畢業(yè)設(shè)計---基于單片機(jī)控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</b></p><p>　　基于單片機(jī)控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　清洗是一種與人們生活實踐關(guān)系十分密切的勞動,人類從遠(yuǎn)古時期就開始從事這種勞動.由于傳統(tǒng)清洗操作簡單,或只是作為一道工序依附于生產(chǎn)過程中,沒有引起廣

2、泛關(guān)注.進(jìn)入21世紀(jì),人們生活已經(jīng)從溫飽階段進(jìn)入到舒適時代,對于清洗產(chǎn)品越來越多的需求,加速了新產(chǎn)品研發(fā)步伐;同時,制造業(yè)的高速發(fā)展,也促進(jìn)了清洗設(shè)備、等企業(yè)的快速進(jìn)步，現(xiàn)在對于清洗設(shè)備的也有了很高的要求，自動控制和控制顯示發(fā)展也有了飛速的發(fā)展，基于單片機(jī)的功能控制和液晶顯示也越來越多，在本次設(shè)計中主要應(yīng)用以AT89C52單片機(jī)為控制核心，通過控制的的命令來反映要執(zhí)行的動作，并通過RT12864M液晶顯示器顯示正在運行的工作狀態(tài)。<

3、;/p><p>　　關(guān)鍵詞： AT89C52；RT12864M；清洗；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Cleaning is a practice with the close relationship between people's lives, labor, From ancient tim

4、es human beings began to engage in this work. The traditional cleaning is simple, or simply as a process dependent on the production process, Did not cause concern. Into the 21st century, people have been living from s

5、ubsistence to a comfortable stage to age, more and more cleaning products for the needs of。Accelerate the pace of new product development; The same time, the rapid development of the</p><p>　　KeyWords: AT8

6、9C52; RT12864M; cleaning;</p><p>　　………………………………………….目錄……………………………………………...</p><p><b>　　1引言5</b></p><p>　　1.1基于單片機(jī)控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計的目的、意義5</p><p>　　1.2國內(nèi)外在泵清

7、洗設(shè)備上面的大力發(fā)展5</p><p>　　1.3本論文主要設(shè)計的主要內(nèi)容6</p><p>　　2系統(tǒng)框圖及工作原理7</p><p>　　2.1系統(tǒng)整體框圖7</p><p>　　2.2各模塊工作原理7</p><p>　　3系統(tǒng)硬件組成原理8</p><p>　　3.1系統(tǒng)核心

8、單片機(jī)的發(fā)展8</p><p>　　3.1.1單片機(jī)的簡介8</p><p>　　3.1.2單片機(jī)發(fā)展概述9</p><p>　　3.2單片機(jī)AT89S52芯片的選擇及基本組成和主要特點11</p><p>　　3.2.1 89C52單片機(jī)的基本組成11</p><p>　　3.2.2MCS-52系列單片機(jī)的

9、主要特點12</p><p>　　3.3液晶顯示器的介紹12</p><p>　　3.3.1 LCD顯示器的工作原理12</p><p>　　3.3.2 LCD的主要技術(shù)參數(shù)及分類14</p><p>　　3.3.3 RT12864M LCD的選用及主要性能與特性16</p><p>　　3.4電機(jī)模塊的

10、設(shè)計20</p><p>　　3.4.1 直流電機(jī)的工作原理20</p><p>　　3.4.2 H橋驅(qū)動電路的設(shè)計20</p><p><b>　　4軟件設(shè)計22</b></p><p>　　4.1 keil介紹22</p><p>　　4.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil

11、 C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識23</p><p>　　4.2.1系統(tǒng)概述23</p><p>　　4.2.2Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)23</p><p>　　4.2.3keil軟件的使用教程23</p><p>　　4.3 Proteus7軟件的介紹29</p><p>　　4.3.1 Pro

12、teus7的功能模塊29</p><p>　　4.3.2 Proteus7“在單片機(jī)原理和應(yīng)用技術(shù)”中的作用30</p><p>　　4.3.3 Proteus與Keil的聯(lián)接30</p><p><b>　　結(jié)論30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p&

13、gt;<p>　　附錄1中英文資料32</p><p><b>　　附錄2程序32</b></p><p>　　附錄3實物照片32</p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p&

14、gt;　　1.1基于單片機(jī)控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計的目的、意義</p><p>　　清洗設(shè)備現(xiàn)在在人們生活中已經(jīng)占據(jù)著很大的地位，但是清洗設(shè)備的改進(jìn)還在不斷地發(fā)展，能夠把清洗設(shè)備自動化并能夠顯示工作狀態(tài)也有了進(jìn)一步的發(fā)展。</p><p>　　其目的就是能夠使人們能夠更輕松的完成清洗工作，通過設(shè)定好一定的功能和顯示的狀態(tài)來幫助人們更有效的完成一項任務(wù)，而不用一直在去手動去做一些重復(fù)的

