扫频信号发生器毕业设计.doc

《扫频信号发生器毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扫频信号发生器毕业设计.doc（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、扫频信号发生器毕业设计 编号 XXXXXX Xxxx 毕 业 论 文 （ XXX 届） 题 目： 扫频信号发生器设计 系（部）院： XXXXXXX 专 业： XXXXXXXXXXXXXX 作者姓名： xxx 指导教师： XXX 职称： XXX 完成日期： XXXX 年 XX 月 XX 日 XXXX 年 XX 月 xxxx毕业论文（设计）诚信声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式

2、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名： XXXX年 XX月 XX日 目 录xxxx毕业论文（设计）任务书1XXXX毕业论文（设计）开题报告5摘 要8Abstract9第1章 引 言101.1课题背景、目的及意义101.2设计要求和任务10第2章 低频信号发生器的方案研究112.1方案提出和论证112.2模块结构划分11第3章 各模块具体设计133.1 AT89C51单片机介绍133.2单片机最小应用系统193.3 8255芯片的扩展203.4 4*6距阵式按键253.5 D/A转换263.6 波形输出电路31第4章 电路软件设计和系统调试334.1软件设计

3、流程图334.2 Keil软件介绍334.3 各模块调试35第5章 其他要求365.1 产品的性能和应用范围365.2产品的使用说明36总 结38致 谢39参考文献40附录一 软件程序41附录二 硬件电路图50附件三 外文资料及翻译51XXXX毕业论文（设计）题目审批表62XXXX XXXXXX系指导教师指导毕业论文情况登记表63XXXX毕业论文（设计）指导教师评审表64XXXX毕业论文（设计）任务书 论 文 题 目扫频信号发生器设计作者姓名XXX所属系、专业、年级 指导教师姓名、职称XXXX 任务下达日期XXXX-XX-XX设计的主要内容1?随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及

4、电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A转换，单片机，显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规

5、芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。2用芯片8255对AT89C51进行扩展,其中使用74LS373来驱动,并且加了一个74LS138译码器,8255的PA口和LCD显示器连接,PB0-PB5和PC0-PC3连接4*6的键盘,AT89C51的P1连接DAC0832来显示波形。电路连接如图1。此方案主要用到了8255芯片对单片机的扩展,在功耗低,型号小的要求下,用8255芯片扩展,在本来I/O采接口刚好够用的情况下,多余几个接口,以后在系统电路改进或发展上都有着很好的作用。在编辑程序上对各个I/O口地址上有了明确的划分，容易编

6、程和改进电路。. 图1电路图3模块结构划分本次设计所研究的就是对所需要的某种波形输出对应的数字信号，在通过D/A转换器和单片机部分的转换输出一组连续变化的0-5V的电压脉冲值。在通过显示部分显示其频率，幅值，和波形。在设计时分块来做，按照波形设定，D/A转换，51单片机连接，键盘控制和显示五个模块的设计。从而简化人机交互的问题，具体设计模块如图2。 图2设计模块图模块介绍：1.波形设定：对任意波形的手动设定。2.D/A转换：主要选用DAC0832来把数字信号转换为模拟信号，在送入单 片机进行处理。3.单片机部分：最小系统和8255的扩展。4.键盘：用4*6的键盘来控制输出波形的种类和数值的输入

7、。5.显示部分：采用128*64点阵式LCD显示波形的频率和形状。 二. 论文（设计）的基本要求低频扫频信号发生器，要求学生在熟悉了本设计要求产生的信号的原理及其流程图，完成本设计。设计包括：1）、开题报告（1500字左右） 2）、毕业设计说明书即正文（10000字左右）3）、硬件电路图一张（A3纸）4）、外文资料及相应翻译（2000字左右）三. 论文 设计 进度安排阶段论文（设计）各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料1月3日3月1日2查阅有关资料3月2日3月14日3阅读设计要求必读的参考资料3月15日3月19日4开题报告3月20日3月30日5单片机型号的确定和其他芯片的

