單片機畢業(yè)課程設計汽車轉向燈.doc

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)2010 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書系：電氣與信息工程系專業(yè)：電子信息工程技術指導教師學生姓名課題名稱汽車轉彎燈單片機控制一、系統(tǒng)要求汽車在駕駛時有左轉彎、右轉彎、剎車、合緊急開關、?？康炔僮?。在左轉彎或右轉彎時，通過轉彎操作桿應使左轉開關或右轉開關合上，從而使左頭燈、儀表板左轉彎燈、左尾燈或右頭燈、儀表板右轉彎燈、右尾燈閃爍；合 緊急開關時要求前面所述的6 個信號燈全部閃爍；汽車剎車時，兩個尾燈點亮；如正當轉彎時剎車，則轉彎時原應閃爍的信號燈仍應閃爍。以上閃爍，都是頻率為1Hz 的低頻閃爍；在汽車?？慷？块_關合上時左頭燈、右頭燈、左

2、尾燈、右尾燈按頻率為30Hz 的高頻閃爍。內(nèi)容二、硬件安排及任選用 MCS-51 系列單片機實現(xiàn)該控制功能。務三、完成系統(tǒng)開發(fā)單片機控制系統(tǒng)硬件電路；單片機軟件編程。I擬達到的要求或技術指標進 度安排1. 學習單片機相關知識；2. 能對簡單的單片機控制系統(tǒng)進行設計與分析；3. 能對硬件電路進行設計；4. 用 C 語言進行程序設計；5. 用 PROTEUS 仿真調(diào)試；6. 實現(xiàn)各電路功能。起止日期工作內(nèi)容備注4月 7日4月 10日4月 11日4月 17日收集資料，熟悉畢業(yè)設計（論文）課題4月 18日4月 23總體方案設計日硬件系統(tǒng)設計4月 24日4月 27軟件系統(tǒng)設計日PROTEUS 仿真4月

3、28日5月 1日系統(tǒng)調(diào)試編寫畢業(yè)設計（論文）說明書5月2日5月7日教師評閱設計（論文） ，進行總結，準備答5月 8日5月 15辯日畢業(yè)設計（論文）答辯5月 16日5月 18日5月 19日5月 24日II1 李廣弟，朱月秀，王秀山 . 單片機基礎 M. 北京：航空航天大學出版社， 2000.147 1562 康華光，陳大欽 . 電子技術基礎模擬部分 M. 武漢：高等教育出版社，1998.57 116主要3謝自美 . 電子線路設計實驗測試（第二版）. 武漢：華中理工出版參考社， 2000資料4戴佳，戴衛(wèi)恒 .51 單片機 C 語言應用程序設計實例精講 M. 北京：電子工業(yè)出版社， 2006.25

4、315徐愛鈞，彭秀華。 Keil Cx51 V7.0單片機高級語言編程與 Vision2應用實踐 M. 北京：電子工業(yè)出版社，2006.133 187教研室系主管領意見導意見年月日年月日III目錄11.11.21.322.12.233.13.23.34 4.14.24.355.15.25.36 7.17.277.17.27.3 .IV附錄 摘要隨著單片機的日益發(fā)展，其應用也越來越廣泛，通過對“汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)”設計，可以對單片機的知識得到鞏固和擴張。本設計是設計一個單片機控制系統(tǒng)。在汽車進行左轉彎、右轉彎、剎車、合緊急開關、停靠等操作時，實現(xiàn)對各種信號指示燈的控制。本設計主要是對單片機

