【正文】 ccV32 繼續(xù)上升， vo1保持不變。 1265V CC R DO555 3Ov7vvI2I1vIC8 412IvCCV V CC 2RttvIOv 123CCVCC1V3( a ) 電路圖 ( b ) 波形圖v 圖 26 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 （ 1） VI =0V 時(shí)， vo1輸出高電平。 考慮到周圍電磁環(huán)境以及信號(hào)突變的輸出脈沖信號(hào)的影響，這里將得到的脈沖信號(hào)經(jīng) 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器輸出。定時(shí) 初值的不同，就洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 會(huì)得到不同的電平寬度，從而得到不同周期的脈沖，也就得到了不同頻率的脈沖了。最后，若檢測(cè)到重置信號(hào)時(shí)返回主程序開始處，進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定輸出新周期的脈沖信號(hào)，否則程序?qū)⒌却谥鞒绦虻慕Y(jié)束處。 然后，調(diào)用脈沖生成子程序產(chǎn)生滿足指標(biāo)參數(shù)的脈沖信號(hào)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 脈沖信號(hào)輸出電路圖如圖 25 所示。然后調(diào)用顯示子程序顯示脈沖信號(hào)指標(biāo)關(guān)鍵字頻率（ PL）、占空比（ ZKB）、個(gè)數(shù)（ NUM），提示用戶輸入脈沖信號(hào)參數(shù)指標(biāo)。單片機(jī)從預(yù)設(shè)置空間中取出參數(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)并加以處理，得到產(chǎn)生脈沖信號(hào)需要的數(shù)據(jù)，接著產(chǎn)生滿足參數(shù)指標(biāo)的脈沖信號(hào)。行掃描法的基本原理是，先有程序逐行 對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，再通過檢測(cè)列的狀態(tài)來確定按鍵的行列位置。 圖 24 非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)圖 鍵盤上的按鍵一般排成行、列矩陣格式，每個(gè)交叉點(diǎn)上可接一個(gè)按鍵。考慮到本次設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與便攜性，故采用非編碼鍵盤作為可編程脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸入設(shè)備。雖然這種鍵盤響應(yīng)速度不如全鍵盤快，但可以由 CPU 的處理速度來彌補(bǔ) [ 9]。這種全編碼鍵盤響應(yīng)速度快，但是以復(fù)雜的硬件電路為代價(jià)的，而且其復(fù)雜性隨著按鍵數(shù)的增加而大大增加，價(jià)格貴。按編碼方式的不同，可以將鍵盤分為全編碼鍵盤和非全編碼鍵盤。按鍵開關(guān)是鍵盤的基本組成元件。雖然是 按 照固定電壓值來設(shè)計(jì)的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠?器件后，就能獲得各種不同的電壓和電流。 由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。 2腳：接。電源用 220V 市電經(jīng) 降壓 變壓器 TR1 降壓成 8V 交流電，然后經(jīng)四個(gè)整流二極管 （ D1— D4） 組鍵盤輸入 驅(qū)動(dòng)顯示 液晶屏顯示參數(shù) SMC1602 脈沖信號(hào)輸出 電源電路 7805 MCS— 51 控制脈沖輸出 及控制顯示 AT89C51 ] 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 成的 橋 式整流 電路 變成直流電壓，經(jīng) C1 濾波后送入 7805 芯片穩(wěn)壓成 5V 直流電源 向液晶顯示屏 SMC160 555 定時(shí)器、單片機(jī) AT89C51 等元器件供電。為提高系統(tǒng)的抗干擾性，將脈沖信號(hào)通過端口 經(jīng)過 555 定時(shí)器構(gòu)成的史密斯觸發(fā)器輸出。 SMC 1602 與單片機(jī)的連接圖如圖 16 所示。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 第 6腳： EN 端為使能端。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線 。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇 端。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端 。各引腳具體說明如下： 第 1 腳： VSS 為電源地 。 SMC 1602 的管腳圖如圖 15 所示。 圖 15 SMC 1602 管腳圖 但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器而說，顯示字符就簡(jiǎn)單多了，可以使控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)以及每行的列數(shù)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 找到顯示 RAM 相對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo) ，在此位置送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 其中，鍵盤和顯示器是使用最頻繁的外 部 設(shè) 備 ，它們是構(gòu)成人機(jī)對(duì)話的一種基本方式 。 AT89C51 單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器具有 4 種工作方式 (方式 0、方式 方式 2 和方式 3)，其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對(duì)它的特殊功能寄存器的編程，可方便地選擇定時(shí)器 2 種工作模式和計(jì)數(shù)器 4 種工作方式。每當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入引腳的脈沖發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加 1。 微處理器 （ CPU） TH1 TL1 TH0 TL0 TCON TMOD 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 1）計(jì)數(shù)器工作模式 計(jì)數(shù)功能是對(duì)外來脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 同時(shí)管理定時(shí)器 T0和 T1的溢出標(biāo)志等 由 特殊功能寄存器 TCON控制。 