8、确定3月31日4月8日6连接各芯片并确定它们的端口地址4月9日4月12日7绘制信号发生器的硬件电路图4月13日4月16日8书写毕业设计说明书4月17日4月26日9打印整理毕业设计资料4月27日4月28日10送交文印单位装订成规范的毕业设计文本4月29日5月2日11准备及答辩5月3日5月10日四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）1 李全利主编. 单片机原理及接口技术（第二版）. 北京:高等教育出版社.2009.12 华中科技大学电子技术课题组.康华光主编.电子技术基础（数字部分）第五版.北京:高等教育出版社.20063 戴永主编.微机控制技术.湖南：湖南大学出版社.2004.74 冯

9、博琴，吴宁主编.微型计算机原理与接口技术（第二版）. 清华大学出版社.2007.85 韩全立，王建明.单片机控制技术及应用.北京：电子工业出版社，20046 王兆安，黄俊主编.电力电子技术（第四版）.北京：机械工业出版社.20007 张毅坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，19988 张孟，和湘，姜斌主编.单片机应用系统开发综合实例.北京：清华大学出版社.2007.7 教研室意见 （由负责人本人手写） 负责人签名： 年 月 日系（部） 意 见 负责人签名： 年 月 日XXXX毕业论文（设计）开题报告 论 文 题 目低频扫频信号发生器作 者 姓 名XXX所

10、属系、专业、年级 指导教师 姓 名、 职 称XXX 预计字数1500开题日期XXXX-XX-XX选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义 2）综述有关本选题的研究动态和自己的见解1意义：?随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和

11、智能化方向发展。在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。 但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频

12、带，能产生多种波形并具有程控等低频的信号发生器成为可能。2自己的见解：在电子测量中，经常遇到对网络的阻抗特性和传输特性进行测量的问题，其中输出特性包括增益、衰减特性、幅频特性和相频特性等用来测量前面表述仪器特性的仪器叫扫频仪。它为被测网络的调整、校准及故障的排除提供了极大的方便。而扫频信号发生器作为扫频仪的核心部件，从而得到了电子行业人们极大的重视。该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定、D/A转换、单片机、显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单

13、信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。主要内容及其主要的研究方法：内容 该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A转换，单片机，显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。完成期限和采取的主要措施：完成期限：2010.03.012010.05.06。主要措施：用芯片8255对AT89C51进行扩展,其中使用74LS373来驱

14、动,并且加了一个74LS138译码器,8255的PA口和LCD显示器连接,PB0-PB5和PC0-PC3连接4*6的键盘,AT89C51的P1连接DAC0832来显示波形。电路连接如图1。此方案主要用到了8255芯片对单片机的扩展,在功耗低,型号小的要求下,用8255芯片扩展,在本来I/O采接口刚好够用的情况下,多余几个接口,以后在系统电路改进或发展上都有着很好的作用。在编辑程序上对各个I/O口地址上有了明确的划分，容易编程和改进电路。 图1电路图 主要参考资料：1 李全利主编. 单片机原理及接口技术（第二版）. 北京:高等教育出版社.2009.12 华中科技大学电子技术课题组.康华光主编.电

15、子技术基础（数字部分）第五版.北京:高等教育出版社.20063 戴永主编.微机控制技术.湖南：湖南大学出版社.2004.74 冯博琴，吴宁主编.微型计算机原理与接口技术（第二版）. 清华大学出版社.2007.85 韩全立，王建明.单片机控制技术及应用.北京：电子工业出版社，20046 王兆安，黄俊主编.电力电子技术（第四版）.北京：机械工业出版社.20007 张毅坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，19988 张孟，和湘，姜斌主编.单片机应用系统开发综合实例.北京：清华大学出版社.2007.79 胡汉才主编.单片机原理及系统设计.北京：清华大学出版社.2