5、的并行輸入輸出口電路的應用，通過 IO 口控制發(fā)光二極管的亮滅閃爍，加上一些復位電路按鍵電路驅(qū)動電路來模擬汽車尾燈的功能。汽車在駕駛時有左轉彎、右轉彎、剎車、合緊急開關、?？康炔僮?。在左轉彎或右轉彎時，通過轉彎操作桿應使左轉開關或右轉開關合上，從而使左頭燈、儀表板左轉彎燈、左尾燈或右頭燈、儀表板右轉彎燈、右尾燈閃爍；合緊急開關時要求前面所述的6 個信號燈全部閃爍；汽車剎車時，兩個尾燈點亮；如正當轉彎時剎車，則轉彎時原應閃爍的信號燈仍應閃爍。以上閃爍，都是頻率為1Hz 的低頻閃爍；在汽車停靠而?？块_關合上時，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為 30Hz 的高頻閃爍。通過做實物，編寫程序，完成

6、了設計的要求。通過該設計，對單片機的認識有了更進一步的了解，對單片機的各個口的功能作用了解加深，對 Protel 的應用更加熟練，對設計系統(tǒng)有了了解，掌握了一些設計方法，受益不少。關鍵詞單片機；汽車信號轉彎燈；電路基礎；數(shù)字電子技VABSTRACTWith more monolithic integrated circuits, the more extensive, the carturned the monolithicintegrated circuits tocontrol system design, cantheinformation to monolithic integrate

7、d circuits consolidated and expanded.this design is to design a monolithic integrated circuits to control system.in the car to turn left and right, the brakes, to open the door, called forurgent action to implement the various signal sign of control. this designis primarily to monolithic integrated

8、circuits of the export of the circuitin parallel lost. i turned around and control of light through And bright,shining out, and some clear, and buttons, the driving circuit circuit to afunction of the taillights. the car was driving up turn left and right, thebrakes, to open the door, called an emer

9、gency operations. in turnleft or right,through the turn of the operation should be left or right switch to switchon the left, the dashboard turn left or right and left the taillight theinstrument panel lamp, and turning right, the right rear lights flickered；switch to the emergency requires that the

10、 previous。The six the light shonein the car braked all；, two of the taillights like a light； just roundthe corner, the corners of the original signal shall be still flickered. theabove, are the frequency of the low frequencies 1hz； in a car and close atthe switch when, right and left the taillight,

11、the right rear lights for thefrequency of demands. the design of a monolithic integrated circuits hasfurther theKey words monolithic integrated circuits signals ； basic techniques of digital circuit； the car turned the light； electronic1 緒論1.1選題背景電子技術的發(fā)展經(jīng)歷了很長一段路程.而現(xiàn)在我們使用的微型電子技算機是超大規(guī)模集成電路所構成，它屬于第四代計算

12、機，而單片機則是微型計算機的一部分。從1971 年微型計算機問世以來， 由于實際應用的需要， 微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展：一個是向高速度、大容量、高性能的高檔微機方向發(fā)展；另一個則是向穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉的單片機方向發(fā)展。由于科學技術的發(fā)展，由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在能夠使用單片機通過軟件編程方法實現(xiàn)了。單片機的應用改變著控制系統(tǒng)設計方法。軟件取代硬件可以提高系統(tǒng)性能的控制“軟化”技術微控制技術，是一個全新的概念。在生活的環(huán)境中， 自動控制要求中都會有單片機的控制的一部分； 從簡單到復雜，凡是能想像到的地方幾乎都有使用單片機的需求。單片機的應用有利于產(chǎn)品的小型化、

13、多功能化和智能化，能夠提高勞動效率、減輕勞動強度，提升產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動環(huán)境。例如，在工業(yè)自動化方面：自動化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)、提高經(jīng)濟效益和改善產(chǎn)品質(zhì)量。自動化控制原理有應用于電子、電力、石油、化工、紡織、食品等輕重工業(yè)領域中，無論數(shù)據(jù)采集和測控技術，還是生產(chǎn)線上的機器人技術，都有單片機的參與。 有時，在儀器儀表、信息和通信等產(chǎn)品方面， 它在其中發(fā)揮著重大作用?，F(xiàn)在，雖然單片機的應用很普遍了，但仍有許多項目尚未實現(xiàn)，所以單片機的應用有很大的發(fā)展空間。1.2研究意義單片機在電子科技中發(fā)展前景很好，成為電子發(fā)展重要組成部分，學習單片機時要理論與實踐同步進行，以理論指導實踐，實踐驗證理論，才

