【正文】 Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 10000次擦寫周期 0Hz～ 33Hz 32個(gè)可編程 I/O口線 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 UART串行通道 2. AT89S52各個(gè)管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0口是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這 種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash編程時(shí)， P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 9 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸 入（ ），具體如表 31所示。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的 管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給 出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口 輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高 八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 表 31 P1口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為 高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口作為 AT89C52 的一些特殊功能口，如表 32所示： RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期 輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 10 表 32 P3 的特殊功能 口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷 0） /INT1 （外部中斷 1） T0 （記時(shí)器 0 外部輸入） T1 （記時(shí)器 1 外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA /VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定 為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 介紹完以上的單片機(jī)系統(tǒng)的核心芯片之后，我們采用 AT89C52 來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能運(yùn)行起來(lái)的需求最小的系統(tǒng)，電路圖 見(jiàn)圖 11 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 上圖由晶振電路和復(fù)位電路， AT89C52 芯片組成，構(gòu)成最小的單片機(jī)系統(tǒng)， 下面詳細(xì)介紹其中的兩個(gè)電路 。 1 晶振電路 單片機(jī)工 作的過(guò)程中各指令的微操作在時(shí)間上有嚴(yán)格的次序，這種微操作的時(shí)間次序稱作時(shí)序，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片內(nèi)部各種微操作提供時(shí)間基準(zhǔn)， 89c52 的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式即在單片機(jī)的外部接一個(gè)晶振電路與單片機(jī)里面的振蕩器組合作用產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此方式常用于多片 89C52 單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步，一般要求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間大于 12MHz的方波。對(duì)于 CHMOS工藝的單片 機(jī)，外部時(shí)鐘要由 XTAL1 端引入，而 XTAL2 端應(yīng)懸空。 本系統(tǒng)中為了盡量降低功耗的原則，采用了內(nèi)部時(shí)鐘方式。 電路圖見(jiàn)圖 ： 12 圖 晶振電路圖 在 89C52 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)震蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振）就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，圖中電容器 C1和 C2 穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5— 30pF，典型值是22pF，晶振 CYS 選擇的是 12MHz。 2 .復(fù)位電路復(fù)位的意義 單片機(jī)開(kāi)始工作的時(shí)候，必須處于一種確定的狀態(tài)，否則，不知 哪是第一條程序和如何開(kāi)始運(yùn)行程序。端口線電平和輸入輸出狀態(tài)不確定可能使外圍設(shè)備誤動(dòng)作，導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器）內(nèi)容不確定可能導(dǎo)致定時(shí)器溢出、程序尚未開(kāi)始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù) ?? ..因此，任何單片機(jī)在開(kāi)始工作前，都必須進(jìn)行一次復(fù)位過(guò)程，使單片機(jī)處于一種確定的狀態(tài)。 復(fù)位電路原理 當(dāng)在 89C52 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。 實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù) 位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，上電復(fù)位見(jiàn)圖 ，要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如下圖所示。上電瞬間 RST引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。 13 圖 上電復(fù)位電路圖 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為 12MHz 時(shí)， C1 為 22uF：R1 為 ?K ；振為 6MHz 時(shí)， C1 為 22uF， R1為 1 ?K . 本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用的是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，開(kāi)關(guān) S9 未按下是上電復(fù)位電路，上電復(fù)位電路在上電的瞬間，由于電容上的電壓不能突變，電容處于充電（導(dǎo)通）狀態(tài)，故 RST 腳的電壓與 VCC 相同。