二、系統(tǒng)電路構(gòu)成

　　無(wú)紙記錄儀電路由單片機(jī)AT89C55WD、液晶顯示電路、A/D采集電路、FLASH閃存存儲(chǔ)電路、時(shí)鐘電路和看門(mén)狗電路組成，下面簡(jiǎn)要介紹各個(gè)組成部分。

1.單片機(jī)AT89C55WD及電路組成

　　AT89C55WD與MCS-51相兼容，可對(duì)內(nèi)核進(jìn)行1000次的電擦寫(xiě)，其電壓、電流和功耗都比較小，帶有20K的可重寫(xiě)快閃存儲(chǔ)器和硬件看門(mén)狗定時(shí)器。

　　看門(mén)狗定時(shí)器是在系統(tǒng)軟件崩潰后進(jìn)行恢復(fù)的一種方法，WDT由14位計(jì)數(shù)器和看門(mén)狗復(fù)位特殊功能寄存器（WDTRST SFR）組成，在缺省設(shè)置下，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)即關(guān)閉。要使WDT有效，用戶(hù)必須向0A6H單元的WDTRST SFR順序?qū)懭?1EH和0E1H。當(dāng)WDT有效，計(jì)數(shù)器每經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)器周期后加1，除了硬件或WDT溢出復(fù)位，沒(méi)有任何方法可使WDT無(wú)效。當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出，WDT就在RST引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高脈沖。

　　要使WDT持續(xù)有效，就必須每隔一定時(shí)間往WDTRST寫(xiě)入01EH和0E1H來(lái)避免WDT溢出。當(dāng)WDT的14位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至16383（3FFFH）時(shí)，計(jì)數(shù)器便溢出，引起設(shè)備的復(fù)位。這就意味著用戶(hù)必須至少每16383個(gè)機(jī)器周期復(fù)位WDT。使WDT復(fù)位，必須向只寫(xiě)寄存器WDTRST寫(xiě)入01EH和0E1H。當(dāng)WDT溢出時(shí)在RST引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高電平脈沖，持續(xù)時(shí)間為：98×TOSC ，TOSC=1/FOSC。為了充分利用WDT，在要求防止WDT溢出復(fù)位時(shí)，應(yīng)每隔一定周期寫(xiě)WDTRST。

　　單片機(jī)AT89C55WD通過(guò)P0口驅(qū)動(dòng)液晶顯示器；通過(guò)T1輸出作為AD7715的采樣脈沖同時(shí)用P2.6引腳讀入AD7715的采樣數(shù)據(jù)；因?yàn)镕LASH的8根數(shù)據(jù)線與地址線是復(fù)用的，用單片機(jī)的P0口通過(guò)一片74ALS244及TC4010BP將電平轉(zhuǎn)化后與FLASH相連；用單片機(jī)的P2.4經(jīng)過(guò)74ALS32作為時(shí)鐘DS1305的脈沖輸入，INT0與時(shí)鐘的引腳6即INT0相連，這樣DS1305每秒產(chǎn)生中斷信號(hào)作為AD7715采樣的開(kāi)始；通過(guò)把對(duì)時(shí)鐘DS1305的脈沖輸入作為看門(mén)狗X25045的輸入，通過(guò)P2.6向X25045寫(xiě)入數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗功能。

2.液晶顯示電路

　　在記錄儀中使用HG16501點(diǎn)陣式液晶顯示器，其內(nèi)置有T6963C控制芯片，與單片機(jī)接口較為簡(jiǎn)單。

3. A/D采集電路

　　A/D采集電路主要由AD7715構(gòu)成，該芯片是串行輸入，三線接口，而4個(gè)通道的輸入則選用了HCF4051。

該電路主要是5V與3.3V之間的電平轉(zhuǎn)換電路，本設(shè)計(jì)采用三片TC4010BP來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.時(shí)鐘電路

　　系統(tǒng)時(shí)鐘采用串行時(shí)鐘芯片DS1305，并使用Motorola SPI工作方式。DS1305的INT0與單片機(jī)INT0直接相連，DS1305每秒產(chǎn)生中斷啟動(dòng)AD7715進(jìn)行采樣。

6.看門(mén)狗電路

　　系統(tǒng)防復(fù)位的看門(mén)狗電路由可編程的X25045來(lái)實(shí)現(xiàn)，該芯片具有看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控和EEPROM三種功能，這種組合降低了系統(tǒng)的成本并節(jié)省了電路板空間。

三、系統(tǒng)軟件部分

　　系統(tǒng)軟件采用C51語(yǔ)言與A51匯編語(yǔ)言混合編程，其中中斷采樣部分采用A51匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。

1.編程語(yǔ)言                      

　　本系統(tǒng)采用Keil公司V6.10的C51編譯器。A51是一個(gè)有通用特性機(jī)用法的重定位宏匯編器，能很好地與INTEL公司的MASM51宏匯編兼容，支持模塊化編程，可以方便地與語(yǔ)言接口，但與MASM51還是有很大區(qū)別，主要是A51對(duì)許多MASM51的寄存器都不支持，這一點(diǎn)需要注意。

2.工作過(guò)程

　　系統(tǒng)上電，對(duì)時(shí)鐘、液晶顯示器HG16501、AD7715芯片初始化后，主程序處于循環(huán)檢測(cè)鍵盤(pán)的按鍵狀態(tài)，并根據(jù)按鍵作相應(yīng)處理，而采集部分是由CPU每秒產(chǎn)生中斷來(lái)執(zhí)行。四個(gè)通道采集后先向外部存儲(chǔ)器62256寫(xiě)完512個(gè)字節(jié)后置寫(xiě)入允許，主程序一發(fā)現(xiàn)寫(xiě)入允許置位，就將這512字節(jié)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入FLASH閃存，同時(shí)把寫(xiě)允許復(fù)位。 因?yàn)檐浖欠旨?jí)菜單結(jié)構(gòu)，每進(jìn)入下子菜單，都必須作同樣的事，時(shí)鐘讀并顯示，檢查寫(xiě)FLASH閃存允許位是否置位，如置位，則把數(shù)據(jù)寫(xiě)入FLASH閃存，所以把它單獨(dú)列為常規(guī)操作。

主程序和常規(guī)操作的流程圖比較簡(jiǎn)單，故略去。

中斷采集流程圖如圖2所示。

  四、C51及A51程序

整個(gè)系統(tǒng)軟件C51部分的源程序約70KB，中斷部分的A51源程序約7.1KB，兩部分編譯連接后產(chǎn)生的HEX文件將近16KB，僅用了20KB程序存儲(chǔ)器的五分之四，剩下的4K可留給將來(lái)添加新功能。

結(jié)束語(yǔ)

　　在研制無(wú)紙記錄儀的過(guò)程中，我們采用C51與A51混合編程進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，以FLASH閃存作為存儲(chǔ)器，不但軟件的功能豐富多了，而且由于存儲(chǔ)器穩(wěn)定可靠、便于攜帶，也方便了進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理工作。