信息工程学院课程设计（论文）
RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。 RST/Vpd（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。
第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM信息不丢失。 ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端。 第二功能：编程脉冲输入。
-PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号。 -EA/Vpp(31脚）：外部程序存储器使能端。
2.2 单片机复位电路介绍
当MCS-51系列单片机的复位引脚RST出现两个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。
根据应用的要求，复位操作通常有两种基本的方式：上电复位和上电或开关复位。 上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位如下图2-3中所示。图中电容C1和电阻对电源+5V来说构成微分电路。
上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻，也能达到上电复位的操作功能。如下图2-4中所示。
图 2-3 上电复位电路 图 2-4 上电复位和按钮复位电路
2.3 时钟电路的介绍
采用时钟方式时，在XTAL1和XTAL2之间接入石英晶体振荡器（晶振）即可使内部振荡器起振，产生单片机工作所需的时钟脉冲。如图2-5所示。
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图2-5 MCS-51内部振荡方式
MCS-51单片机时钟脉冲也可以由外部产生，但芯片的制造工艺不同，外部时钟源的输入方式有所不同。对于HMOS型芯片，外部振荡信号接至XIAL2引脚，XTAL1接地，XTAL2引脚对电源接入上拉电阻。而CHMOS型芯片，外部振荡信号接至XTAL1,XTAL2悬空。
2.4 单片机的开发软件介绍
单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（Vision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
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3 详细设计
3.1 LED显示接口技术介绍
按显示方式分，用单片机驱动LED数码管的方法有静态显示和动态（扫描）显示两种。静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后需要刷新，直到下一次显示内容需要更新时再传送新的数据，这种方法显示稳定，占用CPU时间少。
图3-1 单片机与LED接口图
本设计主要是用的动态显示，它的特点正好与静态显示相反，需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多，但动态显示所需硬件少，电路相对简单，能节省线路板空间，适合于显示位数较多的系统。图3-1是用动态显示的方法扩展8个LED数码管的电路。采用一片74LS273对断（如果系统中P1口仅用于显示驱动，可省略这个锁存器，将P1口的输出直接连接到LED），电路中的3-8译码器74LS138用于对8位LED分时选通，起位选的作用，这样在任一时刻，只有一位LED是点亮的，但只要扫描的频率足够高，由于人眼的视觉暂留特性，直观上感觉却是连续点亮的，这就是所谓的动态扫描的原理。此电路采用的LED是共阳LED数码管，所以74LS138译码器的输出端需经74LS反相后再接至LED数码管的公共端。
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另外，为了保证显示内容清晰稳定，动态显示的扫描频率有一定的要求，因为频率太低，LED将出现闪烁现象，但频率太高，则每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，理论上，若两次显示之间的时间间隔小于32ms时，人眼即不会感觉闪烁，因此，为了达到此要求，LED的扫描频率一般可按照下式计算：
F=32×N
式中f—扫描的频率，对应为定时器的定时时间（T=1 /f）系数32—根据32ms时间间隔换算而来，32ms对应的频率约为32HZ；
N—LED的个数
即每位数码管点亮时间不得超过T（=1/f）秒，每隔T秒后需点亮下一位数码管。若采用定时中断实现动态扫描，则定时时间可设为T，每次中断点亮下一位数码管。
3.2 MXP2彩频LCD电路模块
本系统采用的MPX2电路模块是一款高画质的低温多晶硅TFT真彩LCD模块，具有接口简单、编程方便、易于扩展等良好性能。MPX2内置专用驱动和控制IC，以驱动IC自己集成显示缓存。无需外部显示缓存。 MPX2系列模块实际上就是将MPX2的TFT-LCD显示器连接在PCB电路板上，并加在PCB电路板上设计了总线缓冲、保护电路，以及背光限流电路，将显示器不便于与开发板连接的软PCB连接接口引出，并以DIP的双排插针引出模块以便于应用上的连接，为了方便应用上的扩展使用，MPX2系列模块将显示器主供电源和显示器背光电源分开供电。如图3-2所示。
图3-2 显示器电路图
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3.3 报警电路设计
主机在接受到呼叫后，进行报警告知值班人员。报警电路可以用单片机P3.5输出1 kHz和500 Hz的音频信号经放大后驱动其扬声器，做报警信号，要求1 kHz信号响100ms，再500Hz信号响200ms，交替进行。这里使用音频放大器LM386，它的工作电压为4～12V，输出功率最大可达1 W，输入阻抗为50kHz。如图3-3所示。
图3-3 报警电路设计图
3.4 键盘模块电路设计
8×8键盘矩阵和64个LED警示灯模块组成，在键盘扫描和LED驱动部分，使用了LED显示电路原理图如图3-4所示。
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