隨著電容的充電， RST腳上的電壓才慢慢下降。選擇合理的充電常數(shù)，就能保證在開(kāi)關(guān)按下時(shí)是 RST 端有兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平從而使 AT89C52 內(nèi)部復(fù)位。開(kāi)關(guān)按下時(shí)是按鍵手動(dòng)復(fù)位電路， RST 端通過(guò)電阻與 VCC 電源接通，通過(guò)電阻的分壓就可 以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。電路圖見(jiàn)圖： 14 圖 復(fù)位電路圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (1)從傳感器過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)，必須放大，濾波，采集，轉(zhuǎn)換才能被 MCU 識(shí)別和 處理。由于假若每一路都設(shè)置放大、濾波等器件，那么成本會(huì)很大，所以信號(hào)的采集一般用多路模擬通路進(jìn)行選擇。然而選擇多路模擬開(kāi)關(guān)時(shí)必須考慮以下的幾個(gè)因素：通道數(shù)量、切換速度、開(kāi)關(guān)電阻和器件的封裝形式?？傊?dāng)?shù)據(jù)采集與硬件的選擇有很大的關(guān)系。 （ 2） 甲醛傳感器的選擇 甲醛傳感器由甲 醛探頭 CH20 傳感器組成。 甲醛傳感器 /甲醛模塊（ CH2O 傳感器）詳細(xì)介紹 如下表 33： (3)測(cè)量電路 測(cè)量電路由 CH20/S10 甲醛傳感器， ADC0832 組成。 甲醛傳感器由甲醛探頭和 CH20 傳感器組成。當(dāng)空氣被內(nèi)部的采樣系統(tǒng)吸收后，產(chǎn)生一個(gè)與甲醛濃度成正比的電壓信號(hào)， 該電壓信號(hào)經(jīng) AD0832與 AT89C52單片機(jī)相連，在顯示器上顯示出甲醛的濃度值，當(dāng)超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警。 15 表 33 傳感器參數(shù)表 名稱 甲 醛 傳 感 器 CH2O/S10: 測(cè)量 范圍 0 10 ppm 最大負(fù)荷 50ppm 工作壽命 空氣中 3年 輸 出 1200177。300nA/ppm4 20mA(甲醛模塊 分辨率 ppm 溫度范圍 20℃ to 45℃ 壓力范圍 大氣壓 177。10% 響應(yīng)時(shí)間 (T 90) 〈 50 seconds 濕度范圍 20℃ to 45℃ 零點(diǎn)輸出 (純凈空體，20℃ ) 〈 ppm 最大零點(diǎn)漂移 (20℃ to 40℃ ) ppm 長(zhǎng)期漂移 〈 2% /每月 推薦負(fù)載值 10Ω 線性度輸出 線性 重 量 約 32 克 模數(shù)轉(zhuǎn)換的選擇與簡(jiǎn)介 ⑴ 實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的基本方法很多，有計(jì)數(shù)法、逐次逼近法、雙斜積分法和并行轉(zhuǎn)換法。由于逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換具有速度，分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，而且采用這種方法的 ADC 芯片成本低，所以我們采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。逐次逼近型 ADC包括 1 個(gè)比較器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 1 個(gè)逐次逼近寄存器（ SAR）和 1 個(gè)邏輯控制單元。逐次逼近型是將采樣信號(hào)和已知電壓不斷進(jìn)行比較，一個(gè)時(shí)鐘周期完成1 位轉(zhuǎn)換，依次類推 ,轉(zhuǎn)換完成后，輸出二進(jìn)制數(shù)。這類型 ADC 的分辨率和采樣速率是相互 牽制的。優(yōu)點(diǎn)是分辨率低于 12 位時(shí)，價(jià)格較低，采樣速率也很好。 ⑵ 由于 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有 8位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換、輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容、 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0～ 5V 之間、工作頻率為250KHZ 、轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32 微秒、一般功耗僅為 15MW 等優(yōu)點(diǎn)，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用，所以我們采用 ADC0832 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。電路圖見(jiàn)圖 ： 16 ⑶ ADC0832 具有以下特點(diǎn)： 178。 8 位分辨率； 178。 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 178。 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 178。 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間； 178。 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS ； 圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖 178。 一般功耗僅為 15mW； 178。 8P 、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； 178。 商用級(jí)芯片溫寬為 0176。C to +70176。C ，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為 ?40176。C to +85176。C ； 芯片接口說(shuō)明： 178。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 178。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 178。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 178。 GND 芯片參考 0 電位（地）。 178。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 178。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 178。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 178。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。