【正文】 片機(jī)上，構(gòu)成一個(gè)最小然而很完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？偟亩詥纹瑱C(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：集成度高、存儲(chǔ)容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價(jià)格比高、可靠性高這幾個(gè)方面。它們被應(yīng)用在不同領(lǐng)域里，8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)大，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)控制、智能接口、儀表儀器等各個(gè)領(lǐng)域。隨著移動(dòng)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。然而單片機(jī)又不同于單板機(jī)，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個(gè)最小的、完整的微機(jī)控制系統(tǒng)。（2） 簡(jiǎn)介STC89C52STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與Intel 80C3X 單片機(jī)完全相同。在STC89C52 內(nèi)部有FLASH 程序存儲(chǔ)器，既可用常規(guī)的編程器編程，也可用在線使之處于編程狀態(tài)對(duì)其編程。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： l 與MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；l 片內(nèi)集成4KB 的FLASH 存儲(chǔ)器，可反復(fù)編程/擦除1000 次；l 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年；l 全靜態(tài)設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率范圍為0～24MHz、33MHz；l 三個(gè)程序存儲(chǔ)器保密位；l 1288 字節(jié)的內(nèi)部RAM；l 32 條可編程的I/O 口線；l 2 個(gè)可工作于4 種模式的16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；l 5 個(gè)中斷源/2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；l 可編程串行通道；l 具有4 種工作模式的全雙工串行口；l 低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式；l 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；l 具有4 種工作模式的全雙工串行口；l 低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式；l 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路； 其引腳圖，它一共有40個(gè)引腳，引腳又分為四類。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。還有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（I\O）引腳。單片機(jī)的引腳特點(diǎn)是： 單片機(jī)多功能，少引腳，使得引腳復(fù)用現(xiàn)象較多。 STC89C52單片機(jī)的管腳說明　　VCC：供電電壓。P0 口：P0 口為一個(gè)8 位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收8 個(gè)TTL 門電流。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位?！　1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4 TTL 門電流。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。　　P3 口：P3 口管腳是8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4 個(gè)TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行MOVX，MOVC 指令是ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效。EA /VPP：當(dāng)EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（VPP）?！　TAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平10ms 來完成。（1）地址線上輸入欲編程的存儲(chǔ)單元地址；（2）在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù)；（3）加正確的控制信號(hào)組合；（4）在高壓模式下使VPP 為12V；（5）在ALE 引腳上加一次負(fù)脈沖，可對(duì)FLASH 存儲(chǔ)器的一個(gè)字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。改變編程的存儲(chǔ)單元地址和編程數(shù)據(jù)重復(fù)步驟（1）～（5），直到編程文件最后。在閑置模式下，CPU 停止工作，但RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。6. 主要工作和內(nèi)容安排　　綜上所述，本著實(shí)用、可靠、安全、簡(jiǎn)潔及經(jīng)濟(jì)等設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于單片機(jī)STC89C52 LED數(shù)碼顯示器的應(yīng)用原理簡(jiǎn)單的講，LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組成的，LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方式：（1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。（2）共陽極接法。： LED內(nèi)部結(jié)構(gòu) 共陰極接法 為了顯示字符，要為L(zhǎng)ED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“8”字的七段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段。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。 PCF8591是具有I2C總線接口的8位VD及D/A轉(zhuǎn)換器。這就是說，它既可以作A/D轉(zhuǎn)換也可以作D/A轉(zhuǎn)換。引腳圖如圖1所示。電源電壓典型值為SV。 AO～A3：引腳地址端。(～6V) SDA、SCL：I2C總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。 EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)EXT接地。 AOUT: D/A轉(zhuǎn)換輸出端。 PCF8591的引腳圖 PCF8591與STC89C52單片機(jī)的接口方式，： PCF8591與單片機(jī)的連接圖 PCF8591采用典型的I2C總線接口器件尋址方法，即總線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。引腳地址為A2 A1 A0，其值由用戶選擇，因此I2C系統(tǒng)中最多可接8個(gè)具有I2C總線接口的A/D器件?？偩€操作時(shí)，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發(fā)送的第一字節(jié)?？