畢業(yè)設(shè)計(jì)-----單片機(jī)串行通信發(fā)射機(jī)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　我所做的單片機(jī)串行通信發(fā)射機(jī)主要在實(shí)驗(yàn)室完成,參考有關(guān)的書(shū)籍和資料，個(gè)人完成電路的設(shè)計(jì)、焊接、檢查、調(diào)試，再根據(jù)自己的硬件和通信協(xié)議用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)發(fā)射和顯示程序，然后加電調(diào)試，最終達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤的發(fā)射和顯示。在這過(guò)程中需要選擇適當(dāng)?shù)脑?，合理的電路圖扎實(shí)的焊接技術(shù)，基本的故障排除和糾正能力，會(huì)使用基本的儀器對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，會(huì)

2、熟練的運(yùn)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，會(huì)用相關(guān)的軟件對(duì)自己的程序進(jìn)行翻譯，并燒進(jìn)芯片中，要與對(duì)方接收機(jī)統(tǒng)一通信協(xié)議，要耐心的反復(fù)檢查、修改和調(diào)試，直到達(dá)到預(yù)期目的。</p><p>　　單片機(jī)串行通信發(fā)射機(jī)采用串行工作方式，發(fā)射并顯示兩位數(shù)字信息，既顯示00-99，使數(shù)據(jù)能夠在不同地方傳遞。硬件部分主要分兩大塊，由AT89C51和多個(gè)按鍵組成的控制模塊，包括時(shí)鐘電路、控制信號(hào)電路，時(shí)鐘采用6MHZ晶振和30pF的電容來(lái)組成

3、內(nèi)部時(shí)鐘方式，控制信號(hào)用手動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)控制，P1口來(lái)控制，P2、P3口產(chǎn)生信號(hào)并通過(guò)共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)顯示，軟件采用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，發(fā)射程序在通信協(xié)議一致的情況下完成數(shù)據(jù)的發(fā)射，同時(shí)顯示程序?qū)Πl(fā)射的數(shù)據(jù)加以顯示。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是了解基本電路設(shè)計(jì)的流程，豐富自己的知識(shí)和理論，鞏固所學(xué)的知識(shí)，提高自己的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而具備一定的設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　我做得的畢業(yè)

4、設(shè)計(jì)注重于對(duì)單片機(jī)串行發(fā)射的理論的理解，明白發(fā)射機(jī)的工作原理，以便以后單片機(jī)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和研制打下基礎(chǔ)，提高自己的設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富自己的知識(shí)理論，做到理論和實(shí)際結(jié)合。本課題的重要意義還在于能在進(jìn)一步層次了解單片機(jī)的工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)。理解單片機(jī)的接口技術(shù)，中斷技術(shù)，存儲(chǔ)方式，時(shí)鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機(jī)來(lái)做有效的設(shè)計(jì)。</p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，硬件部分和軟

5、件部分。硬件部分介紹：?jiǎn)纹瑱C(jī)串行通信發(fā)射機(jī)電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī)AT89C51的功能和其在電路的作用。介紹了AT89C51的管腳結(jié)構(gòu)和每個(gè)管腳的作用及各自的連接方法。AT89C51與MCS-51兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器，壽命：1000次可擦，數(shù)據(jù)保存10年，全靜態(tài)工作：0HZ-24HZ，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，128*8位內(nèi)部RAM，32跟可編程I/O線(xiàn)，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，5個(gè)可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)

6、震蕩和時(shí)鐘電路，P0和 P1 可作為串行輸入口，P3口因?yàn)槠涔苣_有特殊功能，可連接其他電路。例如P3.0RXD作為串行輸出口，其中時(shí)鐘電路采用內(nèi)時(shí)鐘工作方式，控制信號(hào)采用手動(dòng)控制。數(shù)據(jù)的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工工作方式；串行通信有兩種形式，異步和同步通信。介紹了串行串行口控制寄存器，電源管理寄存器PCON，中斷允許寄存器IE，還介紹了數(shù)碼顯示管的工作方式、組成，共陽(yáng)極和共陰極數(shù)碼顯示管的電路組成，有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)顯示兩種方式，

7、說(shuō)明了不同顯示方法與單片機(jī)的連接。再后來(lái)還介紹了硬件的焊接過(guò)程，及在焊接時(shí)遇到的問(wèn)</p><p>　　我所設(shè)計(jì)的單片機(jī)串行接口現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到無(wú)線(xiàn)收發(fā)的階段，本文參考無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分就是參考南華大學(xué)黃智偉、朱衛(wèi)華的《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》一文，該串行無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，可方便地在單片機(jī)與單片機(jī)之間，構(gòu)成一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸通道。單片機(jī)無(wú)線(xiàn)串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片、

8、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300~440 MHz ISM頻段；具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強(qiáng)，適合工業(yè)控制應(yīng)用；采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；接收靈敏度高達(dá) －96 dBm，最大發(fā)射功率達(dá)－2.5 dBm；數(shù)據(jù)速率可達(dá)2 Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5 V；功耗低，接收時(shí)電流3 mA，發(fā)射時(shí)電流7.75 mA，接收待機(jī)狀態(tài)僅為0.5μA，發(fā)射待機(jī)狀態(tài)僅為1.0μA；可用于單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳

9、輸，也可在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集、遙測(cè)遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。</p><p>　　最后介紹了畢業(yè)設(shè)計(jì)做完后的結(jié)論以及自己的心得體會(huì)。</p><p><b>　　2 硬件</b></p><p>　　2.1 硬件的基本組成：</p><p>　　單片機(jī)89C51、6M晶震、30pF電容、22uf/10V電容、1K電阻、共陽(yáng)極數(shù)碼

10、顯示管、按鍵。</p><p><b>　　2.2 電路圖 </b></p><p><b>　　（見(jiàn)附錄A）</b></p><p><b>　　2.3 硬件介紹</b></p><p>　　2.3.1 單片機(jī)概述</p><p>　　單片機(jī)也被

11、稱(chēng)作“單片微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機(jī)一詞最初是源于“Single Chip Microcomputer”,簡(jiǎn)稱(chēng)SCM。隨著SCM在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來(lái)表達(dá)其內(nèi)涵。國(guó)際上逐漸采用“MCU”(Micro Controller Unit)來(lái)代替，形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國(guó)際接軌，以后應(yīng)將中文“單片機(jī)”一詞和“MCU”唯一對(duì)應(yīng)解釋。在國(guó)內(nèi)因?yàn)椤皢?/p>

