單片機學習 第十二章

單片機學習第十二章第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月系統設計應當考慮的主要技術性能速度

精度

功耗

可靠性

驅動能力

基本設計原則應當考慮：功能需求，應用需求，開發(fā)條件，市場情況，可靠性需求，成本需求，盡量以軟代硬……2第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

基本設計原則①從系統功能需求出發(fā)設計功能模塊顯示，鍵盤，數據采集，檢測，通信，控制，驅動，供電方式……②從系統應用需求定位元器件資源分配定時/計數器，中斷，串口，I/O引腳，A/D，D/A，信號調理，晶振頻率……③從開發(fā)條件與市場情況出發(fā)選擇元器件仿真機，編程器，元器件，熟悉程度，編程語言……④從系統可靠性需求確定系統設計工藝去耦，光隔，屏蔽，印制板，低功耗，散熱，傳輸距離/速度，節(jié)電方式，掉電保護，軟件措施……3第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤從系統成本需求選擇合理電路方案元器件，外殼，面板，鍵盤，顯示，單/雙面PCB，驅動……⑥功能滿足系統要求的前提下盡量以軟代硬邏輯功能，濾波功能，譯碼功能，動態(tài)顯示，模擬I2C、SPI總線，軟ADC，加密……4第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月220VJP1.0P1.1P1,2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7語音芯片語音輸出話音輸入振鈴檢測DTMF譯碼8870模擬摘機電話機P0.0P0.3P2,0P2.1P2.2P2.3P2.4遠距離電話遙控裝置89C51晶振復位電路電話外線單片機應用系統設計與開發(fā)實例1：5第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1.座機在無人值守情況下首先要通過光耦檢測鈴流，確定有電話打進。2.振鈴響過設定次數后，由三極管組成的模擬摘機電路執(zhí)行摘話筒動作，給座機及相應電路供電。3.通過APR9600語音電路發(fā)出“請輸入密碼”提示后，根據撥叫方輸入的密碼經MT8870譯碼后進行身份判識。身份不符則執(zhí)行掛機操作。4.相符則繼續(xù)提示對方輸入控制設備號（此處為0～7，可外連8個電器開關）和開/關動作類別（開＝1，關＝0），依此對相應執(zhí)行電路輸出控制信號。然后再提示對方輸入下個要控制的設備號和開/關動作類別……5.直至對方發(fā)出操作結束信號（＃），就執(zhí)行掛機操作。任務分析：6第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1.振鈴檢測電路是以光耦817為主構成的。當有振鈴信號時，鈴流進入817輸入端1、2腳，4腳輸出脈沖方波信號，送至AT89C51的/INT1端，由于語音信號和雙音多頻信號電壓遠低于振鈴信號電壓，該電路不會引起誤判。2.模擬摘機電路是由兩個高壓三極管組成，AT89C51輸出高低電平，使三極管導通或截止，從而改變掛接在電話線上的阻抗來模擬摘機和掛機。3.雙音多頻解碼電路由電橋B1、電容C1、電阻R1及雙音多頻識別集成電路MT8870等組成。電橋起極性校正作用，信號經RC送至MT8870解碼，最后輸出相應的8421碼，供單片機判識。4.語音芯片SP+,SP-端受控將預先錄好的語音提示送至LM386進行放大，再經變壓器T1耦合至電話回路，用戶可從電話里聽到系統控制語音芯片發(fā)出的提示，進行相應操作。功能電路模塊：7第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月雙音多頻:①每一個撥號音是由兩個正弦波單音混合而成。4個高音和4個低音,有16種組合。②在電信信令中：“*”“#”僅作為開放電信新型業(yè)務中作特殊識別碼。而“A”“B”“C”

“D”作為備用碼。8第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月雙音多頻解碼芯片MT8870D特性：完全的DTMF接收/解碼器低功耗內建增益設置放大器可調警衛(wèi)時間提供掉電模式和禁止模式與MT8870C/MT8870C-1兼容MT8870D片內集成了裂帶濾波器和數字解碼功能,濾波器針對高音頻和低音頻采用了開關電容式濾波技術；譯碼器通過數字計數器對全部16個DTMF音頻組合進行探測和譯碼。片上的差分輸入放大器、時鐘振蕩電路和帶鎖存地三態(tài)接口僅需要極少的外接元件。9第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月語音芯片APR9600APR9600語音錄放芯片，是繼美國ISD公司以后采用模擬存儲技術的又一款音質好、噪音低、不怕斷電、可反復錄放的新型語音電路，單片電路可錄放32-60秒，串行控制時可分256段以上，并行控制時最大可分8段。與ISD同類芯片相比它具有：價格便宜，有多種手動控制方式，分段管理方便、多段控制時電路簡單、采樣速度及錄放音時間可調、每個單鍵均有開始停止循環(huán)多種功能等特點。10第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月APR9600的全功能應用電路圖11第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月單片機應用系統設計與開發(fā)實例2：電話鎖+IP電話號碼自動撥號器任務分析：1、能限撥用戶自己設定的電話號碼能設定和清除限撥號碼（可存40個號碼）可開鎖和上鎖（啟動限撥）能設置和修改密碼忘記密碼時可恢復默認密碼2、能快速撥出事先存入的IP卡號3、無須另外為其供電，有“竊電”功能12第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月IP電話自動撥號&電話號碼限撥器電路設計13第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月RSTVCC(RxD)P3.0P1.7(TxD)P3.1P1.6XTAL2P1.5(T0)P3.4P1.1(Ain1)GNDP3.7XTAL1P1.4(INT0)P3.2P1.3(INT1)P3.3P1.2(T1)P3.5P1.0(Ain0)20腳DIP封裝主控單片機AT89C2051：20引腳,片內2KBFlashROM14第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月MT8880+VccMitel公司的DTMF編碼/解碼芯片：MT8880①固定接線的引腳有:IN+,IN-,GS,Vref,Vss,VDD,St/GT,Est；②RS0:寄存器選擇控制端；

