单片机原理课程设计
3系统电路设计
3.1 系统控制部分
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（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。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。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，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机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。
3.1.1 AT89C51的主要性能 ? 与MCS-51 兼容
? 4K字节可编程FLASH存储器 ? 寿命：1000写/擦循环 ? 数据保留时间：10年 ? 全静态工作：0Hz-24MHz ? 三级程序存储器锁定 ? 128×8位内部RAM ? 32可编程I/O线
? 两个16位定时器/计数器 ? 5个中断源
? 可编程串行通道
? 低功耗的闲置和掉电模式
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? 片内振荡器和时钟电路 3.1.2 AT89C2051的引脚功能 ? VCC：供电电压。 ? GND：接地。
? P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0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FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
? 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4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，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。
? 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。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，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。
? 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。作
为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
图3.1 管脚备选功能 P3口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 功能 RXD(串行输入端口) TXD(串行输出端口) INT0(外中断0) INT1(外中断1) TO(定时器0外部输入) T1(定时器1外部输入)
? 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。
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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地位字节。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指令是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。
? 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。 ? EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），
不管是否有内部程序存储器。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）。
? XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 ? XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3.2数/模转换部分
DAC0832是CMOS工艺制造的8位数/模（D/A）转换器，属于8位电流输出型D/A转换器，转换时间为1us，片内带输入数字锁存器，其引脚排列和内部组成原理如图3.2所示。DAC0832与单片机接成数据直接写入方式，当单片机把一个数据直接写入DAC寄存器时，DAC0832的输出模拟电压信号随之变化。利用D/A转换器可以产生各种波形，如方波，三角波，锯齿波等以及它们组合产生的复合波形和不规则波形。这些复合波形利用标准的测试设备很难产生的。
图3.2 DAC0832引脚排列和内部组成原理图
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3.2.1 DAC0832的主要性能 ? 输入数据量为8位。
? 采用CMOS工艺，所有引脚的逻辑电平与TTL兼容。 ? 数据输入可以采用双缓冲，单缓冲或直通方式。 ? 转换时间：1US。 ? 精度：1LSB。 ? 分辨率：8位。
? 单一电源：5~15V，功耗20MV。 ? 参考电压：+10~-10V。 3.2.2 DAC0832的引脚功能 ? D7~D0：8位数据量输入。
? ILE：数据输入锁存允许，高电平有效。 ? CS：片选。
? WR1：输入寄存器写信号。当ILE、CS、WR1同时有效时，数据装入输入
寄存器，实现输入数据的第一级缓冲。 ? XFER：数据传送控制信号。控制从输入寄存器到DAC寄存器的内部数据
传送。
? WR2：DAC寄存器写信号。当XFER和WR2均有效时，将输入寄存器中的
数据装入DAC寄存器并开始
D/A转换，实现输入数据的第二级缓冲。
? VREF：参考电压源。电压为-10~+10V。 ? Rfb：内部反馈电阻接线端。
? IOUT1：DAC电流输出1。其值随输入数字量线性变化。 ? IOUT2：DAC电流输出2。
—当DAC寄存器内容全为1时，IOUT1最大，IOUT2=0；
—当DAC寄存器内容全为0时，IOUT1=0，IOUT2最大；
—当DAC寄存器内容为N时，IOUT1= VREF *N/（256* Rfb）， IOUT2= VREF / Rfb—IOUT1，无论N值多大， IOUT1+ IOUT2= VREF / Rfb *（1—28）=常数，约等于VREF / Rfb。
? VCC：工作电源。其值为+5~15V，典型值为+15V。 ? AGND：模拟信号地线。 ? DGND：数字信号地线。 3.2.3 DAC0832的工作方式
DAC0832有双缓冲、 单缓冲和直通3种工作方式。
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