單片機仿真硬件電路設(shè)計

單片機仿真硬件電路設(shè)計AT89C51是一種8位微處理器，具有低電壓、高性能的性能，通常也叫做單片機。AT89C51單片機還具有可擦除只讀的優(yōu)良特點，AT89C51單片機存儲器據(jù)統(tǒng)計，可以反復(fù)擦除1000次。AT89C51單片機采用ATMEL存儲器制造技術(shù)制造，AT89C51單片機與工業(yè)標準的MCS-51指令集也是有非常多的有點，比如兼容性，輸出管腳相兼容。AT89C51單片機對于大部分嵌入式控制器來說，是一種靈活性高并且價格方面也是非常吸引人的方案?？紤]到AT89C51單片機的眾多優(yōu)良性能，因此本文選擇AT89C51作為動態(tài)環(huán)境下的激光駕束制導(dǎo)數(shù)據(jù)處理的單片機。3.6.1A/D轉(zhuǎn)換電路要實現(xiàn)模/數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，不能單純的依靠芯片ADC0809單獨的獨立完成，還需要單片機AT89C51進行協(xié)助，用AT89C51進行驅(qū)動。ADC0809與AT89C51的接口電路如下所示：

ism17DO16"1S1)21*1.ITTPl.2Pl.JPl』Pl.5FI.4?1.7lSTATt>PJ.O-RXDLAATF i^二返亙ale西亟P^J-iNTi P?ENPM/ro?j.5/ri ps旳&歴 P2.PJ.7-RI5 P2.)iTAL2XTALJY\TJO]J-JOpF.wcoro^ism17DO16"1S1)21*1.ITTPl.2Pl.JPl』Pl.5FI.4?1.7lSTATt>PJ.O-RXDLAATF i^二返亙ale西亟P^J-iNTi P?ENPM/ro?j.5/ri ps旳&歴 P2.PJ.7-RI5 P2.)iTAL2XTALJY\TJO]J-JOpF.wcoro^VI勺■■OABCE7I6?丄10匸2INzINdfmDrMDnJDl-e.D霜^笄^^常眄瑰r64J1DTXjL1 1）J45ST首EOC'學(xué)TilsOF9Ul.KIQVC111Ji121in14lOVfST1EQC1AP(I.OPO.lP02POJP(l.4PU5F0.6PO*25.VD1X4斗-J1, ADDT営」苗11'6::3T21820D619D592石A3INI 'Iii冋伽訂圖3-12ADC0809與AT89C51的接口電路單片機與ADC0809接口需解決三個問題：1）要給START線送一個100ns寬的起動正脈沖，如圖3-12ADC0809與AT89C51的接口電路所示；2）獲取EOC線上的狀態(tài)信息，因為它是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束標志，如圖3-12ADC0809與AT89C51的接口電路所示；3）要經(jīng)三態(tài)輸出鎖存器”輸出一個端口地址，也就是給OE端送一個輸出轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)的信號。（1）AT89S51和ADC0809接口通常可以采用定時、查詢和中斷三種方式。V定時傳送方式對于每種A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標，是已知的和固定的。如ADC0809的轉(zhuǎn)換時間為128uso可以設(shè)計一個延時子程序，當啟動轉(zhuǎn)換后，CPU調(diào)用該延時子程序或用定時器定時，延時時間或定時時間稍大于 A/D轉(zhuǎn)換所需時間。等時間一到，轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，就可以從 三態(tài)輸出鎖存器”讀取數(shù)據(jù)。特點：電路連接簡單，但CPU費時較多V查詢方式采用查詢法就是將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號接到I/O接口的某一位，或經(jīng)過三態(tài)門接到單片機數(shù)據(jù)總線上。A/D轉(zhuǎn)換開始之后，CPU就查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，即查詢EOC引腳的狀態(tài)：若它為低電平，表示A/D轉(zhuǎn)換正在進行，則MCS-51應(yīng)當繼續(xù)查詢;若查詢到EOC變?yōu)楦唠娖?，則給OE線送一個高電平，以便從線上提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。特點：占用CPU時間，但設(shè)計程序比較簡單。V中斷方式采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)時，將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號接到單片機的中斷申請端，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時申請中斷，CPU響應(yīng)中斷后，通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序，使OE引腳變高電平，以提取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。特點：在A/D轉(zhuǎn)換過程中不占用CPU的時間，且實時性強。（2）A/D轉(zhuǎn)換的時序要完成單片機仿真硬件電路A/D轉(zhuǎn)換，本文需控制ADC0809的ALE引腳、ADC0809的START弓|腳、ADC0809的EOC弓I腳、ADC0809的OE這個四個弓I腳。ADC0809的單片機仿真硬件電路A/D轉(zhuǎn)換是有時序的。地址鎖存信號ALE=1時，模擬通道的地址就會進行相應(yīng)的操作，也就是進行存入地址鎖存器；在ALE=0時，地址鎖存。接著啟動信號START的按鈕也會進行相應(yīng)的操作，ADC080下降沿啟動A／D轉(zhuǎn)換。然后對于單片機仿真硬件電路A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC進行提示，在EOC=0，轉(zhuǎn)換結(jié)束。最后單片機仿真硬件電路A/D轉(zhuǎn)換輸出允許控制端OE設(shè)置成1，打開單片機仿真硬件電路輸出三態(tài)門，并且，輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。ADC0809的時序圖，如下圖3-13所示。