圖 14 MCS51定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)如圖 14所示，定時(shí)器 T0特性功能寄存器 TL0（低 8位）和 TH0（高 8位）構(gòu)成，定時(shí)器 T1由特性功能寄存器 TL1（低 8位）和 TH1（高 8位）構(gòu)成。 AT89C51單片機(jī)有兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，分別為定時(shí)器 0（ T0）和定時(shí)器 1（ T1）。 可編程定時(shí)器可以通過軟件來對(duì)定時(shí)時(shí)間進(jìn)行修改，但定時(shí)是通過硬件來完成，以中斷的方式通知 CPU。有的地方也要用到計(jì)數(shù)器對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，例如自動(dòng)化包裝線中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。 AT89C51 CPU 在每一個(gè)機(jī)器周期 按 順序 去 檢查每一個(gè)中斷源，在機(jī)器周期的 S6按 優(yōu) 先級(jí)處理所有被激活的中斷請(qǐng)求，此時(shí)，如果 CPU 沒有正在處理更高 級(jí)別 或 者 相同優(yōu)先級(jí)的中斷，或者現(xiàn)在的機(jī)器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期， 或者 CPU 不是正在執(zhí)行 RETI 指令或訪問 IE 和 IPIE0 IE1 + EX0 ET0 EX1 ET1 ES PX0 PT0 PX1 PT1 PS PS 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 的指令 ， CPU 則去執(zhí)行中斷以外的操作。當(dāng) CPU 支持中斷屏蔽 指令 后，可將一部分或所有的中斷關(guān)斷，只有打開相應(yīng)的中斷控制位后，方可接收相應(yīng)的中斷請(qǐng)求。 各中斷源服務(wù)程序入口地址是固定的，如下： 中斷源 入口地址 外部中斷 00003H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0000BH 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 外部中斷 10013H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1001BH 串行口中斷 0023H 可以用關(guān)中斷指令“ CLR EA”來屏蔽所有的中斷請(qǐng)求，也可以用開中斷指令“ SET EA”來允許 CPU 接收中斷請(qǐng)求，每一個(gè)中斷另有所指可以用編程獨(dú)立地控制為允許中斷或關(guān)中斷狀態(tài)，每一個(gè)中斷源的中斷級(jí)別均可用編程進(jìn)行設(shè)置。 MCS51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷請(qǐng)求源，具有 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn) 2 級(jí)中斷服務(wù)程序的嵌套。 當(dāng) CPU 查詢到中斷請(qǐng)求時(shí)，由硬件自動(dòng)產(chǎn)生一條 LCALL 指令。 從中斷的定義我們可以看到中斷應(yīng)具備中斷源、中斷響應(yīng)、中斷返回三個(gè)要素。 AT89C51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 單片機(jī)在某一時(shí)刻只能處理一個(gè)任務(wù)，當(dāng)多個(gè)任務(wù)同時(shí)要求單片機(jī)處理時(shí)，這一要求應(yīng)該怎么實(shí)現(xiàn)呢？通過中斷系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)的資源共享。 在 AT89C51中， P3端口的還用于一些第二功能 [7]。當(dāng)作為輸入端口使用時(shí)，因?yàn)榇嬖趦?nèi)部上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)該引腳會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。 P3口輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL輸入。 Flash編程或程序校驗(yàn)期間， P2也可以可接收高位地址和一些控制信號(hào)。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。對(duì)端口寫“ 1”， 通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉升到高電平，此時(shí)可以當(dāng)作輸入端端口使用。 在對(duì) Flash ROM編程或者程序校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電 阻把端口拉升到高電平，此時(shí)可以作為輸入端口使用。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 (2) P1口（ 8條引腳，即 1 8腳） :P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I／ O端口。 在 Flash ROM編程時(shí)， P0口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 在 CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， P0口分時(shí)提供低 8位地址和 8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。當(dāng)作為輸出端口用時(shí)，每位 能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL負(fù)載。當(dāng) P0口作為輸入端口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器（地址 80H）寫入全“ 1”，此時(shí) P0口的全部引腳懸空可當(dāng)作高阻抗輸入。需要注意的是，如果保密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)在內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端口的狀態(tài)。當(dāng) EA 引腳接高電平時(shí)， CPU訪問片內(nèi) FLASH ROM并去執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令；但當(dāng) PC值超過 4KB（ 1FFFH）時(shí)，將會(huì)自動(dòng)跳去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令。