【正文】 電源電路部分設(shè)計(jì) (1) 電源電路部分介紹 在各種電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源是必不可少的組成部分，它是電子設(shè)備唯一能量來源，它的設(shè)計(jì)思路是根據(jù)我們以前學(xué)過的模電電子技術(shù)，要想得到我們 單片機(jī) 晶振 鎖存器 按鍵 電源 復(fù)位 數(shù)碼管 10 所要的 +5V 輸出電壓，就需將交流 220V 的電壓經(jīng)過變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分。位是連接在數(shù)碼管的 C0、 C C C3 上的。鎖存器的段是為了顯示第幾位，而位是為了顯示位的數(shù)值。共有 20個端口，它的第 1 和第 10 端口都是連接的電平，第 20 端口連接的是 VCC 端。這就是鎖存器在數(shù)碼管顯示方面的作用 :節(jié)省了寶貴的MCU 時間?？梢钥闯?，處理器處理的時間僅限于顯示內(nèi)容發(fā)生變化的時候，這在整個顯示時間上只是非常少的一個部分。當(dāng)處理器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器并將其鎖存后，鎖存器的輸出引腳便會一直保持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)直到下一次鎖存新的數(shù)據(jù)為止。） 這就大大占用了處理器的處理時間，消耗了處理器的處理能力，還浪費(fèi)了處理器的功耗。 （本 鎖存器 設(shè)置的是二十毫秒 刷新 一次。尤其是在四段八位數(shù)碼管等這些要選通的顯示設(shè)備上。一端接的是VCC 一端接的是 RST。 (3)復(fù)位開關(guān)： 當(dāng)程序在運(yùn)行的過程之中需要重新開始運(yùn)作時，就可以按下S1 復(fù)位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示 9999 來重新運(yùn)作。一端接的是 VCC 一端接的是 RST。這樣可以方便操作者和觀看者更加醒目的看清倒計(jì)時的顯示情況。 7 圖 31 單片機(jī)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中運(yùn)用了 2 個 30pF 的電阻分別以 C1 和 C2 作為稱為，還有一個 的晶振備注為 Y1（當(dāng)然設(shè)計(jì)中為了方便稱為 12MHZ） 晶振電路的兩端和單片機(jī)系統(tǒng)的 18 端口和 19 端口連接分別備注為 X1 和 X2 端口。 晶振通常與鎖 存器 電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。高級的精度更高。 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)分 單片機(jī)晶振電路 的 作用 :單片機(jī)系統(tǒng)里都有 晶振 ，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時鐘頻率，單片 機(jī)晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振 提供的時鐘頻 率。為 了使控制的更加方便和完美，我在設(shè)計(jì)的時候設(shè)計(jì)了一個復(fù)位的按鍵。當(dāng)然這里也有一個 1K 的電阻來保護(hù)電路。當(dāng)電源接在 220V 電源上時，通過轉(zhuǎn)換成 5V 的電壓輸入單片機(jī)的小系統(tǒng)。當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)其它的顯示也可以，只是需要不同的控制程序。關(guān)閉鎖存器的位，簡短的延時。 6 3 硬件結(jié)構(gòu) 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 它將數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的程序輸入鎖存器 ,再控制鎖存器的閉合導(dǎo)通來時下數(shù)字的輸出 .,然后顯示到數(shù)碼管上，根據(jù)鎖存器的段位來控制顯示的數(shù)字。但是它有操作變得復(fù)雜，操作時間變長等缺點(diǎn)。矩陣鍵盤與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，硬件電路大大節(jié)省。但是電路復(fù)雜，軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜會造成工藝效果低，操作瑣碎，不宜操作。無按鍵，行線處于高電平狀態(tài)，有鍵按下，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。 矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場合，由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上 ,節(jié)省 I/O 口。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。 經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)選用了動態(tài)顯示的方案。通過分時輪流控制各個 數(shù)碼管的的 COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯 5 示，這就是動態(tài)驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動 4個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 4 8＝ 32根 I/O端口來驅(qū)動，要知道一個 89S51單片機(jī)可用的I/O端口才 32個），實(shí)際應(yīng)用時必須增加譯 碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 數(shù)碼管控制電路設(shè)計(jì)方案論證 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。 AT89S52 單片機(jī)也 是 美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款 低電壓 、 高性能 的 CMOS 8 位單片機(jī) ,片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀 Flash程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM),器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn) ,兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng) ,片內(nèi)置通用 8位中央處理 和 Flash程序存儲器單元，此單片機(jī)上手容易，操作方便且內(nèi)部資源能夠滿足本設(shè)計(jì)程序的編寫。同時，焊接板無任何包裝，在遇到水之后整個電路將出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，造成無法控制的局面。但 是這幾乎是控制電路在所難免的情況，是不能避免的。 缺點(diǎn)：在仿真過程中我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。由于該電路設(shè)計(jì)的要求的功能不多，在該電路之中運(yùn)用了一個啟動暫停按鈕，一個復(fù)位按鍵，一個電源開關(guān)。當(dāng)然還有體積小的優(yōu)點(diǎn)，方便攜帶。由于本電路設(shè)計(jì)原理明確，所采用的元件合理，電路布線盡可能簡潔，美觀。 3 本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：通過實(shí)際的仿真 ,我發(fā)現(xiàn)本電路具有以下優(yōu)點(diǎn)。倒計(jì)時的價值是我們無法估計(jì)的，在我們的生活之中不可以缺少的一部分。也不會知道機(jī)器應(yīng)該是否停止工作。我們在衡量到底用時多久方面也需要計(jì)時原理。假如說沒有倒計(jì)時在我們的生活之中那么會為我么的生活帶來許多的不便。軍事上：科學(xué)家運(yùn)用倒計(jì)時來控制火箭的發(fā)射，運(yùn)用倒計(jì)時來接受衛(wèi)星都可以。生活上：如運(yùn)動比賽時需要的計(jì)時。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。 CPU 配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲器、輸入 /輸出（ Input/Output，簡稱 I/O）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體與裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表、尖端武器、日常生活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)。 2 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)就是將中央處理單元、存儲器、定時 /計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。但近年來也開始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序的單片機(jī)。一般說來，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。 ④ 控制功能強(qiáng)。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用 CPU；程序指令及常數(shù)、表格固化在 ROM 中不易破壞；許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。 單片機(jī)具有以下特點(diǎn) ： ① 受集成度限制，片內(nèi)存儲容量較小，一般 8 位單片機(jī)的 ROM 小于 8/16K字節(jié)， RAM 小于 256 字節(jié)，但可在外部擴(kuò)展，通常 ROM、 RAM 可分別擴(kuò)展至64K 字節(jié)。所