电，使RES端为高电平，复位按钮松开后，电容通过下拉电阻放电，逐渐使RET端恢复低电平。 方案三：上电外部复位电路
典型的上电外部复位电路是既具有上电复位又具有外部复位电路，上电瞬间，C与Rx构成充电电路，RST引脚出现正脉冲，只要RST保持足够的高电平，就能使单片机复位。
一般取C=22uF，R=200,Rx=1k,此时
?=22?10?6?1?103=22ms
图1-7 外部上电复位 当按下按钮，RST出现2.振荡源
10001200?5=4.2V时，使单片机复位。
在MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1(19)、XTAL2(18)分别是此放大器的输入端和输出端。 方案一：内部方式
与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起组成一个自激振荡器。 方案二：外部方式
外部振荡器信号的接法与芯片类型有关。CMOS工艺的MCU其XTAL1端接外部时钟信号，XTAL2端可悬空。HMOS工艺的MCU则XTAL2端接外部时钟信号，XTAL1端须接地。
在MCS-51单片机系列芯片中，用8051或8751芯片可以构成最小系统。因为8051和8751是片内有ROM/EPROM的单片机，用这种芯片构成的单片及最小系统简单、可靠。 8051构成的最小系统特点：
? 受集成度所限，只能用于小型控制单元。
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? 有可供用户使用的大量的I/O口线。
? 仅有芯片内部的存储器，故存储器的容量有限。
? 8051的应用软件要依靠半导体掩膜技术植入，适于在大批量生产的应用系统中使用。
1.2.2 显示与键盘分析
对系统发出命令和输出显示测量结果，主要是由键盘和LED数码显示器组成。
缓慢变化信号和直流信号，要求用数码管适时地进行十进制显示，由于精度要达到0.5%，所以这里用5只LED数码显示器来表示该十进制数，用两只七段数码显示器表示通道号。为实现通道的选取，用键盘实现控制功能。 1．译码方法
用单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式分，有静态显示和动态（扫描）显示，按译码方式可分硬件译码和软件译码之分。 方案一：硬件译码
硬件译码就是显示的段码完全由硬件完成，CPU只要送出标准的BCD码即可，硬件接线有一定标准。 方案二：软件译码
软件译码是用软件来完成硬件的功能，接线灵活，显示段码完全由软件来处理，是目前常用的显示驱动方式。 2．显示方法
在该单片机系统中，使用7段LED显示器构成8位显示器，段选线控制显示的字符，位选线控制显示位的亮或暗。 方案一：静态显示
静态显示，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就不用再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次数据。
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编程容易，管理简单，显示亮度高，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。但引线多，线路复杂，硬件成本高。 方案二：动态显示
动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据会有闪烁感，占用的CPU时间多。
这两种显示方式各有利弊；静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。
当显示装置中有多个多段LED时，通常采用动态扫描驱动电路，节省开销。
3．显示接口芯片的选择 方案一：8279接口芯片
8279是Intel公司的通用可编程键盘和显示器接口电路芯片，内部有显示RAM。8279可以实现对键盘和显示器的自动扫描，识别闭合键的键号，完成显示器的动态显示。从而大大节省了CPU处理键盘和显示器的时间，提高了CPU的工作效率。另外，8279与单片机的接口简单，显示稳定，工作可靠。但8279所需外围元件多（显示驱动、译码等）、命令字多，调试困难，占用电路板面积大、综合成本高，在中小系统中常常大材小用。 方案二：8155接口芯片
采用并行口扩展芯片扩展并行口的方法来设计显示系统。用做显示系统的传统的芯片有8155、8255、8279等。这种方式的优点是速度快，显示数据简单。缺点是，占用单片机口线多。如用8155，其内部集成有：256个字节的SRAM、一个14位二进制减法计数器和3个并行端口PA、PB和PC。但此方案同样需要驱动显示，同时显示扫描还需占用CPU大量时间。但为设计的简单化带来方便，所以采用该芯片作为显示接口芯片，A口为位选线，B口为段
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选线。
4．键盘电路的确定
为了在控制系统中完成采集通道的选择，还需要为该系统设置键盘。由于功能要求简单，仅用两个按键即可完成选择功能，降低了系统的硬件开销，软件处理简单。
1.3 传输方式分析
1.传输方式的选择
串行通信有同步和异步两种工作方式。
方案一：同步方式要求发送与接受保持严格同步，由于串行传输逐位按顺序进行，为了约定数据是由哪一位开始传输，需设定同步字符。此方式传输速度快，但硬件复杂。
方案二：异步方式，规定了数据传输格式，每个数据均以相同的帧格式传送，每帧信息由起始位、数据位、奇偶效验位和停止位组成。帧与帧间用高电平分隔开，但每帧均需附加位，降低了传输效率。
异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。对硬件的要求低，实现起来比较简单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，一般适用于50～9600bps的低速串行通信。 2.电平转换芯片选择
RS-232规定的电平和一般微处理器的逻辑电平不一致，必须进行电平转换。
方案一：采用MCl488和MCl489芯片的转换接口
MCl488和MCl489芯片为早期的RS-232至TTL逻辑电平的转换芯片，
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需要±12V电压，并且功耗较大，不适合用于低功耗的系统。 方案二：采用MAX232芯片的转换接口
MAX232是MAXIM公司的产品，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的+5V电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。
由于RS-232信号电平与MSC-51型单片机信号电平（TTL电平）不一致，因此采用RS-232标准时，必须进行信号的电平转换。RS-232与TTL电平转换芯片各有特点，此处选用MAXIM公司的MAX232芯片。
小结：经简单的理论分析，本系统数据采集部分核心采用ADC0809，单片机系统选用8051构成的最小系统，用LED动态显示采集到的数据，数据传输则选用RS232标准，实现单片机与PC机的通信。
第2章 系统硬件设计
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