ALEtWE■Iif A、BALEtWE■Iif A、B、CINSTART比較器內(nèi)部輸入EOCOED0~D7圖3-13ADC0809的時序圖在接口電路中，將AT89C51單片機與ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器進行連接，并且通過AT89C51單片機啟動A/D轉(zhuǎn)換；然后查詢單片機仿真硬件電路A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC，當AT89C51單片機7號引腳=1時，表示轉(zhuǎn)換正在進行，則等待，當AT89C51單片機7號引腳=0時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束；最后將AT89C51單片機9號引腳=1，打開輸出三態(tài)門，D0"---'D7就會輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。3.6.2仿真顯示電路LCD對于許多的用戶而言可能是一個并不算新鮮的名詞了， 不過這種技術(shù)存在的歷史可能遠遠超過了我們的想像-早在 19世紀末，奧地利植物學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了液晶，即液態(tài)的晶體，也就是說一種物質(zhì)同時具備了液體的流動性和類似晶體的某種排列特性。在電場的作用下，液晶分子的排列會產(chǎn)生變化。從而影響到它的光學(xué)性質(zhì)，這種現(xiàn)象叫做電光效應(yīng)。利用液晶的電光效應(yīng)，英國科學(xué)家在上世紀制造了第一塊液晶顯示器即LCD。今天的液晶顯示器中廣泛采用的是定線狀液晶，如果我們微觀去看它，會發(fā)現(xiàn)它特象棉花棒。與傳統(tǒng)的CRT相比，LCD不但體積小，厚度?。壳?4.1英寸的整機厚度可做到只有5厘米），重量輕、耗能少（1到10微瓦/平方厘米）、工作電壓低（1.5到6V）且無輻射，無閃爍并能直接與CMOS集成電路匹配。由于優(yōu)點眾多，LCD從1998年開始進入臺式機應(yīng)用領(lǐng)域。液晶顯示的原理是采用的有機化合物，在電壓的作用下，使化合物的排列發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使光的折射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，造成透射的程度不同，從而使液晶模塊從表面看起來有不同的亮度，所以，液晶必須要在光的照射下才能夠顯示。這一點與發(fā)光二極管從原理上來說是完全不同的?，F(xiàn)在，在市場上所使用的液晶都是液晶模塊，也就是說，現(xiàn)在的液晶模塊都是將液晶以及相應(yīng)的驅(qū)動芯片，寄存器，驅(qū)動電源電路等一系列的輔助電路都集成在了一起，從二使用戶能夠更加的方便是液晶，即所謂的大眾化。12864采用的是點陣式液晶，分為128X64個點，即有1204個字節(jié)，也就是說每一個ROM內(nèi)存單元對應(yīng)一個點陣。如何對其驅(qū)動是對12864的主要難點，對于其驅(qū)動大致可以分為：初始化，設(shè)置起始位顯示，輸送數(shù)據(jù)幾大塊。初始化主要的就是按照芯片手冊來，因為那些命令語句的內(nèi)存單元都是定的，不能夠根據(jù)用戶的喜好來自己定義。設(shè)置起始位數(shù)據(jù)顯示位置，主要是要搞清楚ROM的對應(yīng)地址。12864分為左半屏面和右半屏面。其中左邊占64列，右邊占64列。共128列。行分為64行。又將其分為8頁，每一頁占8行。列的起始地址為40H，行的起始地址為B8H。3.6.3數(shù)據(jù)存儲電路單片機的特點之一是在其芯片內(nèi)部有一定容量的RAM和ROM。AT89C5l片內(nèi)含有4KB的閃爍存儲器和256B的RAM，此外AT89C51還可以根據(jù)需要