15、動作。</p><p>　　清洗設(shè)備目前已經(jīng)在國內(nèi)大量的使用，很多清洗設(shè)備的制造公司在這方面上都有了一定的基礎(chǔ)地位。</p><p>　　1.2國內(nèi)外在泵清洗設(shè)備上面的大力發(fā)展</p><p>　　國際極具影響力的分別在美國和法蘭克福一年一屆的泵與清洗設(shè)備制造商展覽會是世界工業(yè)清洗行業(yè)的盛會！二展會每年均由來自40多個國家的800家展商組成，面積達(dá)50000平米左右

16、。</p><p>　　我國是一個工業(yè)制造大國，泵與工業(yè)清洗設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大， 在機(jī)械制造、金屬加工、食品、紡織、交通、船舶、建筑、電器、電子、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng) 域應(yīng)用占全球工業(yè)清洗市場最大份額。世界的工業(yè)清洗設(shè)備制造商也日益增多，從通用型向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)中，以降低工業(yè)清洗成本為目的，提高產(chǎn)品質(zhì)量 和提高勞動生產(chǎn)率是開發(fā)市場和立足市場的積極措施。清洗設(shè)備應(yīng)用到了各大領(lǐng)域，主要</p

17、><p>　　清洗設(shè)備如：高壓水射流設(shè)備、小型清洗機(jī)、、熱水清洗機(jī)、專用清洗生產(chǎn)線(裝置)、干冰清洗設(shè)備、超聲波清洗設(shè)備（金屬及零部件清洗、印刷線路板清洗、顯象 管部件及液晶顯示器清洗、光學(xué)部件清洗、精密部件清洗、電子元件清洗設(shè)備、）、化學(xué)清洗設(shè)備、水基清洗、鍋爐容器內(nèi)壁清洗設(shè)備、發(fā)動機(jī)及帶電清洗、機(jī)器人清洗、工業(yè)清洗劑等清洗設(shè)備與技術(shù)；道路清洗車、下水道清洗車、船舶除銹成套設(shè)備、干氣噴砂機(jī)、無氣噴涂機(jī)、除漆成套裝置

18、、清罐機(jī)等；及其相應(yīng)配套的噴 頭、噴嘴、旋轉(zhuǎn)噴頭、三維旋轉(zhuǎn)噴頭、平面清洗器、爬壁機(jī)器人、快速接頭、水切割刀頭、往復(fù)與旋轉(zhuǎn)密封、各種磨料、過濾器、微型離心泵、金屬軟管、超高壓軟 管、噴槍、噴桿、氣動調(diào)亞閥、專用執(zhí)行機(jī)構(gòu)等產(chǎn)品。</p><p>　　1.3本論文主要設(shè)計的主要內(nèi)容 在本次論文中主要做了以下下內(nèi)容:</p><p>　　（1）通過研究和分析泵清洗設(shè)備在國民生活中的地位和現(xiàn)在

19、的大力發(fā)展，并做了本次的設(shè)計，主要對水泵正反轉(zhuǎn)清洗設(shè)備控制和顯示的設(shè)計：</p><p>　　手動：按手動上，水泵進(jìn)行清洗，碰到后限開關(guān)，水泵停止。按手動下，水泵進(jìn)行反清洗，碰到前限開關(guān)，水泵停止。</p><p>　　自動：定時器用五個編碼開關(guān)設(shè)定，有2~18小時9個時間選擇。</p><p>　　清洗分三個狀態(tài)，用三個編碼開關(guān)設(shè)定。</p><

20、;p>　　單程清洗：判斷當(dāng)時的位置，進(jìn)行一個方向的清洗。</p><p>　　雙程清洗：判斷當(dāng)時的位置，進(jìn)行一個往返清洗。</p><p>　　連續(xù)運行：判斷當(dāng)時的位置，連續(xù)進(jìn)行清洗。</p><p>　　設(shè)定一個壓力開關(guān)，當(dāng)壓力到了，定時器為0，根據(jù)清洗狀態(tài)，馬上進(jìn)行清洗。</p><p>　?。?）通過對設(shè)備的了解和分析，選擇了AT

21、89C52這款單片機(jī)，主要考慮了它結(jié)構(gòu)比較簡單，容易控制，價格比較合適，性能也比較好，并學(xué)習(xí)了它的工作原理和引腳特點和功能應(yīng)用。還選擇了RT12864M這款液晶顯示器，它的顯示簡單控制并且自帶字庫，性能比較好，以及對它的工作原理也做了詳細(xì)的了解，能夠做到控制顯示。</p><p>　?。?）熟悉并掌握了keil程序編譯軟件的應(yīng)用。</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)了Proteus7仿真軟件的

22、基本原理及使用方法。</p><p>　?。?）完成本設(shè)計軟件程序的編寫、硬件電路的設(shè)計和原理圖的繪制， 以及電路的焊接、調(diào)試及顯示功能。實現(xiàn)了控制顯示功能。</p><p>　?。?）對本設(shè)計做了整體的調(diào)試，給出了調(diào)試中出現(xiàn)問題的解決方法。</p><p>　　2系統(tǒng)框圖及工作原理</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)整體框圖&