12、片機(jī)”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。</p><p>　　2.3.1.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史</p><p>　　如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個(gè)階段：</p><p>　　第一階段（1976—1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有Mo

13、torola、Zilog等。都取得了滿(mǎn)意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機(jī)”一詞即由此而來(lái)。</p><p>　　第二階段（1978—1982）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線(xiàn)型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.完善的外部總線(xiàn)。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，包

14、括8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)、16位地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。</p><p>　　2.CPU外圍功能單元的集中管理模式。</p><p>　　3.體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。</p><p>　　4.指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。</p><p>　　第三階段（1982—1990）：8位單片機(jī)

15、的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。</p><p>　　第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專(zhuān)用型單

16、片機(jī)。</p><p>　　2.3.1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價(jià)格化、外圍電路內(nèi)裝化和串行擴(kuò)展技術(shù)。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小和功能將更強(qiáng)。</p><p&g

17、t;　　2.3.1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　單片機(jī)主要有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1.有優(yōu)異的性能價(jià)格比。</p><p>　　2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線(xiàn)，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境

18、 下工作。</p><p>　　3.制功能強(qiáng)。為了滿(mǎn)足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。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機(jī)。</p><p>　　4.低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。</p><p>　　5.外部總線(xiàn)增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及

19、SPI(Serial Peripheral Interface)等串行總線(xiàn)方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。</p><p>　　6.單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.1.4 單片機(jī)的應(yīng)用</p><p>　　由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類(lèi)生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)

20、領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用</p><p>　　2.單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用</p><p>　　3.單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用</p><p>　　4.單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　5.單片機(jī)在人類(lèi)生活中的應(yīng)用</p><

21、p>　　單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　A：由單片機(jī)組成控制器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： </p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)是

22、微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，是把構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Micro Computer),簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī).由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的,且近年來(lái)單片機(jī)著力擴(kuò)展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時(shí)候稱(chēng)其為一個(gè)單片形態(tài)的微控制器(Single Chip Micro Controlle

23、r),或直接稱(chēng)其為微控制器(Micro Controller)。</p><p>　　B：用單片機(jī)組成的微機(jī)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):</p><p>　　1.受集成度限制,片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小,一般片內(nèi)ROM小于4—8K字節(jié),片內(nèi)RAM小于256字節(jié);但可在外部進(jìn)行擴(kuò)展,如MCS—51系列單片機(jī)的片外可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)可分別擴(kuò)展至64K字節(jié)。<

24、/p><p>　　2.可靠性高。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)控制環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,其抗工業(yè)噪聲的能力優(yōu)于一般通用CPU;程序指令及其常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故可靠性高。</p><p>　　3.易擴(kuò)展。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必須的部件,芯片外部有許多供擴(kuò)展用的總線(xiàn)及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的微機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p&g

25、t;　　4.控制功能強(qiáng)。為了滿(mǎn)足工業(yè)控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來(lái)說(shuō),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。</p><p>　　5.一般的單片機(jī)內(nèi)無(wú)監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,軟件開(kāi)發(fā)工作量大。但近年來(lái)已開(kāi)始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統(tǒng)的單片機(jī),使單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提高了一個(gè)新水平。</p>&

26、lt;p>　　此外,單片機(jī)成本低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對(duì)性設(shè)計(jì)成專(zhuān)用系統(tǒng),解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種需要,實(shí)現(xiàn)最佳的性?xún)r(jià)比。特別是單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使原有機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。如數(shù)控機(jī)床就是典型實(shí)例。近年來(lái),單片機(jī)發(fā)展極快,其產(chǎn)量占微機(jī)產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個(gè)系列400余種機(jī)型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列單片微型計(jì)

27、算機(jī)。國(guó)內(nèi)普及的幾乎都是INTEL公司的產(chǎn)品。</p><p>　　2.3.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的CMOS8位單片機(jī)片內(nèi)4Kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置

28、通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。AT89C51單片機(jī)可為你提供許多高性?xún)r(jià)的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p><b>　　AT89C51</b></p><p>　　圖2.1 單片機(jī)AT89C51</p><p><b>　　主要性能參數(shù)：</b></p>&

29、lt;p>　　·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)的全兼容 </p><p>　　·4k字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器</p><p>　　·1000次可擦寫(xiě)周期</p><p>　　·全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz</p><p>　　·三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</p>

30、<p>　　·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM </p><p>　　·32個(gè)可編程I/O口線(xiàn)</p><p>　　·2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·6個(gè)中斷源</b></p><p>　　·可編程串行UART通道</p>

31、<p>　　·低功耗空閑和掉電模式 </p><p>　　2.3.2.1 AT89C51功能特性描述：</p><p>　　AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線(xiàn)，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支

32、持兩種軟件的可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，竄行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p>　?。?） AT89C51引腳功能說(shuō)明：</p><p><b>　　·Vcc：電源電壓</b></p><p>&l

33、t;b>　　·GND：地</b></p><p>　　·P0口：PO口是一組8位漏極開(kāi)路行雙向I/O口，也既地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。可作為輸出口使用時(shí)，每位可吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入輸入端用。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，PO口接收指令字節(jié)，而在程

34、序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求接上拉電阻。</p><p>　　·P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流（I）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1口接收8位地址。</p>

35、<p>　　·P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸入緩沖極可以驅(qū)動(dòng)（輸入或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)和作為輸出口，作輸出口時(shí)，因?yàn)榇嬖趦?nèi)部上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器或1位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行

36、MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線(xiàn)的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高地址和其他控制信號(hào)。</p><p>　　·P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，，P1的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸出端口時(shí)，被外部拉低的P3

37、口將用上拉電阻輸出電流。P3口除可作為一般的I/O口線(xiàn)外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.1所示：</p><p>　　P3口還接收一些用于Flas 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)</p><p>　　圖2.2 AT89C51方框圖</p><p>　　·RST：復(fù)位輸出。當(dāng)震蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平使機(jī)器復(fù)位。 <

38、/p><p>　　·ALE/當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)，即使不訪(fǎng)問(wèn)外部字節(jié)，ALE仍時(shí)鐘震蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘脈沖或用于定時(shí)目的。要注意的是：每次訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還要輸入編程脈沖（）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位

39、，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)該置ALE無(wú)效。</p><p>　　·：程序存入允許（）輸出的是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)</p><p>　　表2.1 AT89C51端口</p><p>　　AT89C51由外部程序取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，既輸

