多路压力监测系统硬件设计(4)

西安工业大学毕业设计（论文） [5]pin5(R/C)——读转换数据控制端；

[6]pin6(CE)——使能端；

AD574A的CE、12/8、CS、R/C和A0对其工作状态的控制过程：在 CE=1,CS=0同时满足时,AD574A才会正常工作,在AD574A处于工作状态时,当R/C=0时A/D 转换,当R/C=1时进行数据读出。12/8和A0端用来控制启动转换的方式和数据输出格式。A0=0时,启动是按完整12位数据方式进行的。当A0=1时，按8位A/D转换方式进行。当R/C =1,也即当 AD574A 处于数据状态时，A0和12/8控制数据输出状态的格式。当12/8=1时,数据以12位并行输出,当12/8=0 时，数据以8位分两次输出。而当A0=0时，输出转换数据的高8位，A0=1时输出A/D转换数据的低4位，这四位占一个字节的高半字节，低半字节补零。其控制逻辑真值表如表3.8所示。

表3.8AD574A控制逻辑真值表

CE 0 X 1 1 1 1 1

CS X 1 0 0 0 0 0

R/C X X 0 0 1 1 1

12/8 X X X X 按+5V 按0V 按0V

A0 X X 0 1 X 0 1

工作状态 禁止 禁止

启动12位转换 启动8位转换 12位并行输出有效 高8位并行输出有效 低4位并行输出有效

[7]pin7(V+)——正电源输入端，输入+15V电源；

[8]pin8(REF OUT)——10V基准电源电压输出端； [9]pin9(AGND)——模拟地端；

[10]pin10(REF IN)——基准电源电压输入端；

[11]pin11(V-)——负电源输入端，输入-15V电源； [12]pin12(V+)——正电源输入端，输入+15V 电源； [13]pin13(10V IN)——10V量程模拟电压输入端； [14]pin14(20V IN)——20V量程模拟电压输入端； [15]pin15(DGND)——数字地端；

[16]pin16—pin27(DB0—DB11)——12条数据总线，通过这12条数据总线向

外输出A/D转换数据；

[17]pin28(STS)——工作状态指示信号端,当STS=1时,表示转换器正处于转

换状态,当STS=0时,声明A/D转换结束,通过此信号可以判别A/D转换器的工作状态,作为单片机的中断或查询信号之用；

AD574A的工作模式：以上我们所述的是AD574A的全控状态，如果需AD574A 工作于单一模式,只需将CE、12/8端接至+5V电源端，CS和A0接至0V,仅用R/C 端来控制A/D转换的启动和数据输出。当R/C =0时,启动A/D转换器，经25us后STS=0,表明A/D转换结束,此时将R/C置1,即可从数据端读取数据。

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西安工业大学毕业设计（论文） 3.3.6单片机AT89C51

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储（FPEROM—Falsh 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。

制造工艺为CMOS的AT89C51单片机采用的是40只引脚的双列直插封装（DIP）方式如图3.4所示，其片内的结构如图3.5所示。如果按功能划分，它由8个部件组成，即微处理器（CPU），数据存储器（RAM），程序存储器（E2PROM），I/O 口（P0口、P1口、P2口、P3口），串行口，定时器/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。

图3.4AT89C51引脚图

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西安工业大学毕业设计（论文）

图3.5AT89C51片内结构图

（1）对各功能部件的说明：

a、数据存储器（RAM）：片内为256个字节（单元），片外最多扩至64K字节。

b、程序存储器（E2PROM）：AT89C51单片机含有8K字节的快擦写可编程/擦除只读存储器（E2PROM）,片内最多可扩至64K字节。

c、中断系统：具有5个中断源，2级中断优先权。

d、定时器/计数器:3个16位的定时器/计时器，具有四种工作方式。 e、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。

f、P0 口、P1 口、P2 口、P3 口：为4个并行8 位I/O 口。

g、特殊功能寄存器（SFR）：共有21个，用于对于片内各功能模块进行管理，

控制监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM区。

h、微处理器（CPU）：为8位的CPU，且内含一个1位CPU（微处理器），不仅可

处理字节数据，还可进行位变量的处理。 （2）AT89C51芯片的特性： 2与MCS-51 兼容

24K字节可编程闪烁存储器 2寿命：1000写/擦循环 2数据保留时间：10年 2全静态工作：0Hz-24Hz 2三级程序存储器锁定 2128*8位内部RAM

232条可编程I/O线

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西安工业大学毕业设计（论文） 2两个16位定时器/计数器

25个中断源 2可编程串行通道

2低功耗的闲置和掉电模式 2片内振荡器和时钟电路 （3）AT89C51芯片引脚功能： [1]VCC：供电电压。

[2]GND：接地。 [3]P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。

当P1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/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

[4]P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能

接收输出4个TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平时，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口作为第八位地址接收。

[5]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，P2口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。

[6]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，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，如表3.9所示：

表3.9AT89C51P3口的特殊功能口

口 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

管脚 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD

备选功能 串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 计时器0外部输入 计时器1外部输入 外部数据存储器写选通 外部数据存储器读选通

I/O口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚，读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再

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西安工业大学毕业设计（论文） 写回到端口锁存器，只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心。

读引脚时也就是把端口作为外部输入线时首先要通过外部指令把端口锁存器置1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错。如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0，Q端为0，Q非为1加到场效应管栅极的信号为1，该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1。若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入。由于在输入操作时还必须附加一个准备动作所以这类I/O口被称为准双向口。AT89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。

[7]RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

[8]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低位字节。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，MOVC指令时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。

[9]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PSEN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。

[10]EA/VPP：当EA保持低电平时，则在此期间不管是否有内部程序存储器读

外部程序存储器（0000H-FFFFH）。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间读内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

[11]XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 [12]XTAL2：来自反向振荡器的输出。 （4）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。 3.3.7 8255

单片机系统里常用的8255芯片是一个典型的可编程通用并行接口芯片,用来扩展单片机的端口，8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。其引脚图如图3.6所示。

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