14、更有效率。理論部分我們花了大量的時間， 只有少量的時間進行制做實物，編程方面，調(diào)試在軟件上進行的，軟件上能編譯成功的程序，下載硬件上可能不會成功的。畢業(yè)設計過程中，我們在網(wǎng)站上大量收集與課題相關的資料，了解目前與課題相關的科技發(fā)展趨勢，確定自己的研究方案。還要自己動手制作實物、編寫程序并對實物下載程序進行硬件的調(diào)試，達到預期所需的控制要求和目的，使理論和實踐完滿的統(tǒng)一。因此還鍛煉了我們的制作能力，提升了綜合素質(zhì)。1.3研究方法本次單片機的控制系統(tǒng)以AT89S52為控制器；鍵盤為輸入信號，由于AT89S52本身的功能強大，汽車轉彎燈的驅(qū)動用單片機的驅(qū)動功能來完成。使得單片機的功能得到了充分的運用

15、；并且顯示電路從并行IO口輸出，由限流電阻和發(fā)光二極管組成，低電平使發(fā)光二極管導通，顯示出相應的轉彎信號；為提升了系統(tǒng)的可靠性，本方案中有故障檢測電路和報警電路，能對每條顯示電路進行現(xiàn)場監(jiān)控，若有故障，發(fā)出報警信號，具有一定的檢測功能。進行仿真后，能清晰的看到在控制輸入信號的狀態(tài)下，相應的信號燈發(fā)出轉彎的指示信號。本次設計對汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)地分析與設計，對單片機控制系統(tǒng)進行了仿真調(diào)試，達到了畢業(yè)設計預期目的。2 汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)工作原理2.1汽車轉彎燈工作原理由定時器計數(shù)器與中斷系統(tǒng)的聯(lián)合組成控制系統(tǒng)的工作原理。如汽車上有一個轉彎控制桿，其中有三個位置：中間位置，汽車不轉彎；向

16、上，汽車左轉；向下汽車右轉。轉彎時，規(guī)定左右尾燈、左右頭燈儀表板上2 個指示燈相應地發(fā)出閃爍信號。應急開關合上時，6 個信號燈都應閃爍。汽車剎車時，2 個尾燈發(fā)出不閃爍信號。如正當轉彎時剎車，轉彎時原應閃爍的信號仍應閃爍。它們都是頻率為1Hz 低頻閃爍，在汽車?？慷？块_關合上時，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為30Hz 的高頻閃爍。由上所述，各種情況作操作時，信號燈應輸出信號列于表2.1 。表 2.1汽車駕駛操縱與信號輸出信 號駕駛操作儀表板儀表板右 頭右 尾左轉彎右轉彎左頭燈左尾燈燈燈燈燈左轉彎（合上左轉開關）閃爍閃爍閃爍右轉彎（合上右轉開關）閃爍閃爍閃爍合緊急開關閃爍閃爍閃爍閃爍閃

17、爍閃爍剎車（合上剎車開關）亮亮左轉彎時剎車閃爍閃爍閃爍亮右轉彎時剎車閃爍閃爍亮閃爍剎車，并合緊急開關閃爍閃爍閃爍閃爍亮亮左轉彎時剎車，并合緊急閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍亮開關右轉彎時剎車，并合緊急閃爍閃爍閃爍閃爍亮閃爍開關30Hz30Hz30H30Hz?？浚ê贤？块_關）z閃爍閃爍閃爍閃爍2.2單片機系統(tǒng)的工作原理及設計2.2.1開關狀態(tài)檢測開關狀態(tài)檢測，對AT89S52來說是輸入關系，可輪流檢測每個開關狀態(tài)，以每個開關的狀態(tài)讓相應的發(fā)光二極管指示，采用次性檢測五路開關狀態(tài)，讓它指示，可以用JNB P1.X ，REL 指令來完成；也可以一MOV A，P1 指令一次把 P1 端口的狀態(tài)全部讀入，取低5位

