【正文】 P3 口除了作為一般的 I/O 口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 端口引腳 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD P3 口還接收一些用于閃爍存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口輸出緩沖故可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口線上的 內(nèi)容在整個(gè)運(yùn)行期間不變。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2 口： P2 口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流。 P1 口： P1 口一個(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) 4 個(gè) TTL 電路 。 P0 口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，并在這時(shí)激活內(nèi)部的上拉電阻。作為輸出口時(shí)，每一個(gè)管腳都能夠驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 電路。低功耗的閑置和掉電模式 5 個(gè)中斷源 32 可編程 I/O 線 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 第六章 硬件電路設(shè)計(jì) 11 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 外形及引腳排列如圖 621 所示 圖 621 芯片引腳圖 (1)主要特性 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 ， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。 單片機(jī)模塊 芯片的介紹和選 擇 單片機(jī) AT89C51 介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器（ FPEROM — Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 圖 612 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 量程切換電路 電路由衰減電阻、切換繼電器和運(yùn)算放大器組成，對(duì)應(yīng)的是衰減 1/ 1/1/4 和無零漂放大 50 倍，切換電路如圖所示。 電壓極性檢測(cè)電路 電壓極性檢測(cè)電路采用過零比較器檢測(cè)負(fù)電壓的方式實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)算放大器LM324 的反向端接地， 同向端通過 100K 電阻接輸入信號(hào)。在此簡(jiǎn)化采用 4 位八段共陰極數(shù)碼管對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換變換后的結(jié)果加以顯示。 這里采用這種方案。它的轉(zhuǎn)換速 度更快，而且精度更高，比如ADC080 ADC0809 等，它們通常具有 8 路模擬選通開關(guān)及地址譯碼、鎖存電路等，它們可以與單片機(jī)系統(tǒng)連接，將數(shù)字量送單片機(jī)進(jìn)行分析和顯示。但芯片只能完成 A/D轉(zhuǎn)換功能，要實(shí)現(xiàn)顯示功能還需配合其它驅(qū)動(dòng)芯片等，使得整部分硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。數(shù)字部分包括振蕩器，數(shù)碼顯示，計(jì)數(shù)器等。 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)方案很多，但采用集成電路來設(shè)計(jì)較流行。硬件電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)及外圍電路，模擬信號(hào)采集電路， A/D 轉(zhuǎn)換電路，數(shù)碼管顯示電路，各部分電路的銜接。 ⑷盡量使用較少的元器件。 ⑵采 用 1 路模擬量輸入，能夠測(cè)量 05V 之間的直流電壓值。 第三章 設(shè)計(jì)目的與功能要求 5 第三章 設(shè)計(jì)目的與功能要求 設(shè)計(jì)目的 通過制作簡(jiǎn)易的數(shù)字電壓表，加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高分析，解決工程實(shí)際問題的能力，提高對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用能力，提高收集文獻(xiàn)，資料的能力，從而達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制作與調(diào)試的能力。 (5)讀數(shù)準(zhǔn)確 :因是數(shù)字顯示，所以讀數(shù) 準(zhǔn)確，可以消除人為的讀數(shù)誤差。 (3)輸入阻抗高 :一般可達(dá) 1000 兆歐以上，而且工作時(shí)零電流很小，一般可達(dá) 10^10 安。 數(shù)字電壓表 數(shù)字電壓表的特點(diǎn) 數(shù)字電壓表 (DVM )是將被測(cè)的電壓模擬量自動(dòng)轉(zhuǎn)換成開關(guān)量，然后進(jìn)行數(shù)字編碼、譯碼，以數(shù)字形式顯示出來的一種電測(cè)儀表，它具有如下主要特點(diǎn) : (1)準(zhǔn)確度高 :目前可達(dá)到 10^6 數(shù)量級(jí)，因此用它代替直讀儀表，可大大提高測(cè)量精度。 汽車電子 單片機(jī) 在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器，基于 CAN 總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能 電子控制器 、 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)、 abs 防抱死系統(tǒng) 、制動(dòng)系統(tǒng)、胎壓檢測(cè)等。如：音樂信號(hào)以數(shù)字的 形式存于存儲(chǔ)器中（類似于 ROM），由 微控制器 讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號(hào)（類似于聲卡）。 模塊化系統(tǒng) 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 某些專用 單片機(jī) 設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種 電路 中進(jìn)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)。 網(wǎng)絡(luò)和通信 現(xiàn)代的 單片機(jī) 普遍具備 通信接口 ，可以很方便地與 計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型 程控交換機(jī) 、樓宇自動(dòng)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(dòng)電話，集群移動(dòng)通信， 無線電 對(duì)講機(jī)等 。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種 報(bào)警系統(tǒng) ，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 例如精密的測(cè)量設(shè)備（電壓表、 功率計(jì) ， 示波器 ，各種分析儀）。 單片機(jī)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(gè)范疇： 智能儀器 單片機(jī) 具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈 活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的 傳感器 ，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、電流、 功率 、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 第二章 設(shè)計(jì)背景 3 目前 單片機(jī) 滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。手機(jī)、 電話 、 計(jì)算器 、家用電器、電子玩具、 掌上電腦 以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多處理器，隨著單片機(jī)家族的發(fā)展壯大，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。盡管2021 年以后 ARM 已經(jīng)發(fā)展出了 32 位的 主頻 超過 300M 的高端單片機(jī)，直到目前基于 8031 的單片機(jī)還在廣泛的使用。其中最成功的是 INTEL 的 8031，此后在 8031 上發(fā)展出了MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。最 早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備?，F(xiàn)在有越來越多的數(shù)字測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)但原理皆與數(shù)字電壓表殊途同歸，因此研究數(shù)字電壓表有著很大現(xiàn)實(shí)意義。使其精度達(dá)到與模擬電壓表一樣精確甚至更高。但數(shù)字電壓表由于存在采 樣誤差，精度不是很高。 模擬電壓表 采用 用指針式，里面是磁電或電磁式結(jié)構(gòu)，所以 其響應(yīng)速度 較慢 。 眾所周知，模擬電壓表精度較高，曾經(jīng)有很廣闊的市場(chǎng)，現(xiàn)在依然有不少工程師依然在使用模擬電壓表。模擬式電壓表是指針式的，多用磁電式電流表作為指示器 ，并在表盤上刻以電壓刻度。 關(guān)鍵 詞 ： 【單片機(jī)】 【數(shù)字電壓表】 【 A/D 轉(zhuǎn)換】 【 AT89C51】 【 ADC0809】 目錄 II 目 錄 第一章 緒論 .................................................................................................................. 3 第二章 設(shè)計(jì)背景 ......................................................................................................... 4 單片