23、lt;/b></p><p><b>　　硬件結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　軟件方框圖</b></p><p>　　2.2各模塊工作原理</p><p><b>　　1、單片機(jī)模塊</b></p><p>　　AT89S52是一個低功

24、耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS -51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 </p>&

25、lt;p><b>　　2、LCD顯示模塊</b></p><p>　　模塊采用RT12864M液晶顯示，主要顯示設(shè)備動作的狀態(tài)。</p><p><b>　　3、電機(jī)設(shè)備模塊</b></p><p>　　通過對控制命令的讀取來執(zhí)行要運行的動作。</p><p><b>　　3系統(tǒng)硬件

26、組成原理</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)核心單片機(jī)的發(fā)展</p><p>　　3.1.1單片機(jī)的簡介</p><p>　　單片機(jī)是一種集成電路芯片。它采用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器(CPU)、存儲器（含程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM）、輸入、輸出接口電路(I/O接口)集成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個即小巧又很完善的計算機(jī)硬件系統(tǒng)，在

27、單片機(jī) 程序的控制下能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。所以說，一片單片機(jī)芯片就具有了組成計算機(jī)的全部功能。</p><p>　　單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。</p><p>

28、　　誠然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計思想。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。</p><p>　　3.1.2單片機(jī)發(fā)展概述</p><p>　　1946年第一臺電子計算機(jī)誕生至今，依靠微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，從電子管——晶體管 ——集成電路——大規(guī)模集成電路，使得計算機(jī)體積更小，功能更強(qiáng)。特別是近

29、20年時間里，計算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展，計算機(jī)在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國防和 航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個國家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　1976年INTEL公司推出了MCS-48單片機(jī)，這個時期的單片機(jī)才是真正的8位單片微型計算機(jī)，并推向市場。它以體積小，功能全，價格低贏得了廣泛的應(yīng)用，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展史上重要的里程碑。</p><

30、;p>　　在MCS-48的帶領(lǐng)下，其后，各大半導(dǎo)體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機(jī)，象Zilog公 司的Z8系列。到了80年代初，單片機(jī)已發(fā)展到了高性能階段，象INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系 列，Rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名電氣公司NEC和HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機(jī)。</p><p>　　80年代，世界

31、各大公司均競相研制出品種多功能強(qiáng)的單片機(jī)，約有幾十個系列，300多個品種， 此時的單片機(jī)均屬于真正的單片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、數(shù)目繁多的I/O接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，功能越 來越強(qiáng)大，RAM和ROM的容量也越來越大，尋址空間甚至可達(dá)64kB，可以說，單片機(jī)發(fā)展到了一個新的平臺．</p><p>　　3.2單片機(jī)AT89S52芯片的選擇及基本組成和主要特點</p

32、><p>　　MCS-52以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，堪稱為一代“名機(jī)”，為以后的其它單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。ATMEL公司推出的AT89Cxx系列兼容C51的單片機(jī)，完美地將Flash(非易失閃存技術(shù))EEPROM與80C51內(nèi)核結(jié)合起來，仍采用C52的總體結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，F(xiàn)lash的可反擦寫程序存儲器能有效地降低開發(fā)費用，并能使單片機(jī)作多次重復(fù)使

33、用。</p><p>　　3.2.1 89C52單片機(jī)的基本組成</p><p>　　● 一個8位的89C52微處理器。</p><p>　　● 片內(nèi)256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器RAM/SFR，用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果，最終結(jié)果等。</p><p>　　● 片內(nèi)4程序存儲器Flash ROM，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格KB。&

34、lt;/p><p>　　● 4個8位并行I/O端口P0～P3，每個端口既可以用作輸入，也可以用作輸出。</p><p>　　● 兩個16位的定時器/計數(shù)器，每個定時器/計數(shù)器都可以設(shè)置成計數(shù)方式，用以對外部事件進(jìn)行計數(shù)，也可以設(shè)置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機(jī)控制。</p><p>　　● 具有5個中斷源、兩個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)。</p&g

35、t;<p>　　● 一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與PC機(jī)之間的串行通信。</p><p>　　● 片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接，最高允許震蕩頻率為24MHz </p><p>　　● 89c52單片機(jī)與8051相比，具有節(jié)電工作方式，即休閑方式及掉電方式。</p><p>

36、　　在這里我們選用的是ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52型單片機(jī)。圖1為AT89S52的引腳結(jié)構(gòu)圖，為雙列直插封裝方式。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　3.2.2MCS-52系列單片機(jī)的主要特點</p><p>　　● 可靠性高: 因為芯片是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，故抗干擾的能力優(yōu)于PC機(jī)。</p>

