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      用MCS89C51單片機設計實驗的體會

      2015-03-31 02:56:38陳國兵
      醫(yī)學信息 2015年5期

      陳國兵

      摘要:初次用單片機設計電路的工程技術人員,都有切身的體會,那就是設計一個電路花費的時間并不多,但在電路的調(diào)試階段,就會出現(xiàn)各種預想不到的問題。對初學者來講,往往只能看到問題的表面,在尋找問題的根源過程中,將要經(jīng)歷許多曲折,花費大量的時間和精力。故單片機的調(diào)試經(jīng)驗對單片機工作者來講是非常寶貴的,如果單片機工作者都能將自己在調(diào)試過程中的經(jīng)驗總結、并奉獻出來,將是單片機愛好者的一份寶貴財富。

      關鍵詞:鎖存器;A/D轉換器;D/A轉化器

      1電路簡介

      作者用單片機設計了一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),其中用到了經(jīng)典 的單片機擴展三總線電路,見圖1。

      圖1 電路框圖

      在地址鎖存器74LS373(以下簡稱373)的輸出端(A0-A7)低三位和A/D轉換器ADC0809(以下簡稱0809)的模擬通道開關地址端(ADDA、AD-DB、ADDC)相連的同時,373的輸出端還和D/A轉換器0808(以下簡稱0808)的輸入端相連(為了做另一個數(shù)/模轉換實驗用)[1]。這樣一個不注意的連接,為后面的調(diào)試埋下了嚴重的問題。

      2問題的出現(xiàn)和解決

      在電路中,模擬量是加在0809轉換器模擬通道輸入端IN0。在調(diào)試過程中,單片機在軟件的控制下,連續(xù)對0809轉換器轉換好的數(shù)字量進行采集[2]。但結果是,對于同樣的模擬輸入量,單片機前、后采集到的數(shù)字量不一致。

      2.1首先懷疑的是0809自身輸出的數(shù)字量不穩(wěn)定,在0809的參考電壓VREF(+),和VREF(-),之間并聯(lián)了兩個電容,起穩(wěn)壓、濾波作用,但沒能解決問題[3~5]。在默認0809輸出量不穩(wěn)定的前提下,通過修改軟件,對一個固定的模擬輸人量連續(xù)轉換16次、并依次進行采集,求和取平均值以減少誤差,但平均值還是不穩(wěn)定。

      2.2筆者懷疑到每次0809轉換前,送人的模擬輸入通道地址是否正確?由于模擬量是通過IN0送人的,于是,我把0809模擬開關地址(ADDA、ADDB、ADDC)全接地,這樣,0809轉換正常,單片機采集的數(shù)據(jù)完全正確。產(chǎn)生問題的原因是0809每次轉換前,模擬輸入通道地址不正確(不是000),導致每次轉換的數(shù)字量不知道是哪個模擬輸入通道的模擬量。

      2.3此時,問題的焦點集中到鎖存器373上,373輸出的低三位和0809的模擬輸入通道地址端相連,難道373不能正確地鎖存單片機P0口送出的地址嗎?由于初次調(diào)式電路,沒有經(jīng)驗,作者懷疑是單片機的地址鎖存信號ALE和P0口送出的地址在時序上有問題,便嘗試用一個閑置的單片機管腳替代ALE,通過軟件做了一個脈沖信號去鎖存地址,結果還是不能采集到正確的數(shù)據(jù)[6,7]。在尋找373的輸出端為什么不能出現(xiàn)正確的鎖存地址過程中,花費了大量的時間和精力。最后,筆者把373輸出端的低三位和D/A轉換器0808輸入端相連的引線切斷[8]。此時,單片機采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)工作完全正確。

      2.4單片機不能正確工作的真正原因是鎖存器373輸出端低三位和0809模擬開關地址(ADDA、ADDB、ADDC)相連的同時[9,10],還和0808的輸入端相連,當0808通上電以后,它各管腳上是有電位的,電位是不確定的,它對373輸出端低三位地址起到牽制作用,所以,0809每次鎖存的模擬開關地址都是不確定的。

      在設計電路時,一個不經(jīng)意的失誤,導致調(diào)式時花費大量的時間和精力去尋找;但是在這尋找問題的過程中,也加深了對單片機的深刻理解,積累的經(jīng)驗是書本上學不到的,希望自己的實踐經(jīng)驗對單片機愛好者有一定的幫助和借鑒作用。

      參考文獻:

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      [9]王鑫國.本科生單片機應用能力培養(yǎng)模式改革與思考[J].甘肅聯(lián)合大學學報(自然科學版),2010,(06):104-106.

      [10]尹溪,涂龍.基于單片機液晶顯示模塊LCM12232的接口設計[J].煤礦機械,2010,21(03):254-256.

      編輯/孫杰

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