【正文】 本的著名電氣公司NEC和HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機(jī)。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。 （Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。 Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。 (System On Chip)，單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。 單片機(jī)的基本特點(diǎn)單片機(jī)的基本特點(diǎn)：（1） 高集成度，體積小，高可靠性。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。 （2）控制功能強(qiáng)。 （3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 （4）易擴(kuò)展 片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。 （5）優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)的性能極高。單片機(jī)的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達(dá)到1MB和16MB，片內(nèi)的ROM容量可達(dá)62MB，RAM容量則可達(dá)2MB。 A/D轉(zhuǎn)換器的介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號(hào)的能力越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。在實(shí)際電路中，有些過程是合并進(jìn)行的，如采樣和保持，量化和編碼在轉(zhuǎn)換過程中是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字計(jì)算機(jī)只能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果還是數(shù)字量，它在用于生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的時(shí)候，所要處理的變量往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、速度等都是模擬量，這些非電子信號(hào)的模擬量先要經(jīng)過傳感器變成電壓或者電流信號(hào)， 然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能夠送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的過程稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換， 簡稱 D/A(Digital to Analog)轉(zhuǎn)換；完成數(shù)模轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡稱DAC(Digital to Analog Converter)。為了保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性， AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器必須有足夠的轉(zhuǎn)換精度。因此，轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度乃是衡量 AD轉(zhuǎn)換器和 DA轉(zhuǎn)換器性能優(yōu)劣的主要標(biāo)志。量化是將模擬信號(hào)量程分成許多離散量級(jí)，并確定輸入信號(hào)所屬的量級(jí)。最普通的碼制是二進(jìn)制，它有2的n次方個(gè)量級(jí)（n為位數(shù)）,可依次逐個(gè)編號(hào)。 直接法是直接將電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。控制邏輯能實(shí)現(xiàn)對(duì)分搜索的控制，其比較方法如同天平稱重。然后使下一位Dn2=1,與上一次的結(jié)果一起經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后與Vin相比較,重復(fù)這一過程，直到使D0=1，再與Vin相比較,由VinVS還是VinV來決定是否保留這一位。這種直接逐位比較型（又稱反饋比較型）轉(zhuǎn)換器是一種高速的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換精度很高，但對(duì)干擾的抑制能力較差，常用提高數(shù)據(jù)放大器性能的方法來彌補(bǔ)。 間接法不將電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字，而是首先轉(zhuǎn)換成某一中間量,再由中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選用具體取決于輸入電平、輸出形式、控制性質(zhì)以及需要的速度、分辨率和精度。 A/D轉(zhuǎn)換器的基本特點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換器的基本特點(diǎn)是：（1） 分辨率高。（3） 價(jià)格低。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要完成電流測量模塊的設(shè)計(jì)。其中，數(shù)據(jù)采集部分由交、直流輸入電路組成；軟件部分應(yīng)用單片機(jī)C語言實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的全部功能。本系統(tǒng)由主控制器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、轉(zhuǎn)換單元模塊、顯示模塊組成。單片機(jī)性能包括片內(nèi)硬件資源、運(yùn)行速度、可靠性、指令系統(tǒng)功能、體積和封裝形式等方面。 研制周期在研制任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，還要考慮所選的單片機(jī)型號(hào)是否熟悉，是否能馬上著手進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在眾多的51系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的AT89C5AT89S51更實(shí)用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的4K程序存儲(chǔ)器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。其主要由中央處理器（CPU）、程序存儲(chǔ)器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、串行接口、并行I/0接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等幾大單元，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。所以主控單元擬采用AT89C52作為主控制器。而89C51執(zhí)行輸入操作卻有兩種方式；當(dāng)執(zhí)行的是讀鎖存器指令時(shí)，CPU發(fā)出讀鎖存器信號(hào)，此時(shí)鎖存器狀態(tài)由觸發(fā)器的Q端經(jīng)鎖存器上面的三態(tài)輸入緩沖器1送入內(nèi)部總線；如果執(zhí)行的是讀端口引腳，則CPU發(fā)出的是讀引腳控制信號(hào)，直接讀取端口引腳上的外部輸入信息，此時(shí)引腳狀態(tài)經(jīng)鎖存器下面的三態(tài)輸入緩沖器2送入內(nèi)部總線。P0口的輸出級(jí)與P1P3口的輸出級(jí)在結(jié)構(gòu)上是不同的，因此，它們的負(fù)載能力和接口要求也各不相同。用作輸入時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器80H寫1。P0口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。作為輸入口時(shí)，任何TTL或NMOS電路都能以正常的方式驅(qū)動(dòng)89C52單片機(jī)的P1P3口。對(duì)于89C52單片機(jī)，端口只能提供幾毫安的輸出電流，故當(dāng)作輸出口去驅(qū)動(dòng)一個(gè)普通晶體管的集極時(shí)，應(yīng)在端口與晶體管基極間串聯(lián)一個(gè)電阻，以限制高電平輸出時(shí)的電流。電源引腳Vcc和Vss。Vss（20腳）：接地端。（1） 復(fù)位電路：復(fù)位操作一般有兩種基本形式，一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。（2） 晶振電路：單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種產(chǎn)生方式：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。： AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)本系統(tǒng)89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)的復(fù)位電路采用上電復(fù)位，晶振電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇A/D轉(zhuǎn)換原理：逐次逼近法逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級(jí)?；驹硎菑母呶坏降臀恢鹞辉囂奖容^，好像用天平稱物體，從重到輕逐級(jí)增減砝碼進(jìn)行試探。 Ｖo，與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖi進(jìn)行比較，若ＶoＶi，該位1被保留，否則被清除。 Ｖo再與Ｖi比較，若ＶoＶi，該位1被保留，否則被清除。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器，得到數(shù)字量的輸出。雙積分法采用雙積分法的A/D轉(zhuǎn)換器由電子開關(guān)、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。雙積分法A/D轉(zhuǎn)換的過程是：先將開關(guān)接通待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖi，Ｖi采樣輸入到積分器，積分器從零開始進(jìn)行固定時(shí)間Ｔ的正向積分，時(shí)間Ｔ到后，開關(guān)再接通與Ｖi極性相反的基準(zhǔn)電壓ＶＲＥF，將ＶＲＥF輸入到積分器，進(jìn)行反向積分，直到輸出為0V時(shí)停止積分。計(jì)數(shù)器在反向積分時(shí)間內(nèi)所計(jì)的數(shù)值，就是輸入模擬電壓Ｖi所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。因此，首先考慮用常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809.ADC0809是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。 ADC0809:（1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 （3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs（4）單個(gè)＋5V電源供電 （5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　 ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開關(guān)、地