18、的狀態(tài)來指示。2.2.2輸出控制以發(fā)光二極管 D1D6 來指示，此設計用 SETB P0.X 和 CLR P0.X 指令來完成，也可以用指令 MOV P0， 111XXXXXB方法來實現(xiàn)。2.2.3定時器和計數(shù)器根據(jù)任務設計要求：會用到定時器。信號的控制是定時器與中斷系統(tǒng)的聯(lián)合使用得以實現(xiàn)。單片機的控制系統(tǒng)應用中，定時器是必需的，在汽車轉彎燈的控制中也是必不可少。定時有三種選擇方法。(1) 軟件的定時它是靠執(zhí)行一個循環(huán)程序以進行時間的延遲。軟件定時的優(yōu)點是時間精確，且不需外加硬件電路。但它要增加 CPU開銷，因此軟件定時的時間不能太長。此外，軟件定時方法有時候無法使用。(2) 硬件的定時時間較

19、長的定時，常使用硬件電路完成。硬件定時方法的優(yōu)點是定時功能全部由硬件電路完成，不需要占 CPU的時間。用元件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時時間，這方面使用上不夠靈活方便。(3) 可編程定時器的定時它是通過對系統(tǒng)時鐘脈沖的計數(shù)來實現(xiàn)的。計數(shù)值由程序設定，改變計數(shù)值，同時也改變了定時時間，用起來既靈活且方便。此外，采用計數(shù)方法實現(xiàn)定時，可編程定時器都兼有計數(shù)功能，能對外來脈沖進行計數(shù)。在 AT89S52內(nèi)部除了有并行和串行 IO 接口外，在單片機內(nèi)部共有 2 個可編程的定時器和計數(shù)器，稱定時器計數(shù)器 0 和定時器計數(shù)器 1，這兩個計數(shù)器由 TH0， TL0，TH1，TL1 兩個 8 位的 RAM單元組成，即每個計

20、數(shù)器都是16 位的計數(shù)器，最大的計數(shù)量時 65536。定時器計數(shù)器計數(shù)功能和定時功能：(1) 計數(shù)器功能記數(shù)是指對外部事件進行計數(shù)。它的發(fā)生以輸入脈沖表示，計數(shù)功能的實質(zhì)就是對外來的脈沖進行計數(shù)。AT89S52芯片有 T0（P3.4 ）和 T1（ P3.5）兩個信號引腳，是這兩個計數(shù)器的計數(shù)輸入端。外部輸入的脈沖在負跳變時有效，進行計數(shù)器加1（加法計數(shù)）。AT89S52在每個機器周期的S5P2拍節(jié)對外部計數(shù)脈沖進行采樣。 前一個機器周期采用為高電平，后一個機器周期采樣為低電平，是一個有效的計數(shù)脈沖。在下一機器周期的 S3P1進行計數(shù)。采樣計數(shù)脈沖是在2 個機器周期進行的。計數(shù)脈沖頻率不能高于振

21、蕩脈沖頻率的124。(2) 定時器功能實際也是通過計數(shù)器來實現(xiàn)的，但此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部，也每個機器周期計數(shù)器加1。一個機器周期等于12 個振蕩脈沖周期， 因此計數(shù)頻率為振蕩頻率的 112。單片機采用 12MHz晶體，計數(shù)頻率為 1MHz。每微妙計數(shù)器加 1。根據(jù)計數(shù)值計算出定時時間，也可以反過來按定時時間的要求計算出計數(shù)器的預置值。它是一個二進制的加 1 計數(shù)器。在計數(shù)器計滿回零時能自動產(chǎn)生溢出中斷請求。則已經(jīng)完成。 T1、 T2 的最大計數(shù)值，需 65535 個脈沖才能把它們從全“ 0”狀態(tài)變?yōu)槿?1”狀態(tài)。輸一個脈沖，計數(shù)器加 1，當加到計數(shù)器各位全為 1 時，再去輸一個脈沖