40、出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的信號(hào)不出現(xiàn)。</p><p>　　·EA/VPP：外部訪(fǎng)問(wèn)允許。欲使CPU僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H--FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V的編程電壓Vpp。</p&

41、gt;<p>　　·XTAL1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端。</p><p>　　·XAAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。</p><p>　　·時(shí)鐘震蕩器：AT89C51中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器震蕩

42、電路如圖。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容C1、C2接在放大器的震蕩回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒(méi)有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF。用戶(hù)還可以采用外部時(shí)鐘，采用外部時(shí)鐘如圖所示。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生

43、器的輸入端，XTAL2懸空。</p><p>　　圖2.3 內(nèi)部震蕩電路 圖2.4 外部震蕩電路</p><p>　　由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的所以外部 </p><p>　　表2.2 AT89C51寄存器</p><p>　　時(shí)鐘的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間

44、和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。</p><p>　　·Flash閃速存儲(chǔ)器的編程：</p><p>　　AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)的Flash PEROM，這個(gè)Flash存儲(chǔ)存儲(chǔ)陣列出廠(chǎng)時(shí)已處于擦除狀態(tài)（既所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為FFH），用戶(hù)隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。程序接收高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號(hào)。低電壓編程模式，適用與用戶(hù)在線(xiàn)編程

45、系統(tǒng)。而高電平模式可與通用EPROM編程程序兼容。</p><p><b>　　·編程方法：</b></p><p>　　編程前需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址就、加在P1口和P2口的P2.0—P2.3（11位地址范圍為0000H—0FFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的電平設(shè)置見(jiàn)表。PSEN為低電平，RST保

46、持高電平，EA/Vp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）編程時(shí)可采用4—20MHz的時(shí)鐘震蕩器AT89C51的編程方法如下：1.0 在地址線(xiàn)上加上要編程單元的地址信號(hào)。</p><p>　　1.在數(shù)據(jù)線(xiàn)上加上要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)。</p><p>　　2.激活相應(yīng)的控制信號(hào)。</p><p>　　3.在高電壓編程時(shí)，將

47、EA/Vpp端加上+1V編程電壓。</p><p>　　4.每對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，加上一個(gè)ALE/PROG編程脈沖。</p><p>　　（2） AT89C51控制信號(hào)</p><p>　　RST/VPD（9腳）復(fù)位信號(hào)時(shí)鐘電路工作后，在引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位，復(fù)位后片內(nèi)存儲(chǔ)器的狀態(tài)如表所示，P1—P3口輸出高電平，初始

48、值07H寫(xiě)入堆棧指針SP、清0程序計(jì)數(shù)器PC和其余特殊功能寄存器，但始終不影響片內(nèi)RAM狀態(tài)，只要該引腳保持高電平，89C51將循環(huán)復(fù)位，，RAT/VPD從高電平到低電平單片機(jī)將從0號(hào)單元開(kāi)始執(zhí)行程序，另外該引腳還具有復(fù)用功能，只要將VPD接+5V備用電源，一旦Vcc電位突然降低或斷電，能保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失，恢復(fù)電后能正常工作。</p><p>　　AT89C81通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)手動(dòng)復(fù)位，我們

49、采用的是手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)如圖所示：</p><p>　　圖3.4 手動(dòng)開(kāi)關(guān)</p><p>　　手動(dòng)開(kāi)關(guān)未按下之前，電容正極處于家電狀態(tài)，當(dāng)按鍵按下去后，VCC與GND導(dǎo)通，電容放電，從而實(shí)現(xiàn)放電。</p><p>　　2.4 單片機(jī)的串行接口</p><p>　　MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè) 全雙工的串行接收和發(fā)射緩沖器（SBUFF），這兩

50、個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)射器，即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù)，但接收緩沖器只可以讀出不能寫(xiě)入，而發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能讀出，它們的地址是99H。這個(gè)通信口即可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可以實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。如果在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可以方便的構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口。下面我們分別介紹。</p><p>　　2.4.1 基本概念</p><p>　　數(shù)據(jù)

51、通信的傳輸方式：常用于數(shù)據(jù)通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和</p><p><b>　　工方式。</b></p><p>　　單工方式：數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定的方向傳送。因?yàn)檫@種傳輸方式的用途有限，常用于串行口的打印數(shù)據(jù)傳輸與簡(jiǎn)單系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)采集。</p><p>　　雙工方式：數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際的應(yīng)用采用某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)收

52、發(fā)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　全雙工方式：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送，但一般全雙工電路的線(xiàn)路和設(shè)備比較復(fù)雜。</p><p>　　多工方式：以上三種傳輸方式都是同一線(xiàn)路傳輸一種頻率信號(hào)，為了充分的利用線(xiàn)路資源，可通過(guò)使用多路復(fù)用器或多路集線(xiàn)器，采用頻分、時(shí)分、或碼分復(fù)用技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)在同一線(xiàn)路上資源共享功能，我們稱(chēng)之為多工傳輸方式。</p><p>　　串行通

53、信的兩種通信形式</p><p><b>　　A. 異步通信</b></p><p>　　在這種通信方式中，接收器和發(fā)射器有各自的時(shí)鐘，他們的工作是非同步的，異步通信用一幀來(lái)表示一個(gè)字符，其內(nèi)容如下：一個(gè)起始位，緊接著是若干個(gè)數(shù)據(jù)位，圖 是傳輸45H的數(shù)據(jù)格式。</p><p><b>　　B.同步通信</b></p

54、><p>　　同步通信格式中，發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘源控制，為了克服在異步傳輸中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，占用了傳輸時(shí)間，在要求傳送的數(shù)據(jù)量較大的</p><p>　　C. 串行數(shù)據(jù)通信的傳輸速率：</p><p>　　串行數(shù)據(jù)傳輸率有兩個(gè)概念，既美秒傳送的位數(shù)bps(Bit per second)和美秒符號(hào)數(shù)-波特率（Band rate）,在具有調(diào)

55、治解調(diào)器的通信中，波特率與調(diào)治速率有關(guān)。</p><p>　　2.4.2 MCS-51的串行和控制寄存器</p><p>　　2.4.2.1 串行口和控制寄存器</p><p>　　MCS-51單片機(jī)串行口專(zhuān)用寄存器結(jié)構(gòu)如圖所示。SBUF為串行口的收發(fā)緩沖器，它是一個(gè)可尋址的專(zhuān)用寄存器，其中包含了接收器和發(fā)射器寄存器，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。但這兩個(gè)寄存器具有同一地

