【文章內容簡介】 掉電方式 和 MCS51 產品的兼容 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 128 8位內部 RAM 15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 驅動輸出 片內模擬比較器 低功耗空載和掉電方式。 AT89C2051的引腳說明 AT89C2051 是一個有 20 個引腳的芯片 ,與 8051 內部結構進行對比可發(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。如表 41 所示： AT89C2051 芯片的主要引腳功能為： 1. Vcc：電源電壓。 2. GND：地。 3. P1 口： P1 口是一 8 位雙向 I/O 口。口引腳 ～ 提供內部上拉電阻。 和 要求外部上拉電阻。 和 還分別作為片內精密模擬比較器的同相輸入 (AIN0)和反相輸入（ AIN1)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅動 LED 顯示。當 P1 口引腳寫入“ 1”時 ,其可用作輸入端。當引腳 ～ 用作輸入并被外部拉低時 ,它們將因內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： P3 口的 ～ 、 是帶有內部上拉電阻的七個雙向 I/0 引腳。 用于固定輸入片內比較器的輸出信號并且它作為一通用 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 101 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。 表 41 P3口的功能 端 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 ) 從上述引腳說明可看出， AT89C2051 沒有提供外部擴展存儲器與 I/O 設備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號 ,因此利用 AT89C2051 構成的單片機應用系統(tǒng)不能在AT89C2051 之外擴展存儲器或 I/O設備，也即 AT89C2051 本身即構成了最小單片機系統(tǒng)。 復位電路 時鐘電路工作后，在 REST 管腳上加兩個機器周期的高電平，芯片內部開始進行初始復位，如圖 43所示： 振蕩電路 圖 43復位電路圖 C30 .4 7 u fR11kG NDV C CSs w P B 本 文 晶振選擇頻率為 12MHz，電容選 擇 30pF 如圖 44 所示。經(jīng)計算得單片機工作胡機器周期為： 12（ 1247。 12M） =1us。 光電傳感器 簡介 光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此 ,光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉變成為電信號的器件。 光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用 來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。近年來，新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是 CCD 圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。 在此次設計中我們采用的是光電傳感器中最常見普遍的光敏二極管做紅外接收二極管和光面三極管做紅外發(fā)送三極管。 光敏二極管 光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積， PN圖 44振蕩電路圖 C13 0 p FC23 0 p FX T A LX T A L21X L A L 1X T A L 2結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負載電阻相串聯(lián)，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很?。?amp。micro。A），稱為光敏二極管的暗電流；當有光照時，載流子被激發(fā)，產生電子 空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參于導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光 照強度變化而變化的電信號。 光敏三極管 光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個極 —— 發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，發(fā)射區(qū)較小，入射光主要被基區(qū)吸收。工作時集電結反偏，發(fā)射結正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流 Iceo=（ 1+β ）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還小；當有光照時，激發(fā)大量的電子 空穴對，使得基極產生的電流 Ib 增大，此刻流 過管子的電流稱為光電流，集電極電流 Ic=（ 1+β ） Ib，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度 。 光電傳感器檢測原理 檢測原理是 : 隨著心臟的搏動，人體組織半透明度隨之改變：當血液送到人體組織時，組織的半透明度減小，當血液流回心臟，組織半透明度則增大；這種現(xiàn)象在人體組織較薄的手指尖、耳垂等部位最為明顯 [5]。因此本設計將 光敏 二極管產生的紅外線照射到人體的手指部位，經(jīng)過手指組織的反射和衰減由裝在該部位旁邊的光敏三管來接收其透射光并把它轉換成電信號。由于手指動脈血在血液循環(huán)過程中呈周期性的脈動變化，所以它 對光的反射和衰減也是周期性脈動的 , 于是 光敏 接收三極管輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。故只要把此電信號轉換成脈沖并進行整形、計數(shù)和顯示 [9]，即可實時的測出脈搏的次數(shù)。 LED 的綜述 在單片機的應用系統(tǒng)中，為了便于人們觀察和監(jiān)視單片機的運行情況，常常 需要用顯示器顯示運行的中間結果、狀態(tài)等信息，因此顯示器也是不可缺少的外 部設備之一。顯示器的種類很多，從液晶顯示、發(fā)光二極管顯示到 CRT 顯示器， 都可以與微機配接。在單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器主要有發(fā)光二極管數(shù)碼顯 示器，簡稱 LED 顯 示器。 LED 顯示器具有耗電省、成本低廉、配置簡單靈活、安裝方便、耐振動、壽命長等優(yōu)點。但顯示內容有限，不能顯示圖形，因而其應用有局限性 [11]。 LED 的結構 LED 數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光的二極管顯示字段組成的。在單片機應用系統(tǒng)中使用最多的就是七段 LED 數(shù)碼管，有共陰極和共陽極兩種。七段 LED 數(shù)碼管顯示器有 8 個發(fā)光二極管，其中從 a~g 管腳輸入顯示代碼，可顯示不同的數(shù)字或字符，Dp 顯示