37、<p>　　● 系統(tǒng)軟件(如:程序指令，常數(shù)，表格)固化在ROM中，不易受病毒破壞。</p><p>　　● 許多信號的通道均在一個芯片內(nèi)，故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。</p><p>　　● 便于擴(kuò)展：片內(nèi)具有計算機(jī)正常運行所必需的部件，片外有很多供擴(kuò)展用的(總線，并行和串行的輸入/輸出)管腳，很容易組成一定規(guī)模的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　●

38、實用性好：體積小，功耗低，價格便宜，易于產(chǎn)品化。</p><p>　　3.3液晶顯示器的介紹</p><p>　　3.3.1 LCD顯示器的工作原理</p><p>　?。?）. 被動矩陣式LCD工作原理 </p><p>　　TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之間的顯示原理基本相同，不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典

39、型的TN-LCD為例，向大家介紹其結(jié)構(gòu)及工作原理。 </p><p>　　在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶顯示屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內(nèi)夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板? 外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產(chǎn)生。彩色濾光片是由紅、綠、藍(lán)三種顏色構(gòu)成的濾片，有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元(或稱為子像素)所組成。假如有一塊面板的分辨率為1280

40、5;1024，則它實際擁有3840×1024個晶體管及子像素。　每個子像素的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜晶體管，彩色濾光片能產(chǎn)生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到5×10-6m)。在同一層內(nèi)，液晶分子的位置雖不規(guī)則，但長軸取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90度。其中，鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取

41、向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最后再封裝成一個液晶盒，并與驅(qū)動IC、控制IC與印刷電路板相連接。 </p><p>　　在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有一個角度的光線能夠穿透下來，通過上偏光板導(dǎo)入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉(zhuǎn)排列的通路從下偏光板穿出，形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼

42、附了兩塊偏光板，這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當(dāng)液晶層施加某一電壓時，由于受到外界電壓的影響，液晶會改變它的初始狀態(tài)，不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態(tài)。因此經(jīng)過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不透光的狀態(tài)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)黑色。當(dāng)液晶層不施任何電壓時，液晶是在它的初始狀態(tài)，會把入射光的方向扭轉(zhuǎn)90度，因此讓背光源的入射光能夠通過整個結(jié)構(gòu)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)白色。為了達(dá)到在面板上的每一個獨立像素

43、都能產(chǎn)生你想要的色彩，多個冷陰極燈管必須被使用來當(dāng)作顯示器的背光源。 </p><p>　?。?）. 主動矩陣式LCD工作原理 </p><p>　　TFT-LCD液晶顯示器的結(jié)構(gòu)與TN-LCD液晶顯示器基本相同，只不過將TN-LCD上夾層的電極改為FET晶體管，而下夾層改為共通電極。 </p><p>　　TFT-LCD液晶顯示器的工作原理與TN-LCD卻有許多不

44、同之處。TFT-LCD液晶顯示器的顯像原理是采用“背透式”照射方式。當(dāng)光源照射時，先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子來傳導(dǎo)光線。由于上下夾層的電極改成FET電極和共通電極，在FET電極導(dǎo)通時，液晶分子的排列狀態(tài)同樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。但不同的是，由于FET晶體管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。</p><p

45、>　　3.3.2 LCD的主要技術(shù)參數(shù)及分類</p><p><b>　?。?）、 對比度 </b></p><p>　　LCD制造時選用的控制IC、濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關(guān)，對一般用戶而言，對比度能夠達(dá)到350:1就足夠了，但在專業(yè)領(lǐng)域這樣的對比度平還不能滿足用戶的需求。相對CRT顯示器輕易達(dá)到500：1甚至更高的對比度而言。只有高檔液晶顯示

46、器才能達(dá)到這樣如此程度，由于對比度很難通過儀器準(zhǔn)確測量，所以挑的時候還是要自己親自去看才行。 </p><p><b>　?。?）、 亮度 </b></p><p>　　LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行。因此，燈管數(shù)目關(guān)系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，發(fā)展到現(xiàn)在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四

47、燈管設(shè)計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最后一種是“U”型的擺放形式，其實是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè)計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“U”型，然后平行放置，以達(dá)到六根燈管的效果。 </p><p>　?。?）、信號響應(yīng)時間 </p><p>　　響應(yīng)時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應(yīng)速度

48、，也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的反應(yīng)時間,通常是以毫秒（ms）為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現(xiàn)象，高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng)用了視覺殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張，這也是電影每秒24幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會明顯感到畫面的停頓和不適。

49、按照這一指標(biāo)計算，每張畫面顯示的時間需要小于40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應(yīng)時間40ms就成了一道坎，低于40ms的顯示器便會出現(xiàn)明顯的畫面閃爍現(xiàn)象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達(dá)到不閃的程度，則就最好要達(dá)到每秒60幀的速度。 </p><p>　　（4）、 可視角度 </p><p>　　LCD的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當(dāng)背光源通過偏極片、液晶和取向?qū)又?，輸出的光線便