22、，計數(shù)器各位就變?yōu)槿?0，發(fā)出溢出信號，使標志置 1，此時向 CPU申請中斷。具體結構如圖 2.1 所示：振蕩周期12分頻C/T方式控制電子開關N位計數(shù)器TF溢出標志中斷外部脈沖計數(shù)控制圖 2.1定時器記數(shù)器的結構2.2.4定時初始化定時主要與編程有關。編程對定時器控制寄存器（TCON）、工作方式控制寄存器（ TMOD）和中斷允許控制寄存器（IE ）進行操作。(1) 定時器控制寄存器（ TCON）TCON寄存器既參與中斷控制又參與定時控制。其中有關定時的控制位共有4 位：TF0 和TF1-記數(shù)溢出標志位TR0和TR1-定時器運行控制位TR0（TR1）=0-停止定時器計數(shù)器工作TR0（TR1）=

23、1-啟動定時器計數(shù)器工作該位根據(jù)需要以軟件方法使其置“1”或清“ 0”。(2) 中斷允許控制寄存器IE 寄存器中與定時器計數(shù)器有關的位置介紹：EA- 中斷允許總控制位ET0和 ET1- 定時計數(shù)中斷允許控制位ET0（ET1）=0禁止定時記數(shù)中斷ET0（ET1）=1允許定時記數(shù)中斷利用 MCS-51 系列單片機的可編程定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)燈閃爍的延時和故障檢測。(3) 工作方式控制寄存器（ TMOD）TMOD寄存器專用寄存器，設定兩個定時器計數(shù)器的工作方式。它的低半字節(jié)定義定時器計數(shù)器 0，高半字節(jié)定義定時器計數(shù)器 1。各位定義如表 2.2 所示：表 2.2 TMOD 各位定義位序B7B6

24、B5B4B3B2B1B0位符號GATECM1M0GATECM1M0其中： GATE- 門控位GATE=0以運行控制位 TR啟動定時器GATE=1以外中斷請求信號（ INT1 或 INT0）啟動定時器C-定時方式或計數(shù)方式選擇位C=0定時工作方式C=1計數(shù)工作方式M1M0-工作方式選擇位M1M0=00方式 0M1M0=01 方式 1M1M0=10 方式 2M1M0=11 方式 3初值計算：(1) 設為工作方式 0，定時時間為 30ms，使燈延時閃爍。若使用定時器 T0，方式 1， 30ms定時， fosc=12MHz。則初值 X 滿足（ 216-X ） 1=30000X=35536 0000 8

25、AD0H(2 設計中利用定時器計數(shù)器 0, 一個軟件計數(shù)器產(chǎn)生低頻（ 1HZ）閃爍功能。(3) 利用定時器計數(shù)器 0 來產(chǎn)生為時 30ms的定時信號，以實現(xiàn)高頻（ 30HZ）閃爍功能。(4) 注意在用工作方式 1 時，我們必須要重新裝載初值。2.2.5汽車轉彎燈顯示在汽車轉彎或應急狀態(tài)下，外部信號燈和儀表板它們指示燈的閃爍頻率為1HZ，稱低頻信號。當?？块_關合上時，外部信號燈以30HZ頻率閃爍此時為高頻信號。2.2.6汽車轉彎燈控制汽車轉彎燈設計5 個按鍵控制信號燈的轉向、?？?、應急等。按鍵安排見下：S1 鍵為剎車開關；S2 鍵為緊急開關；S3 鍵為停靠開關；S4 鍵為左轉彎開關；S5 鍵為右