56、址（99H）。MCS-51的串行數(shù)據(jù)傳輸很簡(jiǎn)單，只要向緩沖器寫(xiě)入數(shù)據(jù)就可發(fā)送數(shù)據(jù)。而從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)既可接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　此外，接收緩沖器前還加上一級(jí)輸入移位寄存器，MCS-51這種結(jié)構(gòu)的目的在于接收數(shù)據(jù)時(shí)避免發(fā)生重疊現(xiàn)象，文獻(xiàn)稱(chēng)這種結(jié)構(gòu)為雙緩沖結(jié)構(gòu)。而發(fā)送數(shù)據(jù)就不需要這樣設(shè)計(jì)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)，CPU是主動(dòng)的，不可能出現(xiàn)這種情況。</p><p><b>　　A：串

57、行通信寄存器</b></p><p>　　在上一節(jié)我們已經(jīng)分析了SCON控制寄存器，它是一個(gè)可尋址的專(zhuān)用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制，單元地址是98H，其結(jié)構(gòu)格式如下：</p><p>　　表2.3 SCON寄存器結(jié)構(gòu)</p><p>　　下面我們對(duì)個(gè)控制位功能介紹如下：</p><p>　?。?）SM0、SM1：串行口工作方

58、式控制位</p><p>　　SMO SM1 工作方式 功能說(shuō)明</p><p>　　0 0 方式0 移位寄存器方式（用于I/O擴(kuò)展） </p><p>　　0 1 方式1 8位UART，波特率可變（T1溢出率/ n）</p><p>　　1

59、 0 方式2 9 位UART，波特率為fosc/64或fosc/32</p><p>　　1 1 方式3 9位UART，波特率可變（T1溢出率/ n） </p><p>　?。?）SM2：多機(jī)通信控制位</p><p>　　多機(jī)通信是工作方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收</p>

60、;<p>　　狀態(tài)，當(dāng)串行口工作方式2或3，以及SM2=1時(shí)，只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1時(shí)，才把接收的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，且置位RI發(fā)出中斷申請(qǐng)，否則會(huì)將收到的數(shù)據(jù)放棄。當(dāng)SM2=0時(shí)，只有在接收到有效停止位時(shí)才啟動(dòng)RI，若沒(méi)接收到有效停止位，則RI清“0”。在方式0中SM2應(yīng)該為“0”。</p><p>　　REN：允許接收控制位。由軟件置“1”時(shí)，允許接收；軟件置“0”時(shí)，不許接收

61、。</p><p>　　TB8：在方式3和方式3中要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，需要時(shí)用軟件置位和清零。</p><p>　　TB8：在方式2和方式3中是接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1時(shí)，如SM2=0，RB8接收到的停止位。在方式0中，不使用RB8。</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。由硬件在方式0發(fā)送完第8位時(shí)置“1”，或在其它方式中串行發(fā)送停止位的開(kāi)始時(shí)置“1”。必須

62、由軟件清“0”。</p><p>　　RI：接收中斷標(biāo)志。由硬件在方式0串行發(fā)射第8位結(jié)束時(shí)置“1”</p><p>　　B:特殊功能寄存器PCON</p><p>　　PCON：主要是是CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專(zhuān)用寄存器，單元地址為87H其機(jī)構(gòu)格式如下表：</p><p>　　表3.4 特殊功能寄存器PCON</p>

63、;<p>　　在CHMOS型單片機(jī)中，除SMOD位外其它位均為虛設(shè)的，SMOD是串行波特率倍增位，當(dāng)SMOD=1時(shí)串行口波特率加倍，系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)為SMOD=0。</p><p>　　C：中斷允許寄存器IE</p><p>　　中斷允許寄存器這里重述一下對(duì)串行口有影響的位ES。ES為串行中斷允許控制位，ES=1允許串行中斷，ES=0，禁止串行中斷。</p><

64、;p>　　2.4.2.2 串行口工作方式</p><p>　　串行口具有4種工作方式，我從應(yīng)用和畢業(yè)設(shè)計(jì)的角度，重點(diǎn)討論方式1發(fā)送。</p><p>　　串行口定義為方式1時(shí)傳送1幀數(shù)據(jù)為10位，其中1位起始地址、8位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）、1位停止位方式1的波特率可變，波特率=(T1的溢出率)</p><p>　　表2.5 中斷允許寄存器</p&g

65、t;<p>　　2.5 數(shù)碼顯示管</p><p>　　要用單片機(jī)構(gòu)成發(fā)射機(jī)，就需要一個(gè)人機(jī)界面。常采用的方式是LED數(shù)碼管顯示測(cè)試結(jié)果，用一個(gè)小鍵盤(pán)執(zhí)行某些功能，如請(qǐng)零、預(yù)置值、改變測(cè)量范圍等等。</p><p>　　LED顯示器的工作原理</p><p>　　LED顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱(chēng)為數(shù)碼管，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖可見(jiàn)

66、它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示0～9、A～F及小數(shù)點(diǎn)。</p><p>　　圖3.1 “8”字型數(shù)碼管</p><p>　　LED顯示器分為共陰極和共陽(yáng)極，共陰極是將8個(gè)發(fā)光二極管陰極連接在一起作為公共端，而共陽(yáng)極是將8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起作為公共端。我們這次就是采用的共陽(yáng)極LED，所以這里要介紹共陽(yáng)極數(shù)碼管。如圖所示，LED顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式，靜態(tài)

67、顯示是將共陰極聯(lián)到一起接地，每位的顯示段（a-dp）分別與一個(gè)8位的鎖存器輸出相連。由于顯示的各位可以相互獨(dú)立，各位可以互相顯示，只要在該位的段選線(xiàn)上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。并且由于各位由一個(gè)8位鎖存器控制段選線(xiàn)，故在同一時(shí)間內(nèi)每一位顯示的字符可以不同， </p><p>　　表3.1 段碼與字型的關(guān)系</p><p>　　這種方式占用鎖存器較多。動(dòng)態(tài)顯示是將所有位的

68、段選線(xiàn)相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制，形成段選線(xiàn)的多路復(fù)用。而各位的陰極分別由相應(yīng)的I/O口控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。要LED能夠顯示相應(yīng)的字符，就必須采用動(dòng)態(tài)掃描方式，只要每位顯示的時(shí)間足夠短，則可造成多位同時(shí)顯示的假象，達(dá)成顯示的目的。在數(shù)字電路中常常要把數(shù)據(jù)或運(yùn)算結(jié)果通過(guò)半導(dǎo)體數(shù)碼管、液晶數(shù)碼和熒光數(shù)碼管，用十進(jìn)制數(shù)顯示出來(lái)。</p><p>　　發(fā)光二極管的工作電壓為1.5-3.0伏，工作電流