16、002.110 敦速学，朱承彦，郭楠主编.图解单片机功能与应用.北京：中国电力出版社.2008.211 沙占有等主编.单片机外围电路设计. 北京：电子工业出版社.200312 蔡振江主编.单片机原理及应用. 北京：电子工业出版社，2007.213 张旭涛等主编. 单片机原理及应用.北京：北京理工大学出版社.2007.214 曹天汉主编. 单片机原理及接口技术. 北京：电子工业出版社2006.8指导教师意见： 签 名： 年 月 日教研室意见 负责人签名： 年 月 日系（部） 意 见 负责人签名： 年 月 日摘 要信号发生器是一种常用的信号源，广泛地应用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域。目

17、前使用的信号发生器大部分是函数信号发生器，且特殊波形发生器的价格昂贵。所以本设计使用的是AT89c51单片机构成的低频信号发生器，可产生三角波、方波、正弦波等多种特殊波形和任意波形，波形的频率可用程序控制改变。在单片机上加外围器件距阵式键盘，通过键盘控制波形频率的增减以及波形的选择，并用了LCD显示频率大小。在单片机的输出端口接DAC0832进行D/A转换，再通过运放进行波形调整后输出。本设计具有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。 关键词：信号发生器；单片机；设计 AbstractSignal-generator is a kind of signal source in comm

18、on use, broadly applied at the electronics electric circuit, auto control system and teaching experiment etc. Currently used mostly function signal generator signal generator, waveform generator and a special price of expensive . So the dissertation is usage of the AT89c51 single-chip microcomputer

19、constitute of wave-form generator, which can generate triangle wave, square wave, sine wave etc variety wave-form, the period of wave can be controlled by procedure, at outer circle spare part of the machine, plus independence type keyboard , which can control wave increase or decrease of form-frequ

20、ency and the choice of wave-form, at the same time LED display frequency size. The output of the machine connect DAC0832 to carry on a DA conversion，again pass operation amplifier to put an end exportation wave-form. This design has advantage of simple circuit, tightly packed structure, cheap price,

21、 superior function etc. Keywords：signal generator; ?MCU; Design 第1章 引 言1.1课题背景、目的及意义随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展。在科学

22、研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。而在我们日常生活中，以及一些科学研究中，锯齿波和正弦波、矩形波信号是常用的基本测试信号。譬如在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波产生器作为时基电路。信号发生器作为一种通用的电子仪器，在生产、科研、测控、通讯等领域都得到了广泛的应用。 但市面上能看到的仪器在频率精度、带宽、波形种类及程控方面都已不能满足许多方面实际应用的需求。加之各类功能的半导体集成芯片的快速生产，都使我们研制一种低功耗、宽频带，能产生多种波形并具

23、有程控等低频的信号发生器成为可能。该设计课题的研究和制作全面说明对低频信号发生系统要有一个全面的解、对低频信号的发生原理要理解掌握，以及低频信号发生器工作流程：波形的设定，D/A转换，单片机（51单片机，显示电路，键盘控制），显示和各模块的连接通信等各个部分要熟练联接调试，能够正确的了解常规芯片的使用方法、掌握简单信号发生器应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了我们在信号处理方面的实际工作能力。1.2设计要求和任务1.能产生常见的信号如方波、三角波、正弦波等。2.性价比高，可靠性强。3.人机界面友好，使用灵活方便，操作简单明了。 第2章 低频信号发生器的方案研究2.1方案提出和论证用芯片825

24、5对AT89C51进行扩展,其中使用74LS373来驱动,并且加了一个74LS138译码器,8255的PA口和LCD显示器连接,PB0-PB5和PC0-PC3连接4*6的键盘,AT89C51的P1连接DAC0832来显示波形。电路连接如图2-1。此方案主要用到了8255芯片对单片机的扩展,在功耗低,型号小的要求下,用8255芯片扩展,在本来I/O采接口刚好够用的情况下,多余几个接口,以后在系统电路改进或发展上都有着很好的作用。在编辑程序上对各个I/O口地址上有了明确的划分，容易编程和改进电路。 图2-1电路图2.2模块结构划分本次设计所研究的就是对所需要的某种波形输出对应的数字信号，在通过D/