50、具有了方向性。也就是說大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，制造廠商們也著手開發(fā)廣角技術(shù)，到目前為止有三種比較流行的技術(shù)，分別是：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。 </p><p>　　TN＋FILM這項技術(shù)

51、就是在原有的基礎(chǔ)上，增加一層廣視角補(bǔ)償膜。這層補(bǔ)償膜可以將可視角度增加到150度左右，是一種簡單易行的方法，在液晶顯示器中大量的應(yīng)用。不過這種技術(shù)并不能改善對比度和響應(yīng)時間等性能，也許對廠商而言，TN+FILM并不是最佳的解決方案，但它的確是最廉價的解決方法，所以大多數(shù)臺灣廠商都用這種方法打造15寸液晶顯示器。 </p><p>　　IPS(IN-PLANE -SWITCHING，板內(nèi)切換)技術(shù)，號稱可以讓上下左

52、右可視角度達(dá)到更大的170度。IPS技術(shù)雖然增大了可視角度，但采用兩個電極驅(qū)動液晶分子，需要消耗更大的電量，這會讓液晶顯示器的功耗增大。此外致命的是，這種方式驅(qū)動液</p><p>　　晶顯示器晶分子的響應(yīng)時間會比較慢。 </p><p>　　MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT，多區(qū)域垂直排列)技術(shù)，原理是增加突出物來形成多個可視區(qū)域。液晶分子在靜態(tài)的時

53、候并不是完全垂直排列，在施加電壓后液晶分子成水平排列，這樣光便可以通過各層。MVA技術(shù)將可視角度提高到160度以上，并且提供比IPS和TN+FILM更短的響應(yīng)時間。這項技術(shù)是富士通公司開發(fā)的，目前臺灣奇美（在大陸奇麗是奇美的子公司）和臺灣友達(dá)獲得授權(quán)使用此技術(shù)。優(yōu)派的VX2025WM即是此類面板的代表作,水平,垂直可視角度均為175度,基本無視覺死角,并且還承諾無亮點;可視角度分為平行和垂直可視角度，水平角度是以液晶的垂直中軸線為中心，

54、向左和向右移動，可以清楚看到影像的角度范圍。垂直角度是以顯示屏的平行中軸線為中心，向上和向下移動，可以清楚看到影像的角度范圍?？梢暯嵌纫浴岸取睘閱挝?，目前比較常用的標(biāo)注形式是直接標(biāo)出總水平、垂直范圍，如：150/120度，目前最低的可視角度為120/100度（水平/垂直），低于這個值則不能接受，最好能達(dá)到150/120度以上。</p><p>　　3.3.3 RT12864M LCD的選用及主要性能與特性<

55、;/p><p>　　通過以上我們對LCD的了解后我選擇了RT12864M這款液晶顯示器，并簡單介紹下這款顯示器。</p><p><b>　　1、簡單概述</b></p><p>　　RT12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDR

56、AM）。</p><p>　　主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:</p><p>　　電源：VDD 3.3V~+5V(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓)；</p><p>　　顯示內(nèi)容：128列× 64行</p><p><b>　　顯示顏色：黃綠</b></p><p>　　顯示角度：6：00鐘直視<

57、;/p><p><b>　　LCD類型：STN</b></p><p>　　與MCU接口：8位或4位并行/3位串行</p><p><b>　　配置LED背光</b></p><p>　　多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等</p><p><b>

58、　　2、外形尺寸</b></p><p>　　外觀尺寸：93×70×12.5mm 視域尺寸：73×39mm</p><p><b>　　外形尺寸圖 </b></p><p><b>　　外形尺寸</b></p><p><b>　　3模塊引腳說明&

59、lt;/b></p><p>　　邏輯工作電壓(VDD)：4.5～5.5V</p><p>　　電源地(GND)：0V</p><p>　　工作溫度(Ta)：0～60℃(常溫) / -20～75℃（寬溫）</p><p><b>　　4、接口時序</b></p><p>　　模塊有并行和串行

60、兩種連接方法（時序如下）：</p><p><b>　　8位并行連接時序圖</b></p><p><b>　　MPU寫資料到模塊</b></p><p>　　MPU從模塊讀出資料</p><p><b>　　串行連接時序圖</b></p><p>　　

61、串行數(shù)據(jù)傳送共分三個字節(jié)完成：</p><p>　　第一字節(jié)：串口控制—格式 11111ABC</p><p>　　A為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H表示數(shù)據(jù)從LCD到MCU，L表示數(shù)據(jù)從MCU到LCD</p><p>　　B為數(shù)據(jù)類型選擇：H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，L表示數(shù)據(jù)是控制指令</p><p><b>　　C固定為0</b>

62、</p><p>　　第二字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位—格式 DDDD0000</p><p>　　第三字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位—格式 0000DDDD</p><p>　　3.4電機(jī)模塊的設(shè)計</p><p>　　3.4.1 直流電機(jī)的工作原理</p><p>　　直流電機(jī)的物理模型圖解釋 ：<

