【正文】 I/O）引腳 P0、 P P P3（共 32 根） ① P0 口（ 39 腳至 32 腳）：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線(xiàn)的低 8 位及數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型的 TTL 負(fù)載。對(duì) 8058032， 引腳的第二功能為 T2 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的外部輸入， 引腳的第二功能為 T2EX 捕捉、重裝觸發(fā)，即 T2 的外部控制端。在對(duì) EPROM 編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高 8 位地址。 作為第一功能使用時(shí)，就作為普通 I/O 口用，功能和操作方法與 P1 口相同。288 位內(nèi)部 RAM 8． 32 可編程 I/O 線(xiàn) 9． 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 10． 5 個(gè)中斷源 11． 可編程串行通道 12． 低功耗的閑置和掉電模式 13． 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 二、 MCS51 單片機(jī)的片外總線(xiàn)結(jié)構(gòu) 綜合上面的描述可知， I/O 口線(xiàn)都不能當(dāng)作用戶(hù) I/O 口線(xiàn)。 ②數(shù)據(jù)總線(xiàn)（ DB）：數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為 8 位，由 P0 提供。 單片機(jī)的時(shí)鐘時(shí)序就是微處理器在執(zhí)行指令時(shí)所需控制信號(hào)的時(shí)間順序。 電路中的器件選擇可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)。 復(fù)位是單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)的初始化 操作，是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 復(fù)位以后，單片機(jī)內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)，單片機(jī)從 ROM的 0000H 開(kāi)始執(zhí)行程序。 RET 按鍵可以選擇專(zhuān)門(mén)的復(fù)位按鍵，也可以選擇輕觸開(kāi)關(guān)。 紅外自動(dòng)水龍頭 21 圖 單片機(jī)正常工作時(shí)的部分引腳圖 輸入電路設(shè)計(jì) 輸入電路是整個(gè)方案的主要組成部分，它要完成的任務(wù)是紅外線(xiàn)的發(fā)射及接受。發(fā)光元件的種類(lèi)很多，依光譜大致可分為紅外線(xiàn)發(fā)光元件及可見(jiàn)光的發(fā)光元 件。 發(fā)射紅外線(xiàn)去控制相應(yīng)的受控裝置時(shí)，其控制的距離與發(fā)射功率成正比。當(dāng)紅外發(fā)光二極管工作在脈動(dòng)直流驅(qū)動(dòng)下，紅外發(fā)射的有效傳送距離與脈沖的峰值電流 IP 成正比，只需盡量提高峰值 IP ，就能提高紅外光的發(fā)射距離。實(shí)用中已有紅外發(fā)射和接收配對(duì)的二極管。此外還有輸出級(jí)和放電管。若無(wú)需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。 參數(shù)功能特性： ?供應(yīng)電壓 ?供應(yīng)電流 36mA ?輸出電流 225mA (max) ?上升 /下降時(shí)間 100 ns 紅外線(xiàn)頻率的設(shè)定 紅光的波長(zhǎng)范圍為 m～ m，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線(xiàn)。 CRRf )221( ?? = 12*1 0 0 0)1 3 0 0 0*29 1 0 0( ?? E ?? HZ 紅外自動(dòng)水龍頭 25 DC7R4Q3GND1VCC8TR2TH6TH6R19 .1 KR21 3 KC41 0 0 0 pR3 R4 R5D3L E D 圖 37 紅外頻率的設(shè)定示意圖 紅外線(xiàn)接收電路 本電路主要任務(wù)是把接收到的微弱紅外信號(hào)，進(jìn)行放大，然后送入單片機(jī)中。 紅外自動(dòng)水龍頭 26 R41 0 0 K ΩR51 2 0 KR81KC60 .1 μ p3274 圖 38 紅外線(xiàn)接收示意圖 接收元件是 HP3FR2S 光敏二極管，暗電流 ?? ? ，光電流 ?? ?20 ，峰值波長(zhǎng) ?940 m。它除了放大信號(hào)外，還能穩(wěn)定輸出電壓。通過(guò)判斷 腳的電平高低，就能知道紅外線(xiàn)探測(cè)范圍內(nèi)有沒(méi)有人。電磁閥工作電壓范圍： 220V、 50 赫茲，單片機(jī)工作電壓為直流 5V。 圖 310 普通常用的水龍頭 結(jié)構(gòu)圖 電磁閥 普通水龍頭由人工實(shí)現(xiàn)了水流量的控制，了解其工作狀態(tài)，紅外自動(dòng)水龍頭 29 有助于我們理解電磁閥的工作原理，以加深對(duì)控制技術(shù)的領(lǐng)悟。當(dāng)閥桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，閥桿帶動(dòng)閥芯向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)閥芯上橡皮與閥體的密封面完全接觸時(shí)，就阻止了水的流出，即 關(guān)。 因?yàn)槠胀ǖ碾姶砰y只有兩種工作狀態(tài)：斷開(kāi)與閉合。這點(diǎn)在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意到延時(shí)的時(shí)間設(shè)置，否則設(shè)計(jì)出來(lái)的方案可能不能夠正常運(yùn)行。 紅外自動(dòng)水龍頭 30 DF— 3 型電磁閥主要用于一般液體管道的通斷控制，其公稱(chēng)通徑： 3mm、電壓 AC 220V。 