2:=1表示(由音頻轉變成)數據準備好IRQ/CP:數據準備好時可向外部發(fā)出中斷申請信號TONE:DTMF音頻輸出端IN-:DTMF音頻輸入端OSC1,OSC2:接晶振端R/W:讀/寫控制端數據總線15第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月24CXX系列E2PROM——2-線結構的串行CMOSE2PROM16第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月A0VCCA1WPA2SCLGNDSDA24C0224C02:串行I2C總線（SDA，SCL）256字節(jié)E2PROMA2、A1、A0可尋址8片并聯工作具有寫保護功能（WP高有效）SDASCLSTARTBITSTOPBIT17第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月voidSTART()/*由SDA,SCL發(fā)起始信號*/{SCL=1;SDA=1;DELAY(1);/*在SCL為“1”的情況下*/SDA=0;DELAY(1);/*令SDA產生負跳變*/SCL=0;}voidSTOP()/*由SDA,SCL發(fā)結束信號*/{SCL=1;SDA=0;DELAY(1);/*在SCL為“1”的情況下*/SDA=1;DELAY(50);/*令SDA產生正跳變*/SCL=0;}18第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月約100S的整數倍的延時子程序voidDELAY(unsignedintvalue){value=value*2;while(value!=0)value--;}19第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月voidWByte(charcw)/*寫一個字節(jié)進24C02*/{chari;/*變量cw放著待寫進24C02的數據*/for(i=0;i<8;i++){if((cw&0x80)!=0)SDA=1;/*寫一個“bit”進24C02*/elseSDA=0;cw=cw<<1;DELAY(1);/*將cw左移一次*/SCL=1;DELAY(1);/*SCL端送出一個時鐘下跳沿*/

SCL=0;}DELAY(1);/*SDA端送出一個字節(jié)后延時10uS*/SCL=1;DELAY(1);/*再發(fā)送一個時鐘下跳沿*/SCL=0;DELAY(1);}20第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月charRByte()/*從24C02讀一個字節(jié)進MCU*/{charr,i;/*變量r存放讀進的字節(jié)*/for(i=0;i<8;i++)/*讀8個位進單片機*/{r=r<<1;/*變量r左移一次*/if(SDA==1)r=r|0x01;/*若SDA端=1則r最低位=1*/

elser=r&0xfe;/*若SDA端=0則r最低位=0*/

SCL=1;DELAY(1);/*讀進一個位后SCL發(fā)下跳沿*/

SCL=0;DELAY(1);}returnr;/*返回r的值*/

}21第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月/*寫6個字節(jié)進24C02的address到address+5單元中*/voidWT2402(charaddress){chari;for(i=0;i<6;i++){START();/*發(fā)送起始信號*/WByte(0xA0);/*寫入寫地址的標志0xA0*/

WByte(address+i);/*寫地址*/

WByte(WData[i]);/*將數據寫入上述地址中*/

STOP();/*發(fā)送結束信號*/}}22第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月voidRD2402(charaddr)/*從24C02的addr地址讀6個字節(jié)*/{chari;for(i=0;i<6;i++){START();/*發(fā)送起始信號*/WByte(0xA0);/*寫入寫地址的標志0xA0*/

WByte(addr+i);/*寫地址*/

START();/*發(fā)送起始信號*/WByte(0xA1);/*寫入讀數據的標志0xA1*/RData[i]=RByte();/*讀出一個字節(jié)數據*/

STOP();/*發(fā)送結束信號*/}}23第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月單片機控制步進電機單片機的P1口直接按時序（相位）輸出控制信號到功率電路，再驅動步進電機。單片機應用系統設計與開發(fā)實例3：24第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月步進電機工作原理三相單3拍：A

B

C

ABC……三相雙3拍：AB

BC

CA

ABBC……三相單、雙6拍：AABBBCCCAA……四相單4拍：A

B

C

D

AB……四相雙4拍：AB

BC

CD

DA

AB……各相繞組順序輪流通電，令轉子與定子帶槽的小磁機極依次對齊，從而受控旋轉。25第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月AA’BB’CC’定子定子轉子AC’B’步進電機結構：A’B’C’三點共地定子磁極端面開槽轉子園柱面也開槽轉子26第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月四相雙4拍：ABBCCDDAABBCCDDA……(P1.0)AC(P1.2)(P1.1)(P1.3)P1.3P1.2P1.1P1.0BD03060C090306……步進電機工作原理27第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月步進電機工作原理四相雙4拍：ABBCCDDAAB……P1.3P1.2P1.1P1.003H06H0CH09H(P1.0)AC(P1.2)(P1.1)(P1.3)BD28第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月主程序流程圖：29第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月SUNSZ:MOVP1,#03HFANSZ:MOVP1,#03HLCALLDELAYLCALLDELAY