 按下 復(fù)位鍵程序從頭開(kāi)始執(zhí)行， 受到 干擾或者程序跑 飛 的時(shí)候， 按下復(fù)位鍵 從頭開(kāi)始 執(zhí)行 。晶振電路通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。 外圍電路 外圍電路 由 晶振 電路和復(fù)位電路組成， 晶振 電路 由 晶振和兩個(gè) 30uF 的 電路組成， 分別接 單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2。欲使 CPU 僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。在此期間，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。此時(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亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。 P1 口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 共 43 頁(yè) P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。 VCC：供電電壓。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 管腳說(shuō)明 主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 8 頁(yè) 共 43 頁(yè) 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 2 圖 32 A89C52芯片 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線(xiàn)編程 (S 系列的才支持在線(xiàn)編程 )。 圖 31 電路總設(shè)計(jì) 圖 主芯片 — AT89C52 本設(shè)計(jì)主要是圍繞芯片 AT89C52 來(lái)設(shè)計(jì)的，下圖為芯片 AT89C52 引腳的具體說(shuō)明，如圖 32 所示。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 7 頁(yè) 共 43 頁(yè) 3. 硬件電路設(shè)計(jì) 整體 框圖設(shè)計(jì) 在 proteus 中 由 LED 模塊及驅(qū)動(dòng)電路 、 1602 液晶 顯示模塊、 LCD 顯示模塊、 6位 數(shù)碼管、 AD/DA 轉(zhuǎn)換 模塊 、獨(dú)立按鍵 、 矩陣按鍵 、 數(shù)字按鍵、蜂鳴器 模塊 、溫度傳感器等模塊。 這樣的 仿真 彌補(bǔ)了工程和實(shí)驗(yàn)見(jiàn)的 矛盾 和脫節(jié)。 因此 在 調(diào)試和仿真的過(guò)程中，關(guān)心的是從工程的角度直接看程序運(yùn)行的結(jié)果和 電路 的工作過(guò)程。如果仿真沒(méi)有成功則修改電路或源程序后重新進(jìn)行仿真測(cè)試。用 C 語(yǔ)言編譯能夠完成相應(yīng)模塊功能的源程序。 如圖 22所示。這些系統(tǒng)所要求的 DAC 性能會(huì)受到系統(tǒng) 其它組件的性能和要求的影響。 DAC 一般被放置在數(shù)字系統(tǒng)中。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 4 頁(yè) 共 43 頁(yè) （ 3） A/D 和 D/A： 真實(shí)世界的模擬信號(hào)，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，被不斷轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式 ， 但是在很多系統(tǒng)中，數(shù)字信息也必須重新轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些真實(shí)世界的功能。 （ 1） 4X4 鍵盤(pán)：主要輸入數(shù)據(jù) （ 2）顯示部分： LED： LED 是一種特別的二極管 ,當(dāng)連接最電的時(shí)候就會(huì)發(fā)出光 ,通常被用在電子器具來(lái)顯示電路是否關(guān)閉或打開(kāi)的指示燈 。 主 芯 片A T 8 9 C 5 2L E D 及 驅(qū) 動(dòng) 模 塊1 6 0 2 液 晶 顯 示6 位 數(shù) 碼 管蜂 鳴 器溫 度 傳 感 器A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊D A 轉(zhuǎn) 換 模 塊矩 陣 按 鍵 電 路獨(dú) 立 按 鍵數(shù) 字 按 鍵 圖 21 系統(tǒng)電路框圖 解決的 問(wèn)題 為了解決傳統(tǒng)基于硬件的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室諸多弊端，本課題采用 PC和軟件建立的單片機(jī)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，即在 proteus 上使用的各種虛擬儀器，按照試驗(yàn)要求和設(shè)計(jì)原理，虛擬出與現(xiàn)實(shí)相同的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)而完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，也充分利用了 proteus 軟件的功能，對(duì)各個(gè)電路部分進(jìn)行仿真。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 3 頁(yè) 共 43 頁(yè) 本課題共分為幾大模塊，具體為 LED 顯示、 1602 液晶顯示 、 溫度傳感器 、 獨(dú)立按鍵 、數(shù)字按鍵、 4X4 鍵盤(pán)顯示、 6 位數(shù)碼管 、 蜂鳴器 、 8位發(fā)光二極管流水燈顯示、 LCD 顯示以及 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換幾個(gè)模塊。 尤其是那些 那 些 難以理解的內(nèi)容， 虛擬實(shí)驗(yàn) 在現(xiàn)代教 學(xué) 有 很高的 地位，它 使得很多 復(fù)雜的問(wèn)題 變得簡(jiǎn)單化， 同時(shí) 也節(jié)省很多件資源，在實(shí)驗(yàn)中 通過(guò)一些 形象生動(dòng)的 演示 ， 是所學(xué)的 知識(shí)轉(zhuǎn)化為 能力 ，在以后的 工作中 實(shí)踐中得以靈活地應(yīng)用 。 在 現(xiàn)代教學(xué)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和虛擬實(shí)驗(yàn)等技術(shù)已經(jīng)逐漸成為教學(xué)的的 手段 和 工具 。 這樣的 仿真 彌補(bǔ)了工程和實(shí)驗(yàn)見(jiàn)的 矛盾 和脫節(jié)。 在 調(diào)試和仿真的過(guò)程中，關(guān)心的是從工程的角度直接看程序運(yùn)行的結(jié)果和 電路 的工作過(guò)程。 嵌入式 系統(tǒng) 是 實(shí)踐與理論相 結(jié)合 的課程，對(duì)于嵌入式 處 學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō) 沒(méi)有足夠 的資金來(lái)購(gòu)買(mǎi)開(kāi)發(fā)板， 所以只能選擇仿真 仿真 來(lái) 學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)， proteus 是目前最好的仿真軟件，能夠虛擬出嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中常用的處理器和外圍器件。 現(xiàn)代科技 技術(shù) 的發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在軟件和硬件上的飛速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)軟件的仿真技術(shù)，可以充分地 仿真 電路