63、;/p><p>　　這是分析直流電機(jī)的物理模型圖。 </p><p>　　其中，固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。(其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導(dǎo)體電勢或電流的方向而設(shè)置的)。</p><p>　　上圖表示一臺兩極直流電機(jī)模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極N和S，在

64、旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn) 子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕 緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電 樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。</p><p>　　3.4.2 H橋驅(qū)動電路

65、的設(shè)計</p><p>　　圖2中所示為一個典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠（注意：圖2及隨后的兩個圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來）。 如圖所示，H橋式電機(jī)驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機(jī)。要使電機(jī)運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或

66、從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。</p><p><b>　　圖2 H橋驅(qū)動電路</b></p><p>　　要使電機(jī)運轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖3所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng) Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時，電流將從左至右流過

67、電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)按特定方向 轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時針方向）。</p><p>　　圖3 H橋電路驅(qū)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動</p><p>　　圖4所示為另一對三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時針方向）。</p><p>　　圖4 H橋驅(qū)動電機(jī)逆

68、時針轉(zhuǎn)動</p><p>　　通過以上的分析和理解要完成整個的驅(qū)動還需要一些保護(hù)元件，如圖設(shè)計的總思路圖</p><p><b>　　總體結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　4軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1 keil介紹</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中

69、除必要的硬件外，同樣離不開軟件， 我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯 編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開 發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛

70、紛宣布全面支持Keil即可看 出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么

71、Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該 軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用</p><p>　　4.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識</p><p><b>　　4.2.1系統(tǒng)概述</b></p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，

72、全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。</p><p>　　4.2.2Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVisio

73、n與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編 輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連 接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或t

74、Scope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　4.2.3keil軟件的使用教程</p><p>　　下面介紹Keil C51軟件的使用方法</p><p>　　進(jìn)入 Keil C51 后，屏幕如下圖所示。幾秒鐘后出現(xiàn)編輯界</p><p>　　啟動Kei

75、l C51時的屏幕</p><p>　　進(jìn)入Keil C51后的編輯界面</p><p>　　簡單程序的調(diào)試　學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言、學(xué)習(xí)某種程序軟件，最好的方法是直接操作實踐。下面通過簡單的編程、調(diào)試，引導(dǎo)大家學(xué)習(xí)Keil C51軟件的基本使用方法和基本的調(diào)試技巧。</p><p>　　1)建立一個新工程　單擊Project菜單，在彈出的下拉菜單中選中New Proje

76、ct選項</p><p>　　2)然后選擇你要保存的路徑,輸入工程文件的名字,比如保存到C51目錄里,工程文件的名字為C51 如下圖所示,然后點擊保存. </p><p>　　3)這時會彈出一個對話框,要求你選擇單片機(jī)的型號,你可以根據(jù)你使用的單片機(jī)來選 擇,keil c51幾乎支持所有的51核的單片機(jī),我這里還是以大家用的比較多的Atmel 的89C51來說明,如下圖所示,選擇89C51

77、之后,右邊欄是對這個單片機(jī)的基本的說明,然后點擊確定. </p><p>　　4)完成上一步驟后，屏幕如下圖所示 </p><p>　　到現(xiàn)在為止，我們還沒有編寫一句程序，下面開始編寫我們的第一個程序。　</p><p>　　5)在下圖中，單擊“File”菜單，再在下拉菜單中單擊“New”選項 </p><p>　　新建文件后屏幕如下圖所示

78、</p><p>　　此時光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，這時可以鍵入用戶的應(yīng)用程序了，但筆者建議首先保存該空白的文件， 單擊菜單上的“File”，在下拉菜單中選中“Save As”選項單擊，屏幕如下圖所示，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時，必須鍵入正確的擴(kuò)展名。注意，如果用Ｃ語言編寫程序，則擴(kuò)展 名為(.c)；如果用匯編語言編寫程序，則擴(kuò)展名必須為(.asm)。然后，單擊“保存”按鈕。 </p

79、><p>　　6)回到編輯界面后，單擊“Target 1”前面的“＋”號，然后在“Source Group 1”上單擊右鍵，彈出如下菜單 </p><p>　　然后單擊“Add File to Group ‘Source Group 1’” 屏幕如下圖所示 </p><p>　　選中Test.c，然后單擊“Add ”屏幕好下圖所示</p><p>

80、;　　注意到“Source Group 1”文件夾中多了一個子項“Text1.c”了嗎？子項的多少與所增加的源程序的多少相同。</p><p>　　通過以上的使用方法能夠很快的運用keil軟件。</p><p>　　4.3 Proteus7軟件的介紹</p><p>　　Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不

81、僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。</p><p>　　在這次的設(shè)計中主要是用到了Proteus7軟件和keil軟件的結(jié)合來對本次設(shè)計的仿真。</p><p>　　4.3.1 Proteus7的功能模塊</p><p>　?。?）一