25、A转换器和单片机部分的转换输出一组连续变化的0-5V的电压脉冲值。在通过显示部分显示其频率，幅值，和波形。在设计时分块来做按照波形设定、D/A转换、51单片机连接、键盘控制和显示五个模块的设计。从而简化人机交互的问题，具体设计模块如图2-2。模块介绍：1.波形设定：对任意波形的手动设定。2.D/A转换：主要选用DAC0832来把数字信号转换为模拟信号，在送入单片机进行处理。3.单片机部分：最小系统和8255的扩展。4.键盘：用4*6的键盘来控制输出波形的种类和数值的输入。5.显示部分：采用128*64点阵式LCD显示波形的频率和形状。 图2-2 系统模块图 第3章 各模块具体设计3.1 AT8

26、9C51单片机介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，Atmel的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图3-1是常用的一种单片机，型号为AT89C51，它将计算机的功能都集成到这个芯片内部去了，就这么一个小小的芯片

27、就能构成一台小型的电脑，因此叫做单片机。 图3-1 AT89C51芯片 它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚第40脚。在40个管脚中，其中有32个脚可用于各种控制，比如控制小灯的亮与灭、控制电机的正转与反转、控制电梯的升与降等，这32个脚叫做单片机的“端口”，在单片机技术中，每个端口都有一个特定的名字，比如第一脚的那个端口叫做“P1.0”。AT89C51单片机的功能：1主要特性：?与MCS-51 兼容 ?4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000次写/擦循环数据保留时间：10年?全静态工作：0Hz-24Hz?三级程序存储

28、器锁定?128*8位内部RAM?32可编程I/O线?两个16位定时器/计数器?5个中断源 ?可编程串行通道?低功耗的闲置和掉电模式?片内振荡器和时钟电路 2管脚说明（图3-2）： 图3-2 AT89C51管脚分布?VCC：供电电压，?GND：接地; ?P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。?P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，

29、P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 ?P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写

30、时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。?P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流这是由于上拉的缘故。 ?P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。?P3口管脚备选功能： ?P3.0 RXD（串行输入口）?P3.1 TXD（串行输出口）?P3.2 /INT0（外部中断0）?P3.3 /INT1（外部中断1）?P3.4/T0（计时器0外部输入）?P3.5/T1（计时器1外部输入）?P3.6

31、 /（外部数据存储器写选通）?P3.7 /（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。?RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚至少两个机器周期的高电平时间。?ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MO

32、VC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。?PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。?/VPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-0FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1为时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。?XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。?XTAL2：来自反向振荡器

33、的输出。3振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。4芯片擦除：整个EPROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模

34、式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。5.复位电路（图3-3）：MCS-51 单片机复位电路是指单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。 图3-3 复位电路（1）复位功能：复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定

35、后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位（如图3-4 a ）和按钮复位 如图3-4 b 两种方式。 图3-4 RC复位电路（2）单片机复位后的状态：单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的

36、内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见表1（表中符号#为随机状态）12。表1 寄存器复位后状态表 特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ABPSWSPDPLDPHP0P3IPIE00H00H00H07H00H00HFFH#00000B0#00000BTMODTCONTH0TL0TH1TL1SBUFSCONPCON00H00H00H00H00H00H不定00H0#BPSW00H，表明选寄存器0组为工作寄存器组；SP07H，表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操作的先加后压法则，第一个被压入的内容写入到08H单元中；Po-P3FFH，表明已向各端口线写入1，此时，

