智能插座控制系統(tǒng)的硬件設計方案-文庫吧
2025-04-12 12:02 本頁面
【正文】 ，我們采用型號為AT89C2052的單片機。第一， ATC89C2051單片機采用Flash存儲器技術，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS51完全兼容。 第二， AT89C2051片內(nèi)含有2K字節(jié)的Flash程序存儲器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM。第三， 允許工作的時鐘為0—24MHz。第四， AT89C2051不允許構(gòu)造外部總線來擴充程序/數(shù)據(jù)存儲器，所以它不需要ALE、PSEN、RA、WR一類的引腳。第五， AT89C2051共有20個引腳，它只繼承了8031最重要的引腳，體積小巧。 AT89C2051主要性能 AT89C2051是ATMEL公司生產(chǎn)的帶2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器(EEPROM)的8位單片機,它具有如下主要特性：和MCS51產(chǎn)品的兼容2K字節(jié)可重編程閃速存儲器耐久性：1,000寫／擦除周期～6V的操作范圍全靜態(tài)操作：0Hz～24MHz兩級加密程序存儲器1288位內(nèi)部RAM15根可編程I/O引線兩個16位定時器/計數(shù)器六個中斷源可編程串行UART通道直接LED驅(qū)動輸出片內(nèi)模擬比較器 低功耗空載和掉電方式 .2 AT89C2051芯片的20個引腳及功能 (RXD) 2VCCRamp。T/VPP 1XTAL2 4 (INT0) 6(INT1) 7(TO) 8(T1) 9GND10XTAL1 5(TXD) 3VCC20 VCC19 18 17 16 15 11 12 (AIN2)13 (AIN1) AT89C2051的引腳圖1. Vcc：電源電壓。2. GND：地。3. P1口：P1口是一8位雙向I/O口。～。 。(AIN0)和反相輸入（AIN1)。P1口輸出緩沖器可吸收20mA電流并能直接驅(qū)動LED顯示。當P1口引腳寫入“1”時,其可用作輸入端?！?它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流(IIL)。P1口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。4. P3口：～、。 I/O引腳而不可訪問。P3口緩沖器可吸收20mA電流。當P3口引腳寫入“1”時,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時,被外部拉低的 P3口引腳將用上拉電阻而流出電流(IIL)。P3口還用于實現(xiàn)AT89C2051的各種功能,如下表1所示。 P3口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 5. RST：復位輸入。RST一旦變成高電平,所有的I/O引腳就復位到“1”。當振蕩器正在運行時,持續(xù)給出RST引腳兩個機器周期的高電平便可完成復位。每一個機器周期需12個振蕩器或時鐘周期。6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。7. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 P3口的功能 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口) TXD(串行輸出端口) INT0(外中斷0) INT1(外中斷1) TO(定時器0外部輸入) T1(定時器1外部輸入) AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C2051是一帶有2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲體(EEPROM)的低電壓,高性能8位CMOS微型計算機。如圖1所示，它采用ATMEL的高密非易失存儲技術制造并和工業(yè)標準MCS—51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的CPL1和閃速存儲器,ATMEL AT89C2051是一強勁的微型計算機,它對許多嵌入式控制應用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。 …..。RAM地址寄存器AR1288RAMP1口P3口SP中斷控制定時/計數(shù)器串行I/O口 鎖存器鎖存器數(shù)據(jù)指針DPTR指令寄存器IR累加器A寄存器B2KBPFEROM緩沖器指令譯碼器ID程序計數(shù)器PC暫存器2暫存器1定時與控制程序狀態(tài)字PSWALUPC增1程序地址寄存器AR AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 此外,從AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致（除模擬比較器外）,引腳RST、XTALXTAL2的特性和外部連接電路也完全與51系列單片機相應引腳一致,但P1口、P3口有其獨特之處。 AT89C2051的引腳說明AT89C2051是一個有20個引腳的芯片,引腳如圖1所示,與8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行對比可發(fā)現(xiàn),AT89C2051減少了兩個對外端口（即P0、P2口）,使它最大可能地減少了對外引腳,因而芯片尺寸有所減少。 AT89C2051的軟硬件約束 AT89C2051單片機由于引腳的限制，沒有設置外部存儲器的接口，所以，對于外部存儲器的讀/寫指令如MOVX等不起作用。由于ROM空間為2KB，所以，對于跳轉(zhuǎn)指令要注意轉(zhuǎn)移的目的地址范圍（000H—7FFH）,超出地址范圍時，將產(chǎn)生不可遇見的錯誤結(jié)果。數(shù)據(jù)存儲的范圍是（00H—7FH），堆棧操作時亦應加以注意。，無法再外部使用。模擬比較器可以方便的比較兩個模擬電壓的大小，若外接一個D/A轉(zhuǎn)換器并將其輸出作為模擬比較器的一個輸入，而由模擬比較器的另一個輸入端引入被測電壓，通過軟件的方法也可以實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。 AT89C2051的存儲器編程AT89C2051單片機提供有2KB的片內(nèi)Flash程序存儲器，它允許在線修改或使用專用編程器編程。a． Flash存儲器加密位 AT89C2051單片機有2個加密位，可以編程（P）或不編程（U）以獲得不同的加密功能。（a） AT89C2051單片機加密功能表LB2加密功能LB1無加密功能UU禁止對Flash再編程UP禁止對Flash再編程，還禁止程序校驗UPP加密位內(nèi)容的擦除只能通過片擦除操作來完成。b．Flash存儲器的編程和程序校驗（1）（b）所示。（b） AT89C2051單片機編程模式表RESET模式LHHH12V寫入代碼數(shù)據(jù)LLHHHH讀出代碼數(shù)據(jù)HHHH12V寫加密位LB1LLHH12V寫加密位LB2LH12V芯片擦除LLLHH讀信號字節(jié)LLL注：①內(nèi)部EPROM的計數(shù)器在RESET的上升沿復位到000H，并由XTAL1，引腳正脈沖執(zhí)行計數(shù)；②片擦除需要10ms的PROG脈沖；③ c. AT89C2051單片機的片內(nèi)Flash存儲器編程步驟如下： ①上電次序是在VCC、GND引腳加工作電壓，RESET、XTAL1引腳接到GND,懸浮其它引腳，等待大于10ms以上時間；②在RESET；③；④—；⑤升高RESET到12V激活編程；⑥，編程一個字節(jié)或加密位；⑦校驗已被編程數(shù)據(jù)，使RESET從12V降到邏輯電平“H”—，可以在P1口輸出數(shù)據(jù)；⑧進行下一地址單元的字節(jié)編程，在XTAL1加一脈沖，使地址計數(shù)器加1，在P1口加入編程數(shù)據(jù)。重復步驟①—⑧，完成整個2KB的編程。下電次序為：設置XTALRESET為“L”,浮空其它I/O引腳，關閉VCC電源。(3)（c）（d）所示。+5V+5VVCCRDY/BSYVIHPGM DATAPGM DATAP1PROGP1VIH/VPPRESETXTAL1GNDRESETXTAL1VIHGND89C205189C2051（d） 校驗電路（c） 編程電路說明幾點：（1）；（2）單片擦除需要10ms的PROG；（3）內(nèi)部EEPROM地址計數(shù)器在RESET的上升沿復位到000H，并由XTAL1引腳正脈沖執(zhí)行計數(shù)?！≈悄懿遄挠布到y(tǒng)設計 智
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