69、為己毫安到幾十毫安，壽命很長(zhǎng)。半導(dǎo)體數(shù)碼管將十位數(shù)分成七個(gè)字段，每段為一個(gè)發(fā)光二極管，其字形結(jié)構(gòu)如圖所示，選擇不同的字段發(fā)光，可顯示出不同的字型。例如：當(dāng)a,b,c,d,e,f,g七個(gè)字段同時(shí)亮?xí)r，顯示8,b、c 段亮?xí)r，顯示出１。</p><p>　　共陽(yáng)極：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成共陽(yáng)極。使用時(shí)公共端接Vcc，當(dāng)某陽(yáng)極為低電平時(shí)，該發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光。輸出一個(gè)段碼就可以控制LED顯示器的字型，表

70、給出了段碼與字型的關(guān)系，假定a、b、c、d、e、f、g、DP分別對(duì)應(yīng)D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7。</p><p>　　2.6 硬件的焊接及調(diào)試過(guò)程</p><p>　　硬件的焊接是畢業(yè)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)，用的工具很簡(jiǎn)單：電烙鐵、焊絲和鑷子。因?yàn)槲覀冞x用的是實(shí)驗(yàn)板，所以要用導(dǎo)線(xiàn)把各個(gè)元器件連接起來(lái)，這就要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，幸好這個(gè)在我們以前的電娤實(shí)習(xí)中已經(jīng)掌握。焊接要細(xì)心

71、，還要有耐心。焊接前要對(duì)照電路圖對(duì)元器件有一個(gè)合理的布局，那樣的話(huà)就會(huì)使電路簡(jiǎn)潔明朗，而且不易出錯(cuò)，即使出錯(cuò)也容易檢查。下面就來(lái)介紹元器件的焊接方法和過(guò)程。</p><p>　　2.6.1 硬件的焊接</p><p>　　2.6.1.1 底座的焊接</p><p>　　我的電路板有兩個(gè)底座，一個(gè)是單片機(jī)AT89C51的，另一個(gè)是數(shù)碼顯示管的。我們用的是40腳的雙

72、排直插式的，在焊接時(shí)，要先把底座插到電路板上再進(jìn)行焊接，底座各腳的焊點(diǎn)要小，以免各腳之間導(dǎo)通，還不能形成虛焊，虛焊會(huì)導(dǎo)致電路不通，底座要焊接牢固，不能和電路板距離太遠(yuǎn)，以免導(dǎo)致虛焊。底座還要放在公共線(xiàn)的兩邊，因?yàn)槟莾蓷l線(xiàn)是火線(xiàn)和地線(xiàn)。焊接好后要對(duì)照電路仔細(xì)檢查，再用萬(wàn)用表檢測(cè)，看焊接是否良好。</p><p>　　2.6.1.2 按鍵的焊接</p><p>　　我的電路中用到了5個(gè)按鍵，

73、一個(gè)復(fù)位鍵、一個(gè)發(fā)射鍵、兩個(gè)置數(shù)鍵，還有我自己加的一個(gè)計(jì)數(shù)控制鍵。我雖然做的是發(fā)射機(jī)，但只要對(duì)軟件進(jìn)行一些改動(dòng)，也可以作為接收機(jī)，那時(shí)發(fā)射控制鍵就變成接收控制鍵了。</p><p>　　我所用的按鍵是普通的斷開(kāi)按鍵，有4個(gè)腳，兩邊各兩個(gè)，其中每邊的兩個(gè)腳是導(dǎo)通的，在焊接的時(shí)候要特別注意，我就是不小心，把相連的兩個(gè)腳焊接當(dāng)成不連的腳用來(lái)作開(kāi)關(guān)，結(jié)果按鍵按下后不起作用。所以在焊接前一定要用萬(wàn)用表測(cè)出那兩個(gè)腳是導(dǎo)通的，

74、焊接完后再檢測(cè)，看焊接是否良好。</p><p>　　2.6.1.3 時(shí)鐘電路的焊接</p><p>　　我們的電路中時(shí)鐘電路包括一個(gè)晶震，兩個(gè)電容。晶震是6M的，電容是普通電容，焊接前要刮腿，以免接觸不好。晶震和電容要盡量靠近芯片，這樣有利于時(shí)鐘電路的穩(wěn)定，減少干擾。焊接好后要用萬(wàn)用表檢測(cè)。</p><p>　　2.6.1.4 導(dǎo)線(xiàn)的焊接</p>

75、<p>　　導(dǎo)線(xiàn)的焊接比較麻煩。因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)比較多，就要先對(duì)導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行布局，找好于元器件相對(duì)的管腳，焊接前先要檢測(cè)導(dǎo)線(xiàn)是否導(dǎo)通。焊接完成后要檢測(cè)是不是連接良好。</p><p>　　2.6.1.5 電路板的檢測(cè)和故障排除</p><p>　　電路板完成后要進(jìn)行全面檢測(cè)，包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　2.6.1.6 火線(xiàn)和底線(xiàn)的檢測(cè)</p&g

76、t;<p>　　檢測(cè)單片機(jī)底座的Vcc（40腳）是否與火線(xiàn)相連，檢測(cè)數(shù)碼管的功用端是否與火線(xiàn)連接，手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)是否連接上火線(xiàn)。地線(xiàn)檢查：其他按鍵接地是否良好，時(shí)鐘電路接地端的檢測(cè)，單片機(jī)GND端（20腳）是否接地。檢查完后再用萬(wàn)用表檢查火線(xiàn)和地線(xiàn)是否導(dǎo)通。</p><p>　　2.6.1.7 元器件之間的連接的檢查</p><p>　　參照電路圖，用萬(wàn)用表仔細(xì)檢查各個(gè)元器件

77、連接是否良好，是否對(duì)應(yīng)。</p><p>　　2.6.2 硬件的調(diào)試機(jī)器故障排除</p><p>　　硬件的調(diào)試在上電后的工作是不是正常，主要包括不插單片機(jī)的調(diào)試和插上單片機(jī)的檢測(cè)。</p><p>　　2.6.2.1 無(wú)單片機(jī)的調(diào)試</p><p>　　無(wú)單片機(jī)調(diào)試主要檢查電路工作是否正常，調(diào)試數(shù)碼管是否點(diǎn)亮，顯示數(shù)據(jù)是否正確，具體步驟