如果有，說明其基本上能夠正常工作；否則，說明其不能正常工作。 PSEN 端也可以驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LS型 TTL負(fù)載。當(dāng) AT89C51由片外部程序存儲(chǔ)器讀取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次 PSEN 有效（即輸出洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 兩個(gè)有效脈沖）。 此引腳的第 2功能是 PROG 在對(duì)片內(nèi)帶有 4KB Flash ROM的 AT89C51編程寫入（固化程序）時(shí)，作為編程脈沖信號(hào)的輸入端。需注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，都將跳過一個(gè) ALE脈沖。這樣，可以實(shí)現(xiàn)低 8位地址與數(shù)據(jù)的分離。當(dāng) ALE 信號(hào)有效時(shí)， P0口傳送的是低 8位地址信號(hào)； ALE信號(hào)無效時(shí)， P0口傳送的是 8位 數(shù)據(jù)信號(hào)。 CPU訪問外存儲(chǔ)器時(shí)， ALE輸出信號(hào)作為鎖存低 8位地址的控制信號(hào)。 (2) ALE/ PROG （ 30 腳）：地址鎖存允許信號(hào)。 3. 控制信號(hào)引腳 RST、 ALE/ PROG 、 PSEN 和 EA /VPP (1) RST（ 9 腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 (2) XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳引入外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 圖 12 AT89C51管腳圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 2. 外接晶體引腳 XTAL1和 XTAL2 (1) XTAL1（ 19 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。 (2)VCC（ 40 腳）：電源端。 AT89C51單片機(jī)可降至 0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩個(gè)軟件的節(jié)電工作模式 [3]。 (8)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生電路，時(shí)鐘振蕩電路是控制器的核心，為控制器提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 (6)五個(gè)中斷源，具有兩個(gè)優(yōu)先級(jí) 別的中斷嵌套結(jié)構(gòu) ,兩個(gè)外部中斷源INTO 和 INT1 ，三個(gè)內(nèi)部中斷源即兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷和一個(gè)串行口中斷。 (4)四個(gè) 8位并行 I/O接口 P0P3端口 ,每個(gè)接端口可用于輸入或輸出。 (2)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM（ 128B），用于存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù) ,如運(yùn)算中間的結(jié)果 、最終結(jié)果或預(yù)顯示的數(shù)據(jù)等。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 1章 可編程脈沖發(fā)生器的相關(guān)模塊 AT89C51 單片 機(jī) AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括 CPU、存儲(chǔ)器、并行接口、串行接口、定時(shí)計(jì) /數(shù)器，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 11所示。 C 語言程序設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，主要研究程序設(shè)計(jì)的基本方法，掌握 C 語言中基本指令的使用方法，認(rèn)識(shí)程序設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵指令使用時(shí)的注意事項(xiàng)，熟悉程序開發(fā)設(shè)計(jì)的過程。 ，結(jié)合所學(xué) 51 系列單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，用工作方式 1 下的定時(shí)加計(jì)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻信號(hào)指標(biāo)的控制，用自動(dòng)重復(fù)賦初值的工作方式 2 下的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)指標(biāo)的控制，用計(jì)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)生發(fā)信號(hào)個(gè)數(shù)的控制。 5． 用 PROTEUS 軟件 做出 硬件電路 仿真調(diào)試結(jié)果，并加以說明。 (2) 脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)參數(shù)由鍵盤輸入 脈沖個(gè)數(shù) 0 到 9999 可調(diào) 并由液晶顯示屏 指定位置 顯示。 3．畫出相應(yīng)的軟件流程圖，并寫出 鍵盤驅(qū)動(dòng)、液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)以及產(chǎn)生頻率、個(gè)數(shù)、占空比可以調(diào)整的 C 語言源 程序。 本課題 運(yùn)用單片機(jī)技術(shù) 解決以下問題： 、定時(shí) /計(jì)數(shù)等 常用 功能 ，產(chǎn)生頻率、個(gè)數(shù)、占空比可調(diào)整的脈沖信號(hào) 。 本課題設(shè)計(jì) 運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，通過相應(yīng)的軟件編程和較簡(jiǎn)易的外圍硬件電路 設(shè)計(jì) 來實(shí)現(xiàn)，和用分立式元件設(shè)計(jì)的脈沖發(fā)生器相比而言，其產(chǎn)生洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的脈沖信號(hào)干擾小，輸出穩(wěn)定，可靠性高，人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)單方便，成