【正文】 一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型 計算機中的一個重要的分支。單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，在用 keiluvision2 把 程序下載到單片機內(nèi)。常用的芯片是 MAX232， MAX232 的優(yōu)點是： （ 1）一片芯片可以完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能。 顯示部分 LED 數(shù)碼顯示管是一種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。對 LED 數(shù)碼顯示器的控制可以采用按時間向它提供具有一定驅(qū)動能力的位選和段選信號。在單片機中，為了節(jié)省硬件資源，多采用動態(tài)掃描顯示法。根據(jù)案件的識別方法分類，有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。非編碼鍵盤有兩種接口方法：一種是獨立按鍵接口； 另 一種是矩陣式按鍵接口。每只按鍵接單片機的一條 I/O 線，通過對線的查詢，即可識別各按鍵的狀態(tài)。 4 只按鍵分別宇單片機的 ~。當某按鍵按下時，與其相連的 I/O 線將得到低電平輸入。如對于 20 只按鍵接口，如采用按鍵獨立方式，需要 20 個 I/O 口。如圖 所示。 圖 矩陣式按鍵接口圖 在該系統(tǒng)中所用到的按鍵 有 9 個，所以采取 矩陣式 按鍵接口方式 。 它由AT89S5 MAX23 LED 數(shù)碼 顯示器組成。主機還要負責對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和 LED 顯示，用兩個74HC573，一個與單片機 AT89C52 的 口相連用于位選，一個與單片機AT89C52 的 口相連用于段選。單片機 P0 口的八位數(shù)據(jù)線與用于 位選的 74HC573 的 D0~D7 相連，用于在哪個數(shù)碼管上顯示。 單片機 AT89C52的 1 19 腳與它的晶振電路相連 ，第 9 腳與它的復位電路相連 。這些電路能在軟件的控制下準確快速的完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務。 [8] 單片機按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，可分為 4 位、 8位、 16 位及 32位單片 機 。 8位單片機在中、小規(guī)模應用場合仍占主流地位，代表了單片機的發(fā)展方向，在單片機應用領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。 縱觀單 片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢： 10 微型單片化 低功耗 CMOS 與多品種共存 可靠性和應用水平越來越高 單片機有著微處理器所不具備的功能，它可以獨立地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能這就是單片機的最大特點。 它與單板機或個人電腦有著本質(zhì)的區(qū)別，單片機屬于芯片級應用，需要用戶了解單片機芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計所需要的理論 和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計應用程序，從而使芯片具備特定的智能。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。其中有四個電源引腳，用來接入單片機的工作電源。還有兩個時鐘引腳XTAL XTAL2。最后一種是控制引腳，控制引腳有四條，部分引腳具有復位功能。 單片機具有四種總線形式： P0和 P2組成的 16位地址地址總線； P0分時復用為 8位數(shù)據(jù)總線； ALE、 PSEN、 RST、 EA和 P3口的 INT0、 INT T0、 T WR、RD以及 P1口的 T T2EX組成控制總線；而 P3口的 RXD、 TXD組成串行通信總線。每個發(fā)光二極管的陽極與輸入端相連。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接 +5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連 。各段位碼位的對應關(guān)系如表 所示。 從機的電路 原理圖 設(shè)計 該部分需要對模擬量進行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，則要用到一個 ADC0809，又因為它們之間的時鐘頻率不一樣又需要用到一個 74LS74對其進行一個二分頻的工作，這個只需要將 74LS74的第 3根引腳與單片機 AT89C52的第 30根引腳相連，將74LS74 的第 9根引腳與 ADC0809的時鐘信號引腳相連。其用到的 MAX232與 主機部分的電路連接方法一樣。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C） 是目前最常用的一種串行通訊接口。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ DCE）之間 串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準”該標準規(guī)定采用一個 25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。 RS232C最常用的 9條引線的信號內(nèi)容 。即：邏輯 “ 1” ， 5— 15V；邏輯 “ 0” +5— +15V 。即要求接收器能識別低至 +3V的信號作為邏輯“ 0”，高于 — 3V的信號作為邏輯“ 1”。 一些設(shè)備與 PC機連接的 RS232C接口 ,因為不使用對方的傳送控制信號 ,只需三條接口線 ,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。 兩個 DB9的連接如圖 16 圖 兩個 DB9的連接圖 （ 4） 傳輸電纜長度 由 RS232C標準規(guī)定在碼元畸變小于 4%的情況下，傳輸電纜長度應為 50英尺，其實這個 4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變 1020%的范圍工作的，所以 實際使用中最大距離會遠超過 50英尺。 MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 17 圖 MAX232 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道 。 8 腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10腳（ T2IN）、7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。 引腳結(jié) 構(gòu)圖如圖 所示 ： 18 圖 MAX232的引腳結(jié)構(gòu)圖 其中引腳 16（ C1+、 V+、 C1_、 C2+、 C V）用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應電解電容即可；引腳 710和引腳 1114構(gòu)成兩組 TTL 信號電平與RS232C 信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應引腳可直接與單片機 串行口的 TTL 電平引腳和 PC 的 RS232C 電平引腳相連。 