82、個易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具。</p><p>　?。?）PROSPICE混合模型SPICE仿真。</p><p>　?。?）ARES PCB設(shè)計。</p><p>　　4.3.2 Proteus7“在單片機(jī)原理和應(yīng)用技術(shù)”中的作用</p><p>　?。?）PROTEUS是單片機(jī)課堂教學(xué)的助手。</p><p

83、>　?。?）PROTRUS不僅可將許多單片機(jī)實例功能形象化，也可將去多單片機(jī)實例運行過程形象化。</p><p>　?。?）它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗硬件高度對應(yīng)。</p><p>　　4.3.3 Proteus與Keil的聯(lián)接</p><p>　　（1）把C:\Program Files\Labcenter Electro

84、nics\Proteus 6 Professional\ MODELS\目錄下的 VDM51.dll文件復(fù)制到 C:\Keil\C51\BIN文件夾下。</p><p>　?。?）打開Keil 根目錄下的 TOOLS.INI 文件，在[C51] 欄目下加入 TDRV3=BIN\VDM51.DLL ("Proteus

85、 VSM Monitor-51 Driver" ) ，其中“TDRV3” 中的 “3”要根據(jù)實際情況寫，不要和原來的重復(fù)就可以了。</p><p>　?。?）Keil的設(shè)置。在Keil中打開一個項目，在"option for target"中的Debug標(biāo)簽中選中 " Proteus&

86、#160;VSM Monitor-51 Driver"</p><p>　　（4）Proteus的設(shè)置。在DEBUG菜單中選中 "use romote debuger monitor"</p><p>　?。?）隨便打開一個設(shè)計好的文件，要含有51單片機(jī)，把keil的工程和Proteus的文件放到同一個目錄下。

87、打開keil，按Ctrl+F5進(jìn)入調(diào)試界面或者點擊工具欄的調(diào)試按鈕。此時可單步，全速運行程序，并進(jìn)行調(diào)試。同時可以觀察Proteus中目標(biāo)板的運行情況</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　清洗設(shè)備的設(shè)計對現(xiàn)在大力發(fā)展的清洗設(shè)備都有很大的應(yīng)用和幫助，能夠很好的應(yīng)用到各種物質(zhì)清洗的設(shè)備中去，隨著社會的科技的發(fā)展，國民生活水平的提高，越來越多的方面

88、都要用到清洗設(shè)備，我國現(xiàn)在也在大力發(fā)展，并且目前也有了很高的地位。</p><p>　　本次論文從系統(tǒng)整體的框圖開始分析，從各模塊分布介紹最后完成整個清洗設(shè)備的整體設(shè)計系統(tǒng)，使用AT89C52單片機(jī)為控制核心，利用其強(qiáng)大的處理能力和較豐富的外圍接口，從而也選用了一款適合的液晶顯示器（RT12864M），它性能好，功耗小，并且自帶字庫，不用再去單獨的去寫一些字給液晶，只要調(diào)用字庫里的文字就可以，更加簡單方便。通過在

89、此基礎(chǔ)上還可以做更多的功能控制以及顯示動作狀態(tài)，在不同的清洗設(shè)備中做到不同的控制要求以及顯示。</p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我對單片機(jī)有了更深刻的了解，尤其是AT89C52同時對清洗設(shè)備控制概念有了更實際的理解。至此，我基本掌握了各個器件的原理及應(yīng)用，并熟悉了電路設(shè)計軟件和仿真軟件的使用方法。通過本次設(shè)計，我也深深地發(fā)現(xiàn)了自身在理論掌握和軟件開發(fā)能力上的不足，在以后的工作學(xué)習(xí)中，我會不斷嚴(yán)格要求自己

90、。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 肖洪兵. 跟我學(xué)用單片機(jī). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8 </p><p>　　[2] 何立民. 單片機(jī)高級教程． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 </p><p>　　[3] 趙曉安. MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)

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94、lt;p>　　[13] 包明;余成波;;嵌入式處理器Nios II與液晶顯示模塊的接口及應(yīng)用[J];電測與儀表;2006年01期</p><p>　　[14] 付先成;低功耗高性能圖形控制芯片的設(shè)計與驗證[D];華中科技大學(xué);2006年</p><p>　　[15] 吳平;LCD便攜式急救心電監(jiān)護(hù)儀[D];浙江大學(xué);2002年</p><p>　　[16] 涂

95、啟志;趙冉;惠晶;;基于三相非對稱Cuk斬波器的感應(yīng)電機(jī)軟起動[J];電力電子技術(shù);2009年02期</p><p>　　[17] 蘇亮;廖力清;凌玉華;;電機(jī)軟啟動自整定模糊控制器的研究與設(shè)計[J];電子技術(shù);2009年06期</p><p>　　[18] 郭斌;;電機(jī)軟啟動器的MATLAB仿真分析[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2009年02期</p><p>

