【正文】 VFD(熒光顯示器 )。 (2)有些單片機(jī)設(shè)置了一些特殊的串行 I/O 功能，為構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)提供了方便條件。 4．低功耗化 8 位單片機(jī)產(chǎn)品已 CMOS 化， CMOS 芯片的單片機(jī)具有功耗小的優(yōu)點(diǎn)，而且為了充分發(fā)揮低功耗 。 特點(diǎn)，這類單片機(jī)普遍配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)等工作方式。在這些狀態(tài)下低電壓 工作 作的單片機(jī)，其消耗的電流僅在 μ A 或 nA 量級(jí)，非常 適合于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其他消費(fèi)類電子產(chǎn) 品 。 5．外圍電路內(nèi)裝化 隨著 集成電路 技術(shù)及工藝的不斷發(fā)展，把所需的眾多外圍電路全部裝入單片機(jī)內(nèi)，即系統(tǒng)的單片化是目前單片機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之一。例如，美國(guó) Cygnal 公司的 C8051F020 8 位單片機(jī)，內(nèi)部采用流水線結(jié)構(gòu)，大部分指令的完成時(shí)間為 1 或 2 個(gè)時(shí)鐘 周期 ，峰值處理能力為25MIPS。片上集成有 8 通道 A/D、兩路 D/A、兩路電壓比較器，內(nèi)置溫度 傳感器 、定時(shí)器、可編程數(shù)字交叉開關(guān)和 64 個(gè)通用 I/O 口、 電源 監(jiān)測(cè)、看門狗、多種類 型的串行接口（兩個(gè)UART、 SPI）等。一片芯片就是一個(gè) “ 測(cè)控 ” 系統(tǒng)。 綜上所述，單片機(jī)正在向多功能、高性能、高速度（時(shí)鐘達(dá) 40MHz）、 低電壓（ 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 即可工作）、低功耗、低價(jià)格（幾元錢）、外圍電路內(nèi)裝化以及片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量不斷增大的方向發(fā)展。 . 主控芯片 簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)上網(wǎng) 主控芯片 由單片機(jī) STC89C52 控制完成。基本原理為當(dāng)對(duì)射式紅外傳感器檢測(cè)部分檢測(cè)到有車輛經(jīng)過時(shí)，紅外對(duì)射傳感器被中斷即產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)將供給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制 。 計(jì)數(shù)控制部分是將計(jì)數(shù)脈沖送入單片機(jī) STC89C52 兩個(gè)中斷入口的 INT0 入口，經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部對(duì)這個(gè)中斷信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)編程 。 單片機(jī)的引腳圖如圖 21 所示： E A /V P31X119X218R E SE T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2S T C 89 C 52 圖 21 STC89C52RC引腳圖 主要特性如下： STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 2— 2(a) 所示，在 RXD 和 TXD 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在 ～12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 2— 2（ b） 所示， RXD 接地， TXD 接 外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 U1外部振蕩器R1V C C+ 5VX1X2C430 pC530 p X112 MX1X2 （ a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （ b）外部方式時(shí)鐘電路 圖 2— 2時(shí)鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 21 所示 ： 表 21 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us 才能完成復(fù)位操作。 產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 2— 3 所示： 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 D2D1片內(nèi) R O MV S S施密特觸發(fā)器 復(fù)位電路V C CR S T 圖 2— 3復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào) (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 上電自動(dòng) 復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 2— 4（ a） 所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 2— 4（ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的 。 其電路如圖 2— 4（ c）所示： C22 uFC22 uFC22 uFC22 uFR1KR20 0R1KR1KR1KS1S W P BS2S W P BV C C S T C 89 C 5 2V C CR S TV S SV C CR S TV S SN e tL a b e l16 S T C 89 C 5 2V C CR S TV S S （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 2— 4復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 1 個(gè)機(jī)器周期。 STC89C52 具體介紹如下： ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信 號(hào) PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。 ④可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 主要功能 如表 22 所示 ： 表 22 STC89C52主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 256x8bit內(nèi)部 RAM 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2個(gè)串行中斷 可編程 UART串行通道 2個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 2個(gè)讀寫中斷口線 3級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 . 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖 25 所示： 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U2S T C 8 9 C 5 2C31 0 u FS0S W P BR11 0 KV C CP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6R S TP 2 7P 3 0P 3 1P 3 7P 3 6X2X1P 3 4P 3 5P 3 2P 3 3P 1 7P 1 6P 1 5P 1 4P 1 3P 1 2P 1 1P 1 0V C CC73 0 pC63 0 p X11 2 MX1X2 圖 25 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 STC89C52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路組成。其介紹如下： （ 1）晶振電路為單片機(jī)提供時(shí)序使單片機(jī)能夠正常工作，在圖 25 中采用單片機(jī)內(nèi)部振蕩方式。此時(shí)，只要接上兩個(gè)電容和一個(gè)晶振即可。電容的大小影響著振蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性，通常選擇 10~30pF 的相等的兩個(gè)瓷片電容。 （ 2） C3 和 R1 構(gòu)成了復(fù)位電路。剛開始上電時(shí)時(shí)， C3 瞬間相當(dāng) 于短路， C3 兩端保持0V電壓， VCC 的電源電壓就都加在了 R1 上，因此在單片機(jī) 9 腳 RST 上變成了高電平，此后 C3 上逐漸充電，即在 C3 上出現(xiàn)電壓， R1 上的電壓開始下降，最后單片機(jī) 9 腳 RST上變成了低電平。在此過程中只要滿足單片機(jī) 9 腳 RST 上的高電平持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期即可使單片機(jī)復(fù)位。 第 對(duì)射 紅外檢測(cè)電路 設(shè)計(jì) 對(duì)射紅外檢測(cè)電路由紅外對(duì)射式傳感器完成， 對(duì)射式 紅外傳感器 由發(fā)射器和接收器組成，其工作原理是：通過發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之前阻斷光線時(shí)， 產(chǎn)生電平 信號(hào) ， 通過介質(zhì)完成。對(duì)射式 紅外傳感器 的特點(diǎn)在于：可辨別不透明的反光物體，有效距離大，不易受干擾，高靈敏度，高解析，高亮度，低功耗，響應(yīng)時(shí)間快，使用壽命長(zhǎng)，無鉛，應(yīng)用 廣泛。 當(dāng)接收器接通工作電壓后，發(fā)射端上的紅色電源指示 二極管 就會(huì)點(diǎn)亮。接收端上有一個(gè)紅色的輸出狀態(tài)指示 LED，正常情況下接收器能持續(xù)收到發(fā)射器發(fā)出的紅外信號(hào)，此時(shí)接收端上的輸出狀態(tài)指示 LED 熄滅，接收器的耗電保持在 5 毫安的低水平。在門開啟或關(guān)閉的過程中，若意外地有行人或車輛從門間通過，則從發(fā)射器發(fā)出的紅外信號(hào)被遮擋，接收器在此瞬間無法接收到該紅外信號(hào)。此時(shí)，蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 接收端上的輸出狀態(tài)指示 LED 立即被點(diǎn)亮，導(dǎo)致接收器的耗電因此而上升到 15 毫安，此電流變化促使接收板上的輸出 繼電器 吸 合，通過 接線柱 輸出一個(gè)閉合信號(hào)，對(duì)開門機(jī)發(fā)出停止運(yùn)轉(zhuǎn)的指令。 R210 0R322 KR510 KD1L E DD2L E DD3L E D 1V C CR410 K