按模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的原理可以分為 3 種：雙積分式、逐次逼近式及并行式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 C0809 的介紹 ADC0809 是八通道的八位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。由 C、 B、 A 的編碼來決定所選的模擬通道。轉(zhuǎn)換誤差為 1/2LSB。 ADDA、 ADDB、 ADDC：模擬通道地址線。 ALE：地址鎖存信號。 D7~D0：數(shù)據(jù)輸出線。 OE：輸出允許信號，高電平有效。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。 Vcc： +5V電源。 ADC0809 時序圖及其接口電路 ADC0809 的時序圖如圖 所示： 圖 ADC0809 的時序圖 其工作過程是： ALE 的上升沿將 A、 B、 C 端選擇的通道地址鎖存到 8 位A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入端。 A/D 轉(zhuǎn)換開始使 EOC 端輸出低電平。該信號通常可作為中斷申請信號。 OE 端為高電平時，可以讀出轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。 ADC0809 與 AT89C52 單片機的接口方式，如圖 所示 ： 21 圖 ADC0809 與單片機的連接圖 由于 ADC0809 具有輸出 3 態(tài)鎖存器，其八位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換時，由單片機的 控制 A/D 轉(zhuǎn)換器的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動，由于 ALE 和 START 連在一起，因此 AD0809 在鎖存通道的同時，也啟動了 A/D 轉(zhuǎn)換器。將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。 22 第四 章 軟件部分 簡介 KeilUvision2 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ UVISION）將這些組合在一起。首先從菜單中的工程中 “新建工程”，建立我們將要做的工程項目： 23 接下來 Keil 環(huán)境要求我們?yōu)?12工程選擇一個單片機型號；我們選擇 Ateml公司的 89C51（雖然我使用的是 AT89S52，但由于 89S51 與 89C51 內(nèi)外部的結(jié)構(gòu)完全一樣，所以這里仍然用“ 89C51”）。 24 立了工程項目以后現(xiàn)在就要為工程添加程序，點擊“文件”中的新建，新建一個空白文檔；這個空白文檔就是我們編寫單片機程序的場所。 根據(jù)題意，在文檔中寫入代碼，寫完后再檢查一下，然后保存，然后再將保存好的文檔添加到工程中，具體做法如下： 25 程序文件添加完畢后，對其進行編譯當前程序、編譯修改過的文件并生成應用程序、重新編譯所有文件并生成應用程序后，再點擊 TARGET，則其頁面為 ： 再點擊圖案上的 Output 鍵 26 接下來就是點擊上圖中的 select folder for objects 鍵，得到下圖將其產(chǎn)生的HEX 文件存儲在 E 盤 zh 文件夾中 。 主機程序 設(shè)計 本軟件 系統(tǒng)有一個主程序， 五 個子程序， 五 個子程序分別為向串口發(fā)送數(shù)據(jù) 27 子程序 putc_to_serialport（ ） 、 鍵盤掃描子程序 Keys_Scan()、 LED 數(shù)據(jù)顯示子程序 Display_Result(int d)、延時子程序 Delay()、 主機串口接受中斷子程序Serial_INT() interrupt 4。當沒有鍵按下時， 則送一個數(shù) F 給 LED 顯示器。 其流程圖如 所示 （ 3） 鍵盤掃描子程序 Keys_Scan() 該程序是先將行選好，然后再選定列就可以確定到具體的哪一個按鍵 。先將單片機的 口選通進行位選 ,然后將位選的值發(fā)送給單片機 P1 口。然后調(diào)用延時，接著將 、 口置 0，下面是重復上面的過程，直到要顯示的數(shù)字全部顯示在數(shù)碼上。 （ 5） 主機串口接 受中斷子程序 Serial_INT() interrupt 4。如圖 所示 28 圖 圖 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 putc_to_serialport（） 數(shù)據(jù)發(fā)送到串行口 當 T1=0 時，則傳送結(jié)束 TI=0 開始 初始化 啟動定時器 1 開中斷 再根據(jù)掃描到的鍵盤號，發(fā)送相應的數(shù)據(jù)給串口， 調(diào)用一個 Display()在 LED 上顯示 F 判斷是否有按鍵按下 Y N 29 圖 鍵盤掃描子程序 Keys_Scan() 開始 先將低 4 位置 1選定 4 行 然后判斷該按鍵發(fā)生在哪一列 是否有按鍵按下 Y N 將列數(shù)賦給 KeyNo KeyNo=16 將高 4 位置 1 選定 4 列 再判斷發(fā)生在那一行 0— 3 行分別附加起始值 0， 4， 8， 12 返回 30 圖 LED 顯示程序 Display_Result(int d) 圖 主機串口接受中斷子程序 Serial_INT() interrupt 4 從機部分 程序設(shè)計 該 部分的程序包括一個主程序、三個子程序，三 個子程序分別為 從機串口接受中斷函數(shù) Serial_INT() interrupt 4 、向串口 發(fā)送數(shù)據(jù)子程序putc_to_SerialPort(uchar c)和模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 ADCON。 其流程圖如圖 （ 2） 從機串口接受中斷函數(shù) Serial_INT() interrupt 4 因為發(fā)送完成和接受到新字節(jié)都會觸發(fā)串口中斷，因此串口中斷程序里用if(RI)來表示接受中斷，然后將 RI 清 0。 如圖 所示 (3)模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序 ADCON 先要選通 ADC0809，又因為 ADC0809 具有 8 個通道，利用 For 循環(huán)進行 8次采集 ,接下來選擇轉(zhuǎn)換通道， F8H~FFH 用以選擇輸入模擬信號的通道 IN0~IN7的選擇， 首先從第一個通道開始， 然后執(zhí)行一條讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的指令，再將轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果 送給串行口，再依次循環(huán)， 將通道號自增 1， 直到 8 個通道全部轉(zhuǎn)換完。 如圖 所示 圖 主程序 開始 初始化 啟動定時器 1 開中斷 調(diào)用 Adcon() 結(jié)束 32 圖 從機串口接受中斷函數(shù) Serial_INT() interrupt 4 圖 ADCON 開始 選定 通道號 開始轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換結(jié)束將得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給串口 結(jié)束 開始 接收串口數(shù)據(jù) 判斷接受到的數(shù)據(jù)第 4 位是否為 1