26、轉彎開關；2.2.7中斷系統(tǒng)單片機中斷技術主要用于實時控制，在單片機上有兩個引腳，即INT0、INT1。外部的中斷信號通過這兩個引腳輸入到單片機，和單片機的定時器一樣，對中斷系統(tǒng)的處理需要通過C51 的軟件編程實現(xiàn)。利用MCS-51系列單片機的可編程定時計數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)燈閃爍的延時和故障檢測。它的重要作用有如下四點：第一，高速 CPU和低速外設之間的配合。利用中斷方式進行的 IO 口操作，在宏觀上可以看成 CPU和外設的并行工作。第二，實現(xiàn)故障的緊急處理。當外設發(fā)生故障時，可以利用中斷系統(tǒng)請求CPU及時處理這些故障。第三，可以實現(xiàn)實時控制。第四，便于人機聯(lián)系。操作人員可以利用鍵盤等實現(xiàn)中

27、斷，完成人工介入。3 設計方案論證與選擇3.1方案論證一如圖 3.1 所示，汽車轉彎燈主要有單片機、按鍵、復位、時鐘、電源、故障檢測電路、 LED 顯示電路組成最基本的單片機系統(tǒng)。單片機本身的功能強大，汽車轉彎燈的驅(qū)動用單片機本身的驅(qū)動來驅(qū)動。使得單片機的功能得到充分的運用。本方案的故障檢測電路具有故障監(jiān)控性能，他能提高系統(tǒng)的可靠性。圖 3.1汽車轉彎燈控制系統(tǒng)硬件構成3.2方案論證二汽車轉彎燈主要由單片機（AT89S52）、按鍵、復位、電源、時鐘路、驅(qū)動、LED顯示電路等組成的最基本的單片機控制系統(tǒng)。所有軟件、參數(shù)均存在AT89S52的 ROM和 RAM中，因此能夠減少了芯片的數(shù)量和整機的電

28、流。單片機的內(nèi)部 ROM有 4K，RAM有 128 個字節(jié)，軟件編時有足夠的空間來存儲其程序。復位設置由F 鍵完成；A 鍵至E 鍵來調(diào)理信號燈。電源在5V 以下可正常工作。LED是由NPN三極管驅(qū)動，鍵盤采用消抖掃描方式。如圖3.1所示圖3.1汽車轉彎燈控制系統(tǒng)硬件構成該方案應用單片機自身的并行口來實現(xiàn)其功能，由于單片機的種類很多，在選擇單片機時要依據(jù)實際設計要求選擇合適的單片機。我們接觸的單片機有8031、8051。因 8031 無內(nèi)部 RAM，只要編程就必須擴展程序存儲器， 無疑會增加設計的難度和復雜，雖然 8051 有內(nèi)部 RAM，但從性能及設計成本考慮， 我們選擇 AT89S52芯片。

29、由于 AT89S52的廣泛使用， 使單片機的價格大大下降。 目前，AT89S52的市場零售價已經(jīng)低于 8255、8279、8253、8250 等專用接口芯片中的任何一種；而 89S52的功能實際上遠遠超過以上芯片。因此，如把 89S52 作為接口芯片使用，在經(jīng)濟上是比較合算。時鐘電路由晶振及電容組成，復位電路由按鍵復位結構組成。對于鍵盤電路我們采用獨立式鍵盤，可以具體實現(xiàn)可分為以下幾種情況：直接由并行IO 口來實現(xiàn)。使用三極管驅(qū)動LED來實現(xiàn)。3.3方案選擇兩種方案的比較，我覺得方案一的設計具有穩(wěn)定性和可靠性，所以本課題采用方案一。4 控制系統(tǒng)的硬件設計4.1單片機控制系統(tǒng)電路圖4.1.1汽車

30、轉彎燈單片機控制系統(tǒng)框圖汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)電路是由單片機AT89S52、復位、電源、時鐘、LED顯示電路、故障檢測電路、按鍵電路構成。電源電路給控制相關電路提供所需電源；復位電路供上電或按鍵時復位用。當要求重新啟動單片機或者單片機處于死循環(huán)時，都可以由此電路來實現(xiàn)；時鐘電路用來產(chǎn)生時鐘脈沖信號，供工作使用；通過并行IO口構成鍵盤和顯示電路，輸入程序，即可實現(xiàn)汽車轉彎燈中各信號燈的功能操作；系統(tǒng)的可靠性有所提高。汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)框圖如圖4.1 所示。圖 4.1汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)框圖4.1.2汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)電路PCB圖汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)電路PCB圖見附錄 2。4