78、如下：</p><p>　　A：打開(kāi)電源，將輸出電壓調(diào)到5伏，然后關(guān)閉電源。</p><p>　　B：將電路板的火線(xiàn)與電源正極相連，地線(xiàn)與負(fù)極相連。</p><p>　　C：打開(kāi)電源，用萬(wàn)用表檢測(cè)電路板是否有輸出電壓，如果有就是好的，沒(méi)有就要檢測(cè)是否有短路。</p><p>　　D：電路檢查完后，關(guān)閉電源，用一根導(dǎo)線(xiàn)與電源負(fù)極相連，然后打開(kāi)電

79、源，用導(dǎo)線(xiàn)的另一端逐個(gè)與P0、P2口的管腳接觸，看數(shù)碼管顯示是否正確。</p><p>　　調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法：</p><p>　?。?）上電后，用導(dǎo)線(xiàn)一端接低電平，另一端逐一連接P0、P2管腳，數(shù)碼管顯示不正常，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)管腳有短路現(xiàn)象，將短路管腳重新焊接后，顯示正常。</p><p>　?。?）反復(fù)調(diào)試幾次后，發(fā)現(xiàn)電路不穩(wěn)定，有時(shí)沒(méi)反應(yīng)。仔細(xì)分析后

80、，覺(jué)得是穩(wěn)壓管有問(wèn)題，拆除后直接接5V電壓源，問(wèn)題解決。</p><p>　　2.6.2.2 有單片機(jī)的調(diào)試</p><p>　　加上單片機(jī)，目的是看單片機(jī)能否正常工作，有效地控制顯示數(shù)據(jù)。編寫(xiě)一個(gè)小程序，燒入芯片中加點(diǎn)調(diào)試。</p><p><b>　　A：程序如下：</b></p><p>　　ORG 000

81、0H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 0030H </p><p>　　MAIN：MOV DPTR，#DDSS</p><p>　　MOV A，#0</p><p>　　MOVC A，@A+DPTR </p><p>　　MOV

82、 P0,A </p><p>　　MOV P2，A</p><p>　　DDSS:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H</p><p>　　DB 6DH 7DH，07H，7FH，6FH</p><p><b>　　END</b></p><p>　　B：將編好的程序進(jìn)行編譯，即

83、將*.ASM文件轉(zhuǎn)化為*.BIN文件，然后燒入片子。程序的編譯和燒入將在以后介紹。</p><p>　　C：把單片機(jī)AT89C51接入底座插入底座，加電，看各位顯示是不是正確。 </p><p>　　D: 用復(fù)位鍵看顯示是否正確，如果穩(wěn)定，表示調(diào)試成功。</p><p>　　調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題：</p><p>　　上電后，用示波器檢測(cè)30

84、腳，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有時(shí)鐘頻率輸出，仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)30腳沒(méi)接高電平，重新焊接后，輸出漂亮的時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　3 軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)整過(guò)程</p><p>　　軟件的設(shè)計(jì)是我畢業(yè)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面。它的好壞直接關(guān)系畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功與否。我等軟件是用匯編完成的，需要能熟練的掌握匯編語(yǔ)言，還要熟悉AT89C51單片機(jī)。從程序流程圖、通信協(xié)議、波特率計(jì)算、編寫(xiě)程序、編譯、和燒入軟件的操作，到最后的

85、調(diào)試，是很復(fù)雜的。下面作詳細(xì)介紹：</p><p>　　3.1 程序流程圖</p><p>　　程序流程圖是編寫(xiě)軟件的重要前提，它是在圖表上直觀的體現(xiàn)擬設(shè)計(jì)的目的及過(guò)程。也是編譯的重要依據(jù)，按照流程圖一步一步編寫(xiě)程序，下面是我的流程圖;</p><p>　　圖3.1 發(fā)射接口流程圖</p><p><b>　　3.2 通信協(xié)議

86、</b></p><p>　　通信協(xié)議是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間通信不可缺少的部分，包括下面幾方面的設(shè)置;</p><p>　　3.2.1 串行口控制寄存器SCON的設(shè)置</p><p>　　串行口控制寄存器的基本情況在前面已經(jīng)介紹，這里不再重復(fù)。根據(jù)我們所做的內(nèi)容，我們采用了串行工作方式1，REN設(shè)置為“1”（允許接收），綜上所述我們?cè)O(shè)SCON的初始值為5

87、0H，如下表所示：</p><p>　　表3.1 串行口控制寄存器</p><p>　　3.2.2 定時(shí)器的初始化設(shè)置</p><p>　　在定時(shí)器為方式1時(shí)，方式字為：</p><p>　　表3.2 定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始化</p><p>　　T1 T0&

88、lt;/p><p>　　GATE：表示不參與控制</p><p>　　C/：選擇計(jì)數(shù)/時(shí)鐘方式</p><p>　　M1MO：選定定時(shí)器1工作方式2</p><p>　　所以定時(shí)器TMOD初始值為20H</p><p>　　3.2.3 波特率計(jì)算</p><p>　　晶震為6M，波特率為1.2K單

89、片機(jī)工作方式為串行方式1，T1是方式2，所以</p><p>　　1.2=1/16*X</p><p><b>　　X=19.2</b></p><p>　　19.2=1/2*（256-Y）</p><p><b>　　Y=217.6</b></p><p>　　把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換

90、成十六進(jìn)制數(shù)為D9，所以初始值為D9。</p><p>　　3.2.4 發(fā)射程序</p><p><b>　?。ㄒ?jiàn)附錄B）</b></p><p>　　我所做的程序?qū)崿F(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，并此基礎(chǔ)上加了一個(gè)自己編的小程序，它能夠在P1.3為低電平是開(kāi)始從00-99計(jì)數(shù)。</p><p>　　3.3 編譯軟件的使用和PL

91、DA的使用</p><p>　　兩個(gè)軟件的作用是將源程序轉(zhuǎn)化為目標(biāo)文件，再把目標(biāo)文件燒到單片機(jī)AT89C51中，他們是這個(gè)過(guò)程中不可缺少的，在這里我們?cè)敿?xì)介紹這兩個(gè)軟件的使用。</p><p>　　3.3.1 編譯軟件的使用和編譯過(guò)程</p><p><b>　　編譯軟件的使用</b></p><p>　　A: 編譯軟