96、;　　[19] 郭榮祥;袁紅霞;鞏瑞春;秦補(bǔ)枝;;基于斬波方式的三相交流異步電動機(jī)軟起動仿真研究[A];冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年</p><p><b>　　附錄1中英文資料</b></p><p>　　中文 AT89C51應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于商業(yè)：諸如調(diào)制解調(diào)器，

97、電動機(jī)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)，汽車發(fā)動機(jī)和其他一些領(lǐng)域。這些單片機(jī)的高速處理速度和增強(qiáng)型外圍設(shè)備集合使得它們適合于這種高速事件應(yīng)用場合。然而，這些關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域也要求這些單片機(jī)高度可靠。健壯的測試環(huán)境和用于驗證這些無論在元部件層次還是系統(tǒng)級別的單片機(jī)的合適的工具環(huán)境保證了高可靠性和低市場風(fēng)險。Intel 平臺工程部門開發(fā)了一種面向?qū)ο蟮挠糜隍炞C它的AT89C51 汽車單片機(jī)多線性測試環(huán)境。這種環(huán)境的目標(biāo)不僅是為AT89C51 汽車單片機(jī)提

98、供一種健壯測試環(huán)境，而且開發(fā)一種能夠容易擴(kuò)展并重復(fù)用來驗證其他幾種將來的單片機(jī)。開發(fā)的這種環(huán)境連接了AT89C51。本文討論了這種測試環(huán)境的設(shè)計和原理，它的和各種硬件、軟件環(huán)境部件的交互性，以及如何使用AT89C51。</p><p><b>　　1.1 介紹</b></p><p>　　8 位AT89C51 CHMOS 工藝單片機(jī)被設(shè)計用于處理高速計算和快速輸入/輸

99、出。MCS51 單片機(jī)典型的應(yīng)用是高速事件控制系統(tǒng)。商業(yè)應(yīng)用包括調(diào)制解調(diào)器，電動機(jī)控制系統(tǒng)，打印機(jī)，影印機(jī)，空調(diào)控制系統(tǒng)，磁盤驅(qū)動器和醫(yī)療設(shè)備。汽車工業(yè)把MCS51 單片機(jī)用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)和反鎖制動系統(tǒng)。AT89C51 尤其很好適用于得益于它的處理速度和增強(qiáng)型片上外圍功能集，諸如：汽車動力控制，車輛動態(tài)懸掛，反鎖制動和穩(wěn)定性控制應(yīng)用。由于這些決定性應(yīng)用，市場需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應(yīng)的費用-效能控制器，服務(wù)大量時間和事

100、件驅(qū)動的在實時應(yīng)用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。擁有操作不可預(yù)測的設(shè)備的經(jīng)濟(jì)和法律風(fēng)險是很高的。一旦進(jìn)入市場，尤其任務(wù)決定性應(yīng)用諸如自動駕駛儀或反鎖制動系統(tǒng)，錯誤將是財力上所禁止的。重新設(shè)計的費用可以高達(dá)500K 美元，如果產(chǎn)品族享有同樣內(nèi)核或外圍設(shè)計缺陷的話，費用會更高。另外，部件的替代品領(lǐng)域是極其昂貴的，因為設(shè)備要用來把模塊典型地焊接成一個總體的價值比各個部件高幾倍。為了緩和這些問題，在最壞的

101、環(huán)境和電壓條件下對這些單片機(jī)進(jìn)行無論在部</p><p>　　1.2 AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：</p><p>　　4k 字節(jié)FLASH 閃速存儲器，128 字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，2 個16 位定時/計數(shù)器，一個5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51 降至0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式體

102、制CPU 的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串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，但振蕩器體制工作并禁止其他所有不見工作直到下一個硬件復(fù)位。</p><p>　　圖1-2-1 AT89C51 方框圖</p><p><b>　　1.3引腳功能說明</b></p><p><b>　　·Vcc：電源電壓

103、</b></p><p><b>　　·GND：地</b></p><p>　　·P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8 個TTL 邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)

104、總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時，P0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　·P1 口：P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳

105、被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。Flash 編程和程序校驗期間，P1 接受低8 位地址。</p><p>　　·P2 口：P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL

106、）。在訪問外部程序存儲器或16 位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR指令）時，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)，在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @ RI 指令）時，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Flash 編程和程序校驗時，P2 也接收高位地址和其他控制信號。</p><p>　　·P3 口：P3 是一個帶

107、有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　·RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST 引腳出

108、現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　·ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（

109、PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC 指令A(yù)LE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE 無效。</p><p>　　·PSEN：程序存儲允許輸出是外部程序存儲器的讀選通型號，當(dāng)89C51 由外部存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩

110、個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的PSEN 信號不出現(xiàn)。</p><p>　　·EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為</p><p>　　0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA 端狀態(tài)。如EA 端為高電平（接Vcc 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的

111、指令。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12v 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用12v 編程電壓Vpp。</p><p>　　·XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　·XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸

112、出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5。外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容C1、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對電容C1、C2 雖沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30Pf±10 Pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40Pf±10Pf。用戶也可以采