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1、广西轻工业2007年3月第3期(总第100期)GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY机械与电气基于单片机多功能接口电路的设计卢善勇(广西职业技术学院电机系,广西南宁530226)【摘要】介绍利用AT89S51单片机作为多功能可编程接口的方法。该系统具有成本低、性能好、稳定性好,实用性强等特色。该接口具有1个4×4的键盘和1个四位LED显示器接口,2个16位定时/计数器和1个全双工异步串行通信口。可实现步进电机的调速控制,即通过键盘可以控制电机的正转、反转、加速、减速,并可以通过键盘设置转速及显示转速。【
2、关键词】多功能接口;串行通信;软件译码;步进电机【中图分类号】TP273【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2007)03-0053-04随着科技的日益发展,使单片机的价格大大下降。目前,外部双向I/O口,5个中断源,2个中断优先级,2个16位可AT89S51的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等编程定时/计数器,1个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电专用接口芯片中的任何一种;而AT89S51的功能实际上远远路及片内时钟振荡器。超过以上芯片。因此,如把AT89S51作为接口芯片使用,在经
3、本最小系统采用11.0592MHz的晶振,I/O口分配情况为:济上是合算的。在本人设计的系统中,将AT89S51设计为多P0口与显示器模块连接用于传送待显示的数据;P1口与步进功能可编程接口,其相关程序固化在片内的FlashROM中。该电机控制电路连接,用于传送控制信息,兼做在线下载口;P2系统(以下简称多功能接口)具有如下功能:①有1个专用的口与4×4的矩阵式键盘连接;P3.0和P3.1与串行通讯模块连键盘/显示接口;②有1个全双工异步串行通信接口;③有2接,P3.4和P3.5接指示灯。个16位定时/计数器。④步进电机的
4、调速控制。这样,1个AT89S51芯片,承担了4个专用接口芯片的工作;不仅使成本大大下降,而且优化了硬件结构和软件设计,给用户带来许多方便。1系统组成原理本系统的组成框图如图1-1所示。本系统由七个模块组成:单片机最小系统、程序下载口、步进电机驱动电路、指示灯、LED显示器、键盘和串行通信模块。图1-2单片机最小系统的组成电路。1.1.2程序下载口程序下载口是为下载线预留的。AT89S51支持ISP(INSystemProgrammable)技术,可以通过3根SPI接口线进行在线下载。下载线如图1-3所示。图1-1系统组成
5、框图1.1.3步进电机驱动电路1.1硬件设计步进电机的驱动电路如图1-4所示。考虑到选用的步进电1.1.1单片机最小系统机(PF42-48C1-02)需要的驱动电流较小,故采用三极管驱动。本设计采用的单片机是美国爱特梅尔(ATMEL)公司的通过本电路的驱动可以控制步进电机正反转及调速,并用指示AT89S51。该型号的单片机是一个低功耗,高性能CMOS8位灯指示正反转的情况。单片机。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术1.1.4LED显示器制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内显示器部分电
6、路如图1-5所示。本电路设计成动态显示的方集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元。功能强大式,电路中加入硬件译码电路,在和单片机接口时减少了对I/O口的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提的占用,即从单片机输出的BCD码先经过4511译码成七段供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点:40个引LED显示码,同时起到驱动的作用。位选端采用反相器驱动。脚,4KBFlashROM,支持在线下载;128B片内RAM,32个【作者简介】卢善勇(1977-),男,广西龙州人,助理实验师、技师,研究
7、方向:现代通信技术、控制技术。53就是完成电平的转换。计算机经RS232的(2)脚送出信号至MAX232的(13)脚,经过MAX232转换成TTL电平后,从(12)脚输出,进入单片机的RXD引脚;单片机经TXD引脚送出信号至MAX232的(11)脚,经过MAX232转换成RS232电平后,从(14)脚输出,进入RS232的(3)脚。这样就可以实现计算机与单片机的串行通信了。电路中的C4为泵电容,C5为极性转换电容,C3、C6为正、负电压滤波电容;DB9为9针D型插座,接计算机COM1口。图1-3下载线图1-7串行通信模块电
8、路1.2核心模块MAX232电路的核心是一块用于电平转换的专用集成电路MAX232,MAX232的电源由电脑的串行接口提供,外接4只电容便可构成标准的RS-232通信接口。MAX232的主要组成为:电荷泵部分,可产生+9V的双极性电压;一个双重发送部分和一个双重接收部分。芯片的图1-4步进电机驱动电路(