92、件的裝載：這個(gè)軟件不需要安裝，只要復(fù)制到機(jī)子里就行。</p><p>　　B：雙擊快捷方式，進(jìn)入編輯界面，進(jìn)行下一步編輯（如圖）。</p><p>　　圖3.2 仿真器使用界面</p><p>　　C．點(diǎn)擊文件，新建一個(gè)文件，將源程序輸入后保存（生成.ASM文件）。</p><p>　　D. 選擇項(xiàng)目，點(diǎn)擊全部編譯，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行編譯后彈出對(duì)

93、話(huà)框，提示編譯中出現(xiàn)的問(wèn)題，雙擊提示后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)指出出問(wèn)題的地方（生成.BIN文件）。</p><p>　　E. 單擊仿真器，配置選擇芯片、通信端口和晶震頻率。</p><p>　　F. 單擊執(zhí)行，系統(tǒng)輸出仿真信號(hào)。也可以選擇但不執(zhí)行，這樣可以看到每部執(zhí)行的情況。</p><p><b>　　3.4 燒片</b></p><

94、;p>　　燒片用的是PLDA軟件，它的使用方法如下：</p><p>　?。?）先配置軟件，選擇MCU89C51。</p><p>　?。?）導(dǎo)入預(yù)先編譯好的程序。</p><p>　　（3）擦除芯片，然后燒制。</p><p>　　燒片時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：</p><p>　?。?）芯片的放置要真確，否則有可能造成

95、芯片燒壞。</p><p>　?。?）配置芯片時(shí)要注意選對(duì)芯片型號(hào)，例如用AT89C51就要選：MCU AT89C51。</p><p>　?。?）在燒片之前，應(yīng)該先擦除芯片，防止芯片內(nèi)原有遺留程序的影響。</p><p>　　4 單片機(jī)串行通信領(lǐng)域的擴(kuò)展</p><p>　　我所做的發(fā)射機(jī)是有線(xiàn)接收的，得卻能完成數(shù)據(jù)在不同地方的傳遞，也完

96、成了我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，但他受到了很多限制。不如距離太遠(yuǎn)，導(dǎo)線(xiàn)太長(zhǎng)久匯有干擾而且有時(shí)還會(huì)很大，使得接收到的信號(hào)很弱，甚至接收不到。必須進(jìn)行無(wú)線(xiàn)發(fā)射、接收的方面的研究，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間有限，就沒(méi)能完成無(wú)線(xiàn)發(fā)射、接收的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在就介紹一下無(wú)線(xiàn)發(fā)射的原理和電路。</p><p>　　單片機(jī)無(wú)線(xiàn)串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片，工作在300~440 MHz ISM頻段；具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強(qiáng)

97、，適合工業(yè)控制應(yīng)用；采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；接收靈敏度高達(dá) －96dBm，最大發(fā)射功率達(dá)－2.5dBm；數(shù)據(jù)速率可達(dá)2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時(shí)電流3mA，發(fā)射時(shí)電流7.75mA，接收待機(jī)狀態(tài)僅為0.5μA，發(fā)射待機(jī)狀態(tài)僅為1.0μA；可用于單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸，也可在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集、遙測(cè)遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。</p><p>　　4.1 無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路組成及工作原

98、理：</p><p>　　圖4.1 無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路圖</p><p>　　無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路如圖4.1所示，電路以MICRF102為核心。MICRF102是Micrel公司推出的一個(gè)單片UHF/ASK發(fā)射器，采用SOP(M)-8封裝，芯片內(nèi)包含有：由基準(zhǔn)振蕩器、相位檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制，RF功率放大器，天線(xiàn)調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電路，是一個(gè)真正的&qu

99、ot;數(shù)據(jù)輸入－無(wú)線(xiàn)輸出"的單片無(wú)線(xiàn)發(fā)射器件。UHF合成器產(chǎn)生載頻和正交信號(hào)輸出。輸入相位信號(hào)（I）用來(lái)驅(qū)動(dòng)RF功率放大器。天線(xiàn)調(diào)諧正交信號(hào)（Q）用來(lái)比較天線(xiàn)信號(hào)相位。天線(xiàn)調(diào)諧控制部分檢測(cè)天線(xiàn)通道中發(fā)射信號(hào)的相位和控制變?nèi)荻O管的電容，以調(diào)諧天線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧。功率放大器輸出受發(fā)射偏置控制單元控制。ASK/OOK調(diào)制，提供低功耗模式，數(shù)據(jù)傳輸速率為20kb/s。 使用中應(yīng)注意的問(wèn)題是：</p><

100、;p>　?。?）REFOSC（引腳4）是基準(zhǔn)振蕩端，連接晶振到地，或采用AC耦合方式輸入峰-峰值為0.5 V的時(shí)鐘脈沖。發(fā)射頻率是基準(zhǔn)振蕩器頻率的32倍：基準(zhǔn)振蕩頻率×32=發(fā)射頻率。如果使用外接時(shí)鐘信號(hào)，須采用AC耦合方式，輸入信號(hào)幅度峰-峰值為200~500 mV。</p><p>　　（2）MICRF102使用差分輸出去驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)負(fù)載。功率放大器輸出級(jí)包含有一個(gè)變?nèi)荻O管，它自動(dòng)與天線(xiàn)的電感調(diào)

101、諧，以保證諧振在發(fā)射頻率上。典型的PCB導(dǎo)線(xiàn)天線(xiàn)的電感與回路的尺寸、天線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)的寬度、PCB銅泊的厚度和接地板的位置有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)一般選擇變?nèi)荻O管的電容值為6.5pF。天線(xiàn)電感L由公式L=1/(4π2f2C)計(jì)算。</p><p>　?。?）功率放大器的輸出功率與PC端（引腳1）上的電壓有關(guān)。正常工作時(shí)，該引腳端上的電壓被設(shè)置在0.2~0.4V之間。PC端上的電壓上升，輸出功率加大；但是，如果PC端上的電壓超過(guò)0.