37、各端口既可用于输入又可用于输出 。IP#00000B，表明各个中断源处于低优先级；IE0#00000B，表明各个中断均被关断；系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。51单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，至于内部RAM内部的数据则不变。6.晶振电路： 晶振是晶体振荡器的简

38、称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选

39、择陶瓷电容，电容值约为30F。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。晶体振荡电路如图3-5： 图3-5晶振电路 3.2单片机最小应用系统单片机最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路1。 图3-6 最小系统电路图3.3 8255芯片的扩展1.8255芯片的特性 1 一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总

40、线与外围的接口 2 具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口 高4位,PC4PC7 ,B组包括B口及C口 低4位,PC0PC3 .A组可设置为基本的I/O口,闪控 STROBE 的I/O闪控式,双向I/O种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定 2. 8255芯片引脚功能 图3-7 8255的引脚图RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 :芯片选择信号线，当这个输入

41、引脚为低电平时,即 0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯; 1时,8255无法与CPU做数据传输 :读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即 0且 0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。 :写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即 0且 0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 D0D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。

42、 PB0PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。 PC0PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。A0,A1:地址选择线,用来选择8255的PA口PB口PC口和控制寄存器当A0 0,A1 0时,PA口被选择;当A0 0,A1 1时,PB口被选择;当A0 1,A1 0时,PC口被选择;图3-8为8255与AT89C51的连接图。由于AT89C51与8255的连接就是

43、三总线的连接。因此，下面将以三总线形式讲述连接方法。 图3-8? 8255与AT89C51的连接图（1）数据总线DB引脚：8255的数据总线DB有8根：D0D7。因为AT89C51用其P0口作为数据总线口，所以AT89C51与8255数据线连接为：AT89C51的P0.0P0.7与8255的D0D7连接。如图3-8所示。（2）地址总线AB引脚:8255的地址线AB有两根：A0A1。A0、A1通过74LS373锁存器与AT89C51的P0.0、P0.1连接。A1A0取0011值，可选择A、B、C口与控制寄存器，选择方法如下：1）A1A0 00：选择A口。2）A1A0 01：选择B口。3）A1A0

44、 10：选择C口。4）A1A0 11：选择控制寄存器。（3）片选信号：片选信号由P2.5P2.7经138译码器Y7产生。若要选中8255，则Y7必须有效,此时P2.7P2.6P2.5 111。由此可推知各口地址如下：1）A口：111xx00 0E000H（当xx 00时）。2）B口：111xx01 0E001H（当xx 00时）。3）C口：111xx10 0E002H（当xx 00时）。4）控制口: 111xx11 0E003H（当xx 00时）。其中，xx表示取值可任意，以各口地址不唯一。为了后面描述方便，后面程序中8255的地址将全部使用0E000H0E003H。注意：此处要说明的是单片机

45、与8255的连接方法是多种多样的，8255各口地址也随连接方式而变化。因此，在使用不同单片机系统时，8255的各口地址不会是上面所推导的0E000H0E003H。1）读信号：8255的读信号与AT89C51的相连。2）写信号：8255的写信号与AT89C51的相连。3）复位信号RST：8255的复位信号RST与AT89C51的RST相连。4. 3个通道引脚:（1）A口的8个引脚PA0PA7与外设连接，用于8位数据的输入与输出。（2）B口的8个引脚PB0PB7与外设连接，用于8位数据的输入与输出。（3）C口的8个引脚PC0PC7与外设连接，用于8位数据的输入与输出或通信线。5. 8255的工作方式由8255的定义可知，8255有三种工作方式，这三种工作方式如表2所示。方式0为基本I/O输入/输出方式，这是8255最常用，也是最基本的工作方式。方式1为应答I/O方式，当8255工作于应答I/O方式时，上C口作为A口的通信线，下C口作为B口的通信线。方式2为双向应答I/O方式，此方式仅A口使用，B口无双向I/O应答方式。8255的三种工作方式的选择由8255工作方式选择字决定，下面