31、.1.3汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)電路原理圖汽車轉彎燈單片機控制系統(tǒng)電路原理圖見附錄3。4.1.4直流穩(wěn)壓電源電路原理圖直流穩(wěn)壓電源電路原理圖見附錄4。4.2單片機控制系統(tǒng)功能模塊的設計4.2.1電源電路在所學的電源中的整元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓電路等； 根據(jù)調(diào)整元件與向載連接方法， 可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型；根據(jù)調(diào)整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開關穩(wěn)壓電路。單片機系統(tǒng)中使用的集成電路器件大多數(shù)在 5V 電源電壓工作。隨著集成制造技術的發(fā)展以及數(shù)字式電子元器件的微小型化，集成電路元器件采用更先進精細的制造工藝，在減小集成芯片幾何尺寸的同時，降低工作電壓

32、。我們學習的小功率直流穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等四部分組成，如圖4.2 所示。圖 4.2直流穩(wěn)壓電源基本電路框圖直流穩(wěn)壓電源的各基本電路如下：(1) 變壓器它的作用是將電網(wǎng) 220V 的交流電壓 V1 變換成整流濾波電路所需要的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比如式 (4.1) 所示。(4.1)式(4.1) 中， 為變壓器的效率。(2) 穩(wěn)壓電路常見的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。此電路部分采用集成穩(wěn)壓器。固定式三端穩(wěn)壓器的常見產(chǎn)品有兩種：CW78*系列穩(wěn)壓器輸出固定的正點壓，如 7805 輸出為 +5V，7812 輸出為 +12V； CW7

33、9*系列穩(wěn)壓器輸出固定的負電壓，如 7905 輸出為 -5V，7912 輸出為 -12V。輸出端接電容 C2 進一步濾去紋波，輸出端接電容 C3能改善負載的瞬態(tài)影響，使電路穩(wěn)定工作。(3) 整流濾波電路整流二極管 D1D4組成單向橋式整流電路， 將交流電壓 V2變成脈動的直流電壓，再經(jīng)過濾波電容 C1，C2 濾去紋波，輸出直流電壓 Vi 。 Vi 與交流電壓 V2 的有效值的關系如式 (4.2) 所示。(4.2)每只整流二極管承受的最大反向電壓如式所示。(4.3)按課題設計要求，我們需要的能輸出5V 12V 的直流電源，其原理圖如圖4.3 所示。1234D+12DDTY1J L62+5L4L1

34、1J L 12LE DLE D1U1U3J L712+17VCW78 12CW78 05J L 2211213+12+5V+15 VVinVinR1R2DTY+5CD1DD3 003 001J L 3TT RC2NN1J L8GG2+5421J L 4-1 22CIC33C5C72C913 30 0 u F 0.1 u F4 70 u F0.1 u F2 20 u F+5J L 5J L92C1112J1S1BRIDGE1CAF-1 23SW SPST3TUO+5TUO1JL1 02C82BB11C2C4C60.1 u FTT R-5CON3D23300u F 0.1 u F4 70 u F1

35、JL1 111242TitleC1 0R3R4-5DD2 20u FC123 003 00NNCAFGGSizeNu mberRevisio nL3L2BRIDGE12-15V32-1 5V3A3VinVinBLE DLE DAU2U4Date:2 0-May-200 8Sheeto fCW79 12CW79 05File:直流穩(wěn)壓可調(diào)電源YY. dd bDrawnBy:1234圖 4.3直流穩(wěn)壓電源電路圖4.2.2時鐘電路采用單片機內(nèi)部晶振。如圖4.4 所示。在 MCS-51系列單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。而在芯片外部 XTAL1