102、4V，功率放大器被限流，輸出功率不再增加。減少PC端的電壓可降低電源功率消耗，同時(shí)也會(huì)減少RF輸出功率。</p><p>　?。?）STBY端（引腳5）是待機(jī)模式控制。接VDD為發(fā)射方式，接VSS為待機(jī)模式。</p><p>　　（5）MICRF102芯片對(duì)電源紋波敏感，正確地電源旁路是必需的，一般使用4.7μF、0.1μF、100pF3個(gè)電容并聯(lián)在VDD和VSS之間。</p>

103、<p>　　使用中應(yīng)注意的問(wèn)題是： </p><p>　?、?在發(fā)射模式下，通信速率最高為2 Kb/s；發(fā)送數(shù)據(jù)之前須將電路置于發(fā)射模式(MICRF102的第5腳STBY = 1)；接收模式轉(zhuǎn)換為發(fā)射模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間至少5 ms；可以發(fā)送任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)；發(fā)送結(jié)束后應(yīng)將電路置于接收模式(MICRF007的第6腳SHUT = 0)；發(fā)射模式轉(zhuǎn)換為接收模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間至少5 ms。</p>&l

104、t;p>　?、?在待機(jī)模式（MICRF102的STBY=0，MICRF007的SHUT=1）下，電路不發(fā)射/接收數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)串行通信程序應(yīng)考慮：雙方通信的協(xié)議，有效數(shù)據(jù)識(shí)別標(biāo)志，數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)和校驗(yàn)。</p><p>　　4.2 單片機(jī)串口接口 </p><p>　　AT89C51（與MCS-51兼容）單片機(jī)的串行口在方式0工作狀態(tài)下，使用移位寄存器芯片可以擴(kuò)展多個(gè)8位并行I/O口

105、。在LED點(diǎn)陣顯示屏應(yīng)用系統(tǒng)中，一般都采用數(shù)據(jù)同步移位輸出方式，并使用移位寄存器芯片（如74LS595）擴(kuò)展并行I/O口驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示。LED點(diǎn)陣顯示采用掃描方式，為不產(chǎn)生閃爍感，每秒需要傳送50屏點(diǎn)陣顯示數(shù)據(jù)，因此有大量的數(shù)據(jù)要通過(guò)同步移位的方式送到顯示驅(qū)動(dòng)電路部分，這就要求單片機(jī)能夠快速地輸出數(shù)據(jù)。AT89C51單片機(jī)的串行口在方式0工作狀態(tài)下，數(shù)據(jù)以fosc/12的波特率輸出，1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫(xiě)入SBUF后，需檢查中斷標(biāo)志位TI是

106、否為“1”并清“0”TI或延時(shí)幾個(gè)機(jī)器周期后才能繼續(xù)寫(xiě)入了一個(gè)數(shù)據(jù)，輸出速度慢。在LED點(diǎn)陣顯示屏應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)與PC機(jī)之間的通訊需要使用單片機(jī)的串行口，顯示數(shù)據(jù)的同步移位輸出口只有另外擴(kuò)展。本文介紹的高速串行同步移位輸出口（以下簡(jiǎn)稱(chēng)擴(kuò)展串行口）電路，采用模塊化設(shè)計(jì)，給出基于TTL和PLD兩種電路的實(shí)現(xiàn)方案，波特率提高到fosc，數(shù)據(jù)輸出不需要等待或延時(shí)。</p><p>　　4.2.1 擴(kuò)展串行口與單片機(jī)的

107、連接</p><p>　　擴(kuò)展串行口電路框圖如圖4.2所示。與并行存儲(chǔ)器芯片類(lèi)似，擴(kuò)展串行口被視為一個(gè)外部RAM地址單元，直接掛接在AT89C51的外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)上，D0～D7為數(shù)據(jù)線(xiàn)，CE為片選信號(hào)，WE為寫(xiě)脈沖信號(hào)，也是擴(kuò)展串行口的輸出控制信號(hào)。AT89C51外接晶體振蕩器的振蕩信號(hào)經(jīng)二個(gè)與非門(mén)整形后為擴(kuò)展串行口提供時(shí)鐘脈沖XTAL2。DAT和CLK分別是擴(kuò)展串行口的數(shù)據(jù)輸出端和同步移位脈沖輸出端。</p

108、><p>　　圖4.2 擴(kuò)展串行輸出口與單片機(jī)的連接</p><p>　　4.2.2 操作指令</p><p>　　假設(shè)AT89C51分配給擴(kuò)展串行口的地址是0000H，使用MOVX@DPTR，A或MOVX@R0，A指令將數(shù)據(jù)寫(xiě)入擴(kuò)展串行口并移位數(shù)據(jù)。下面的程序段將內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)首址為30H的32字節(jié)數(shù)據(jù)送擴(kuò)展串行口同步移位輸出：</p><p

109、>　　MOV P2，#00H ；設(shè)置擴(kuò)展串行口地址高8位</p><p>　　MOV R1，#30H ；設(shè)置內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)首址</p><p>　　MOV R7，#32 ；輸出字節(jié)個(gè)數(shù)</p><p>　　LOOP：MOV A，@R1 ；從內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)讀入1字節(jié)</p><p>　　INC R1 ；指向內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)區(qū)下一個(gè)地址單

110、元</p><p>　　MOVX @R0，A ；數(shù)據(jù)送擴(kuò)展串行口輸出</p><p>　　DJNZ R7，LOOP ；32字節(jié)未送完繼續(xù)</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　圖4.2 擴(kuò)展串行口原理圖</p><p>　　4.2.3 基于TTL電路的設(shè)計(jì)方案和工作

111、原理</p><p>　　圖4.2是用TTL電路實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展串行口電路。74LS74是有預(yù)置、清零功能的雙上升沿D觸發(fā)器，D1～D5構(gòu)成8脈沖發(fā)生器（計(jì)數(shù)器原理），74LS165是8位并行輸入串行輸出移位寄存器。CPU執(zhí)行MOVX@R0，A（或MOVX @DPTR，A）指令時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存在74LS165中。產(chǎn)生8脈沖信號(hào)的時(shí)序如圖3所示。圖3中，Q0～Q5分別是6個(gè)D觸發(fā)器的輸出端，擴(kuò)展串行口片選有效（CE=0），

112、寫(xiě)脈沖WE到來(lái)時(shí)，WR=0，在時(shí)鐘脈沖XTAL2的上升沿觸發(fā)器D0的輸出Q0=0，Q0復(fù)位Q5，使Q5=1；寫(xiě)脈沖結(jié)束后，WR=1，則WR·Q5=1，計(jì)數(shù)器的復(fù)位端無(wú)效，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，同時(shí)在Q1端輸出方波脈沖；第8個(gè)脈沖結(jié)束后，Q5=1，則WR·Q5=0，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，停止計(jì)數(shù)，等待下一個(gè)寫(xiě)脈沖。Q1端輸出的8個(gè)脈沖作為同步移位脈沖接74LS165的CLK2（15腳），同時(shí)也是擴(kuò)展串行輸出口的同步移位脈沖輸出信號(hào)：