青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
ADC0832工作时，模拟通道的选择及单端输入和差分输入的选择，都取决于输入时序的配置位。当差输入时，要分配输入通道的极性，两个输入通道的任何一个通道都可作为正极或负极。
2.4 单片机的选型与设计
随着电子技术的发展，单片机的功能将更加完善，因而单片机的应用将更加普及。它们将在智能化仪器、家电产品、工业过程控制等方面得到更广泛的应用。单片机将是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多的有种微型计算机。
2.4.1 AT89C51单片机简介
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。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，如图2-5所示。AT89C51单机为很多嵌入式控制系统提供灵活性高且廉价的方案。
图2-5 AT89C51单片机的结构示意图
2.4.2主要特性
·与MCS-51 兼容
-9-
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
·4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·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 ·片内振荡器和时钟电路 2.4.3 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。
2.5 LED显示电路的设计
目前广泛应用的显示设备有发光数码管显示器(LED)和液晶显示器，液晶显示技术适用于显示信息较多的情况，对环境要求也比较高。
本次设计是利用89C51单片机串行口和74HC573移位寄存器实现LED动态显示的一种方法,利用该方法设计的LED显示系统具有硬件结构简单、软件编程容易和价格低廉等特点。下面简单简绍一下74HC573这个芯片。
2.5.1 74HC573
74HC573是高性能硅门CMOS 器件（锁存器）。SL74HC573 跟LS/AL573 的管脚一样。当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 输出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上 操作电压范围：2.0V~6.0V
-10-
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
低输入电流：1.0uA
CMOS 器件的高噪声抵抗特性
2.5.2发光二极管及LED显示器
发光二极管是由半导体发光材料做成的PN结，只要在发光二极管两端通过正向电流5-20mA就能达到正常发光。LED的发光颜色通常有红、绿、黄、白，其外形和电气图形符号如图2-6所示。单个LED通常是通过亮、灭来指示系统运行状态和用快速闪烁来报警。
aa)外形 b)图形符号 图2-6 LED
通常所说的LED显示器由7个发光二极管组成，因此也称之为七段LED显示器，其排列形状如图2-7所示。显示器中还有一个圈点型发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七个发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。
图2-7 LED显示
2.5.3 LED数码管动态显示接口
-11-
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
在单片机应用系统中，数码管显示器显示常用两种办法：静态显示和动态扫描显示。基于电路设计简洁成本低在本次设计中采用了数码管的动态显示，下图2-8为本次设计所用的电路图。
图2-8 动态LED显示电路
2.6 时钟芯片的选型与设计
日期和时间信息由时钟芯片提供，对于不断开停的矿车来说，要求时间和日期信息不会因为仪器掉电而丢失，实现这一功能的方式有两种:一是用内部不带电池的时钟芯片，外部接上可充电电池，在系统上电工作期间能够对充电电池充电，当掉电后，充电电池可以保证时钟芯片继续工作，时间和日期信息不会因为电池掉电而丢失。另外一种方法是直接采用内嵌电池的时钟芯片，不需要另外设计充电电路。目前，比较常用的时钟芯片有:Philips公司生产的PCF8563, Motorola公司生产的M48T86, Dalla公司生产的DS1302CN, DS12C887以及Xicor公司新出的高精度实时时间芯片X1288等。其中，DS1302CN是串行输入输出口，但内部不带电稗，需要外接充电电池。DS12C887内嵌电池，但是输入输出口是并行的，占用的单片机端口较多。下面简单介绍两种。
2.6.1 DS12C887
DS12C887是跨越2000年的时钟芯片，专为IBMAT计算机的时钟系统而设计，它是用4位数表示年度的日历系统。DS12C887采用24引脚双列直插式封装，正常工作可以保证时钟数据10年内不会丢失。芯片内部有自己的晶振系统和供电系统，其内部的年、月、日、时、分、秒，以及闰年信息，可以延续到2100年，也就是公元2100年之
-12-
青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）
前的。
2.6.2时钟芯片在电路中的应用
为了正确的显示时间，即使电路停止工作但时间一直显示，就需要直流电源和电池两种供电方式给PCF8563供电。如图2-9所示。
图2-9 时钟芯片在电路中的应用图
2.7可移动存储芯片的选型与设计
数据记录仪是本设计中数据传递的重要环节，压力测量仪测量的压力信息要通过数据记录仪传递到地面计算机。数据记录仪需要记录的数据包括压力值、时间和日期。根据设计需要，为了把数据一记录仪设计成可插拔式，以方便操作人员在工作结束后能够将数据带回地面，尽量选用体积较小的存储器，便于携带。
存储器的种类很多，按存储类型来分，可分为FLASH(闪速存储器)、EPROM(紫外线擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电擦除可编程只读存储器)、SRAM(静态随机存储器)、DRAM(动态随机存储器)、FRAM(铁电存储器)和NVRAM(非易失性存储器)等。FLASH存储器是目前使用最多、也是比较流行的存储器类型，其中M45PE80是FLASH存储器中容量较大的一款。所以本设计选用M45PE80作为可移动外部存储器。
-13-