36、和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容， 形成反饋電路， 就構成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。外接晶體（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但價格便宜）振蕩器以及電容C1和 C2 構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，C1 和 C2 的大小會對振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度特性有一定的影響。因此建議在采用石英晶體振蕩器時C=30+-10pF，陶瓷振蕩器時， C=40+-10pF，典型值為40pF。在設計電路板時，振蕩器和電容應盡量安裝得與單片機靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。圖 4.4時鐘振蕩電路由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機間時鐘信號的同

37、步，常引入統(tǒng)一的外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。將外部震蕩器的信號接至XTAL2內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，而內(nèi)部反向發(fā)大器的輸入端 XTAL1應接地， XTAL2 的邏輯電平不是 TTL 電平，所以需要外接一個上拉電阻。因為整個電子鐘只用一塊單片機，不涉及時刻信號同步問題，所以此種電路我們不選用。如圖 4.5 所示。圖 4.5外部時鐘源接法4.2.3復位電路上電復位電路如圖 4.6 所示，是利用外部復位電路實現(xiàn)。 振蕩器啟動時間不超過 10ms。在加電情況下，這個電可以使單片機復位。按鍵手動復位又分按鍵脈沖電平復位和按鍵電平復位，如圖4.7 ， 4.8 。電平復位將復位端通過電阻與Vcc 相

38、連，按鍵脈沖復位是利用 RC分電路產(chǎn)生正脈沖來達到復位的。 在按鍵電平復位和按鍵脈沖復位兩種簡單的復位電路中，干擾易串入復位端，在大多數(shù)情況下，不會造成單片機的錯誤復位，但會引起內(nèi)部寄存器錯誤復位，這里可在復位端引腳上接一個去藕電容。需說明的是，如復位電路中R、C的值選擇不當，使復位時間過長，單片機將處于循環(huán)復位狀態(tài)。電阻、電容參數(shù)適宜于6MHz晶振，能保證復位信號與電平持續(xù)時間大于2 個機器周期。我們采用按鍵電平復位的方法，電路如圖4.8 。圖 4.6上電復位電圖 4.7按鍵脈沖復位電路圖 4.8按鍵電平復位電路4.2.4鍵盤接口電路的設計根據(jù)設計的要求，本設計選用獨立式鍵盤。其工作原理為，

39、單片機引腳作為輸入使用，首先置“ 1”。當鍵沒有被按下時，單片機引腳上為高電平；而當鍵被按下去后，引腳接地，單片機引腳上為低電平。是否有鍵按下，以及被按下的是哪一個組成鍵盤的按鍵有觸點式和非觸點式倆種。如圖4.9 所示。當開關 D斷開時， P1.0 輸入為高電平； D閉合后， P1.0 輸入為低電平。如圖4.10 所示是電路板上按鍵的接法，5 個按鍵分別接到P1.0、P1.1 、P1.2 、P1.3 和 P1.4 。對于這種接法，各程序可以采用不斷查詢的方法，其功能就是：檢測是否有鍵閉合，判斷鍵號并轉入相應的鍵處理。圖 4.9 獨立式鍵盤原理圖圖 4.10 電路板上按鍵的接法4.2.5信號燈電路 2LED 具有二極管的特性，但在導通之后會發(fā)光，稱之為發(fā)光二極管。與普通的燈泡一樣， LED導通后，隨著其倆端電壓的增加，電流急劇增加，所以，必須給LED串聯(lián)一個限流電阻，否則一旦通電， LED會被燒壞。要用 89S52 單片機來控制 LED，顯然這個 LED必須要與 89S52 單片機的某個腳相連。 89S52 單片機上除了基本連線必須用到的 6 個腳，還有 34 個引腳。這里把 LED與 89S52 單片機的 P0 腳相連。本次設計中按照圖 4.11 的接法，當 AT89S52單片機的第 1 腳是高電平時， LED不亮，當?shù)?1 腳是低電平時， LE