紅外自動(dòng)水龍頭 31 X11 2 M H zC23 0 pC33 0 p S W 1S W S P S TV c cX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427V s s20V c c40K M 1 K M 2 K M 3~ 2 2 0 V~ 2 2 0 VQ7F Z T 6 9 0 BK M 1Q8K M 2Q9F Z T 6 9 0 BK M 3R66 R 8R96 R 8R 1 36 R 8T R 1T RS A T 2 P 2 S 2 BB R 1W 1 0 G+ 5 V電磁閥 1 電磁閥 2 電磁閥 3圖 312 方案驅(qū)動(dòng)電路原理圖 紅外自動(dòng)水龍頭 32 第四章 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思想與流程圖 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)首先要求盡量減少程序錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)上機(jī)調(diào)試后，程序能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求并能正確執(zhí)行；其次要求源程序結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)明、清晰、便于理解，源程序應(yīng)便于閱讀、修改和測(cè)試；再次，源程序應(yīng)具有較好的維護(hù) 性、可靠性和高效性。從流程圖上，可清楚地看出這種過(guò)程各個(gè)步驟之間的邏輯關(guān)系，程序運(yùn)行時(shí)各種可能進(jìn)行的過(guò)程及其先后次序。 CLP //關(guān)閉紅外中距離發(fā)射 CLP //關(guān)閉電磁閥 3 紅外自動(dòng)水龍頭 35 SETB //開(kāi)啟紅外線(xiàn)近距離發(fā)射 SETB //電磁閥 2 工作 LOOP4: JB LOOP3 // 人是否進(jìn)入紅外有效區(qū) 3，不是則轉(zhuǎn)。調(diào)試時(shí)，一紅外自動(dòng)水龍頭 36 定要符合入口條件和出口條件，調(diào)試可用單步運(yùn)行和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶(hù)系統(tǒng)的 CPU 現(xiàn)場(chǎng)情況、 RAM 的內(nèi)容和 I/O 口的狀態(tài)，檢查程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求，有無(wú)循環(huán)錯(cuò)誤、有無(wú)機(jī)器碼錯(cuò)誤以及轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)用戶(hù)系統(tǒng)中存在硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和軟件算法錯(cuò)誤，各程序模塊調(diào)試通過(guò)后，則可以把相關(guān)功能塊連在一起總調(diào)，這個(gè)階段若有故障，可以考慮各子程序運(yùn)行時(shí)是否破壞了現(xiàn)場(chǎng)、緩存單元、工作寄存器是否發(fā)生沖突、標(biāo)志位的建立和清除是否錯(cuò)誤，堆棧區(qū)是否有溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等等，若用戶(hù)系統(tǒng)是在開(kāi)發(fā)機(jī)的監(jiān)控程序下運(yùn)行時(shí)，還要考慮用戶(hù)緩存單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。 當(dāng)全部調(diào)試和修改完成后，將用戶(hù)程序固化到 EPROM、FLASH 和 EEPROM 中，插入用戶(hù)樣機(jī)后，用戶(hù)系統(tǒng)即能獨(dú)立工作，至此單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研制完成。如熱釋電紅外線(xiàn)傳感器、紅外遙控、 555 定時(shí)器應(yīng)用電路、普通自動(dòng)水龍頭控制方案、閥門(mén)基礎(chǔ)等的工作原理及應(yīng)用、還有一些有說(shuō)明價(jià)值的圖片。比如在論證方案時(shí)有種芯片 SM9576，起初以為是單片 機(jī)，但是在網(wǎng)上查詢(xún)的結(jié)果是一種性能可靠的單片紅外線(xiàn)傳感器。也不敢寫(xiě)在設(shè)計(jì)里，因?yàn)槲乙膊磺宄? 3，三人行必有我?guī)煛Ｓ袝r(shí)課下也和不少同學(xué)商量該怎么做設(shè)計(jì)，有些簡(jiǎn)單的問(wèn)題，他們也能給我個(gè)明白的答復(fù)。若想實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)控制，勢(shì)必要使用多個(gè)電磁閥，成本就增加了許多，造成了實(shí)用性不強(qiáng)的后果。所以這個(gè)實(shí)用性一般，但對(duì)于普通家庭來(lái)說(shuō)，價(jià)格還是不太令人滿(mǎn)意。在那種燈紅酒綠高消費(fèi)的地方，這種方案控制的彩色燈，即新穎又好玩，符合年輕人的品味，很具有商業(yè)價(jià)值，值得去開(kāi)發(fā)應(yīng)用。玩者可以適當(dāng)調(diào)整紅外線(xiàn)接收距離的最大值和最小值，就能 控制最終的變形狀態(tài)。由于紅外發(fā)光二極管工作電流大小不同，發(fā)射距離相同，因此光敏元件先后接收的信號(hào)強(qiáng)弱不一樣。當(dāng)有人企圖使用鑰匙打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)，能自動(dòng)識(shí)別是不是車(chē)主，需不需要報(bào)警。它可以廣泛應(yīng)用于高級(jí)賓館和現(xiàn)代居室洗手間里的水龍頭閥門(mén)、皂液供給機(jī)、手干燥器、香水噴霧器等方面的自動(dòng)化裝置上 ,還可開(kāi)發(fā)應(yīng)用在博物館防近語(yǔ)音報(bào)警、防盜 報(bào)警及紅外檢測(cè)器中。 ●用兩個(gè)引腳外接兩位開(kāi)關(guān)來(lái)控制輸出時(shí)間及輸出次數(shù) 。 紅外自動(dòng)水龍頭 44 SM9576 為 20 腳器件 ,引腳排列見(jiàn)圖 1 ,內(nèi)部框圖如圖 2 所示。 4 腳 :OP3 內(nèi)部第三運(yùn)放輸入腳 。 10 腳、 11 腳 :輸出形式選擇 。在方案研究和設(shè)計(jì)撰寫(xiě)過(guò)程中，自始自終都給以了悉心指導(dǎo)。 紅外自動(dòng)水龍頭 47 X1 12MHzC2 30pC3 30pSW1SWSPSTVccXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427Vss20Vcc40R1 9.1KR2 13KC4 1000pR3R4R5R10100KΩR11120KR121KC