刂谱止?jié)存放在控制寄存器中。其格式如下所示：MSB LSB 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO其中：Dl、DO兩位是A/D通道編號(hào)：00通道0，01通道1，10通道2， 通道3 D2 自動(dòng)增益選擇（有效位為1）。 當(dāng)系統(tǒng)為A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，模擬輸出允許為0。最低兩位時(shí)通道編號(hào)位，當(dāng)對(duì)0通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取00，當(dāng)對(duì)1通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取01，當(dāng)對(duì)2通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取10，當(dāng)對(duì)3通道的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)取11。第五章 軟件部分本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一個(gè)主程序,六個(gè)子程序部分，六個(gè)子程序部分分別為I2C通信的啟動(dòng)i2c_start(）與停止i2c_stop()操作、I2C通信的應(yīng)答 i2c_ACK()與非應(yīng)i2c_waitACK()答操作、I2C通信的數(shù)據(jù)發(fā)送i2c_sendbyte()與接收i2c_recbyte()操作、I2C通信的讀數(shù)據(jù)i2c_readbyte()操作、采用UART發(fā)送數(shù)據(jù)UART_Send_Byte()到PC機(jī)界面操作、數(shù)碼管數(shù)據(jù)的顯示與刷新refresh()操作。 開始I2C通信的讀數(shù)據(jù)UART發(fā)送數(shù)據(jù)到PC機(jī)界面顯示將所讀十六進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)LED顯示 （2）I2C通信的啟動(dòng)i2c_start(）與停止i2c_stop()操作 該子程序部分SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有SCL信號(hào)為低電平期間，SDA狀態(tài)才允許變化。主機(jī)讀數(shù)據(jù)時(shí)，接收一個(gè)字節(jié)結(jié)束后，主機(jī)也需要發(fā)送一應(yīng)答位“0”，但是當(dāng)接收最后一個(gè)字節(jié)結(jié)束后，則需發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答位“1”，發(fā)完了1后，再發(fā)一個(gè)停止信號(hào)，最終結(jié)束通信。該子程序部分是通過改變SDA和SCL的高低電平來實(shí)現(xiàn)控制24C01從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收。如圖所示：（5） I2C通信的讀數(shù)據(jù)i2c_readbyte()操作 首先I2C起始信號(hào)，然后發(fā)送首字節(jié)，即器件（EEPROM)地址。 第二個(gè)字節(jié)，發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，就是要讀取的數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)在EEPROM中的位置。 在前三個(gè)字節(jié)操作過程，都要等待器件給與回應(yīng)一個(gè)“應(yīng)答位0” 第四個(gè)字節(jié)，接收從器件發(fā)回的首字節(jié)后，單片機(jī)要主動(dòng)返回一個(gè)“(非)應(yīng)答位0”……特別注意： 接收器件返回?cái)?shù)據(jù)的中間字節(jié)，主機(jī)主動(dòng)返回“應(yīng)答位0”，但最后一個(gè)字節(jié)，主機(jī)要返回一個(gè)“非應(yīng)答位1”，以此通知從機(jī)讀取數(shù)據(jù)結(jié)束，發(fā)送停位。本設(shè)計(jì)中先通過I2C通信將數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)在EEPROM中，然后通過USB—UART轉(zhuǎn)換電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)所做好的界面上，并進(jìn)行與LED電壓數(shù)值的同步顯示。由于本設(shè)計(jì)我們所測(cè)外部模擬電壓范圍為05V，0V對(duì)應(yīng)為0,5V就對(duì)應(yīng)255，外部所測(cè)電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換AD變化為數(shù)字量0255，數(shù)碼管也就顯示此值十進(jìn)制轉(zhuǎn)化值（（AD/255）*5）。（1） 初始化部分Form1_Load() 初始化部分Form1_Load()是對(duì)窗口端口的配置，設(shè)置端口為COM4口，波特率為9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。從而顯示精確到小數(shù)后三位的較為精確電壓數(shù)值（3） 顯示按鈕部分 button1_Click() 顯示按鈕部分 button1_Click()是每按一下顯示按鈕都會(huì)執(zhí)行顯示操作，從而顯示界面顯示精確采集電壓數(shù)值。同時(shí)打開Microsoft Visual Studio 2005 軟件，用C語言編寫的PC機(jī)顯示界面，進(jìn)行編譯后所顯示的電壓數(shù)值與LED數(shù)碼管所顯示的數(shù)值同步。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多，不管在硬件上還是在軟件上都受益匪淺，同時(shí)也感覺到了在設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)出的不足，對(duì)以前所學(xué)到的知識(shí)沒有深刻的理解和應(yīng)用，需要自己對(duì)以前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深化，對(duì)新知識(shí)不斷學(xué)習(xí)。 困難與不足：首先，自己不會(huì)使用Protel99se畫圖，自己通過查看相關(guān)書籍、網(wǎng)上資料和視頻學(xué)習(xí)資料后，對(duì)本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)進(jìn)行畫圖，但由于Protel99se元件庫中元件與本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)中的元件不相符，所以在畫出相關(guān)的原理圖元件庫中的元件和PCB圖元件庫中的元件后，最終畫出了本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)的原理圖和PCB圖。最后，在程序編程時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)芯片上的端口錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致編譯不通過或數(shù)碼管或LED數(shù)碼管無法顯示。參考文獻(xiàn)[1] ，2010，65105[2] ，2009[3] ，2009，[4] 常鐵原，王欣，陳文軍. ，2008，[5] 葉紅海，[6] ，2009，4648，104110[7] 楊居義，楊曉琴，2009，135141[8] 劉剛，秦永左，2006，7698，134155[9] 林祝亮，武林，2006，[10] 元增民，2006，205266[11] 王琳，商周，2004，[12] V. 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