【正文】 軟件開發(fā)上，而且具體應(yīng)用在單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)上。 目前，在單片機(jī)的開發(fā)中， C 語言得到越來越多的應(yīng)用，而匯編語言也在很多環(huán)境下具有優(yōu)勢(shì)。但是采用匯編語言編寫比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算程序相對(duì)比較困難，又因匯編語言源程序的可讀性遠(yuǎn)不如高級(jí)語言，如果想修改程序功能，得花費(fèi)心思重新閱讀程序，效率不是很高。以下就這兩種開發(fā)語言的特點(diǎn)分別作簡介 并根據(jù)實(shí)際開發(fā)情況，選擇適合的開發(fā)語言。 圖 比較輸出電路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁 共 34 頁 4 軟件設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中，常用的編程 語言有匯編語言和 C 語言兩種。 電壓比較輸出模塊的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中真正的電壓輸出是通過四運(yùn)算放大器 LM324 的末端輸出的，具體的設(shè)計(jì)如圖 所示， DAC0832 的 11 腳接 LM324 的 6 腳， LM324 的 5 腳接地， 4 腳和 11腳分別連接 +12V 和 12V， DAC 的 9 腳接 1K 的電阻與運(yùn)放的 7 腳相連，構(gòu)成比較回路。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 共 34 頁 圖 LCD1602 顯示電路 數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 DAC0832 的數(shù)模轉(zhuǎn)換器， P2 口和 DAC0832 的數(shù)據(jù)口直接相連， DA的 /CS 和 /WR1 連接后接 地 ， /WR2 和 /XEFR 連接輸出同時(shí)也 接地， ILE 信號(hào)引腳接高電平， DA 的 8 腳接參考電壓， 芯片處于直通狀態(tài)，此時(shí) 8 位數(shù)字量一旦到達(dá) DI0~DI7輸入線上，就立刻進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換并輸出結(jié)果。 通過單片機(jī)編程控制第 4 腳 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端，第 5 腳 R/W 讀 /寫選擇端，第 6 腳使能信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)顯示效果。如果采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，則占用 CPU 的 內(nèi)存空 間 ，如果采用靜態(tài)顯示則需要加鎖存器， 加大 硬件制作 量 ，就該題目要求來說，需要設(shè)定電壓顯示，又與實(shí)際電壓比較再顯示 ， LCD 顯示更為清晰、直觀，從上面諸多因數(shù)來看，采用 LCD 顯示比較理想。 顯示模塊的設(shè)計(jì) 用于單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 顯示的方式主要分為兩類： LED 顯示 和 LCD 顯示。 圖 鍵盤接口圖 獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu) ， 先逐位查詢每根 I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根 I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該 I/O口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。 獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O口線 。非編碼鍵盤只簡單地提供 按鍵 ，其它工作均由軟件完成 ， 由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用， 從而 較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵 盤 的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件 設(shè)置 來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識(shí)別。目前， 單片 機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。 鍵盤 按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān) 鍵盤 ，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)開關(guān) 鍵盤 ，如電氣式 鍵盤 ，磁感應(yīng) 鍵盤 等。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 34 頁 圖 手動(dòng)復(fù)位電路 手動(dòng)復(fù)位過程如下： 按 下 鍵后 ， 電容器被短路放電、 RST 直接 與 VDD 相連， 此時(shí) 為 高電平， 從而 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài) ； 松手后 ， 電源開始對(duì)電容 充電，此時(shí) 充電電流在電阻上，形成高電平送到 RST 端 ，仍然是復(fù)位狀態(tài) ； 最 后， 電容 充電結(jié)束，電流降為 0，電阻上的電壓也 降 為 0， RST 降為低電平， 系統(tǒng) 開始正常工作。復(fù)位電路 方式 有上電自動(dòng)復(fù)位 方式和手動(dòng)復(fù)位 方式，本 設(shè)計(jì)中系統(tǒng) 采用手動(dòng)復(fù)位 方式 。 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路是單片機(jī) 系統(tǒng) 中必不可少的 組成部分 。一般對(duì)石英晶體，可取 典型值 30pF左右 ， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) C C2 均選取了 33pF 的電容器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 共 34 頁 圖 單片機(jī)時(shí)鐘電路 元器件參數(shù)選擇如下： AT89C51 的振蕩頻率可在 1MHz~24MHz 范圍 內(nèi)選取， 本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路 選取 12MHz 的振蕩頻率。 晶振的頻率范圍一般為 ~12MHz,晶振的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速 度就越快。內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到 XTAL2 端輸出的時(shí)鐘信號(hào)。在此兩引腳跨接石英晶體和微調(diào)電容器，即可構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的振蕩器。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式作為單片機(jī)時(shí)鐘產(chǎn)生方式。 晶振電路 復(fù)位電路 鍵盤電路 51 單片機(jī) LCD 顯示電路 DA 轉(zhuǎn)化電路 電壓比較電路 電壓輸出 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 34 頁 圖 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) MCS51 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)，在時(shí)鐘電路工作下，系統(tǒng)才能有條不紊的工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響著單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響著單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從功能和價(jià)位以及本題目要求來看，我選擇 51 單片機(jī) 作為本方案的控制核心， P0 口接液晶顯示作為輸出數(shù)據(jù)顯示傳輸，同時(shí) 、 、 是液晶 LCD 控制端口； P2 口接 DAC0832 作 為輸出數(shù)據(jù)傳輸 ， 為 DAC0832 控制端口； 、 、 接三個(gè)獨(dú)立鍵盤作為輸入數(shù)據(jù)傳輸 。系統(tǒng)框圖如圖 所示 。 本設(shè)計(jì)的數(shù)控直流電源是由51 單片機(jī) 為主控模塊， DAC0832 為數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 四運(yùn)算放大器 LM324 為 比較 輸出芯片，鍵盤模塊由三個(gè)獨(dú)立按鍵組成 ， 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在本課題中由于鍵盤數(shù)目較少，經(jīng)過所查閱的參考資料經(jīng)綜合考慮最終決定采用獨(dú)立式鍵盤，這樣可以充分利用 I/O 口，簡化軟件編程，并且節(jié)省電路板面積。鍵盤中哪一個(gè)鍵按下可由列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來判斷。當(dāng)行線通過上拉電阻接 +5V 時(shí)，被鉗位在高電平狀態(tài)。這種方式無論在硬件連接還是軟件編譯處理上都比較簡單，直接選取輸入鍵值，簡單快捷，這種方式在 I/O 富余的情況下可以使用。 鍵盤電路 目前鍵盤電路常用的 主要 有兩種，一種是獨(dú)立式鍵盤電路，另一種是矩陣式鍵盤電路。 （ f） 6 腳 ： E 端為使能 控制 端，當(dāng) E 端由高電平變?yōu)?低電平時(shí)， LCD 就 執(zhí)行命令。 （ e） 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)端 ，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 共 34 頁 圖 LCD1602引腳 （ 1） LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)： （ a） 顯示容量 ： 32 字符 ； （ b） 芯片工作電壓 范圍為 ~； （ c） 正常 工作電流 2mA， 不包括背光 源 電流 ； （ d） 模塊最佳工作電壓 設(shè)置 5V； （ e） 自 帶 英文和日文字庫 ,使用 簡便 ； （ 2） LCD1602 引腳接口說明： （ a） 1 腳： VSS 為地電源； （ b） 2 腳： VDD 接 5V 正 電源； （ c） 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度較弱，接地電源時(shí)對(duì)比度較 高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生陰影，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的 滑動(dòng)變阻器 調(diào)整 其對(duì)比度 。 可以應(yīng)用在計(jì)算器 、 頻率計(jì) 、 信號(hào)發(fā)生器 、 時(shí)鐘等產(chǎn)品 顯示 上。 C~70176。 在 兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的 相 位相反； Vi（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 該芯片 共模輸 入 電壓 范圍包括 了負(fù)電源，因 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 共 34 頁 此 消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置器 件的必要 。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它具 有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。 （ 1） DAC0832 的主要 功能指標(biāo) ： （ a） 8 位分辨率 ； （ b） 電流穩(wěn)定時(shí)間 僅 1us； （ c） 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)據(jù) 輸入； （ d） 在滿量程下 可以調(diào)整 線性度； （ e） 可 單一電源 供電； （ f） 低功耗為 20mW。這個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換芯片具有 價(jià)格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換 容易 控制等優(yōu)點(diǎn)，在單 片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得以 廣泛的應(yīng)用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 34 頁 （ l） XTAL2： 振蕩器 反 相放大器 的輸出 端 。在 Flash 編程 時(shí) ，該 腳也用于 +12V 的 編程電源 。 當(dāng) EA 端 保持低電平時(shí)，則在此期間 CPU 僅訪問 外部程序存儲(chǔ)器（ 地址為 0000H~FFFFH） 。 （ i） /PSEN：程序儲(chǔ)存允許輸出是對(duì)外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) ，當(dāng)單片機(jī)由于外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次均有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 要注意的是：每當(dāng) 訪問 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖 。 工作 時(shí)， ALE端以振蕩器頻率 1/6 的 頻率周期輸出 固定的 正脈沖信號(hào) 。 （ h） ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器 或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存 低 8 位 字節(jié)。 （ g） RST：復(fù)位輸入 信號(hào) 。 對(duì) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉 電阻提高 為高電平，并 當(dāng) 作輸入 口 。 P2 口在Flash 編程和校驗(yàn)時(shí) ，同樣也 接收高位地址 信號(hào) 和 其它 控制信號(hào) 。 作為輸入 口使用 時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 （ e） P2 口 ： P2 口 是 一個(gè) 自帶 內(nèi)部上 拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口 的輸出 緩沖器可 驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL