【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 編程 Flash存儲(chǔ)器 ，德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線， 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)，看門狗定時(shí)器，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 [6]。 圖 1 AT89S52 引腳圖 如圖 1 所示為 AT89S52 的引腳圖 ,各管腳功能如下 : VCC： AT89S52 電源正端輸入，接 +5V。 VSS：電源地端。 XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。 XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端。 RST： AT89S52 的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作。 ALE/PROG：表示地址鎖存器啟用信號(hào)。 P0：端口 0 是一個(gè) 8 位漏極開路雙向輸入輸出端口。 P0 在當(dāng)做 I/O 用時(shí)可以推動(dòng) 8 個(gè)LS 的 TTL 負(fù)載。 P1：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè) LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 P1 端口的第二功能如下表 1 所示： 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 表 1 P1 端口的第二功能 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） P2：端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng) 4 個(gè) LS 的 TTL負(fù)載，若將端口 2 的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。 P3：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，同時(shí)還具有額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制等功能。 P3 端口的第二功能如下表 2 所示： 表 2 P3 端口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串 行輸出） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(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)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。 EA/VPP：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路是計(jì)算 機(jī)的心臟，單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。當(dāng)外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件，這樣就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。當(dāng)其外接晶振，就能構(gòu)成自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路如圖所示，此電路在上電大約延遲 10ms后振蕩器起振 ,在 XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為 3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào) ， 其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1,C2的作用有兩個(gè)，一是幫助振蕩器起振，二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1,C2的典型值為 30pF，這時(shí)內(nèi)部震蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定性比較好。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 圖 2 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，由于程序操作錯(cuò)誤或運(yùn)行出錯(cuò)，而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為了擺脫困境，也需要采取復(fù)位以重新啟動(dòng)系統(tǒng)。 AT89S52 的復(fù)位輸入引腳 RST 為 AT89S52 提供了 初始化的手段，有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行 ,即從程序存儲(chǔ)器中的 0000H 地址單元開始執(zhí)行程序。 AT89S52 的復(fù)位電路是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的，復(fù)位電路通常有上電復(fù)位和按扭復(fù)位兩種方式，本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位方式是上電與按鈕復(fù)位電路。復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲。 當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期（即 24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平，單片機(jī)復(fù)位。如下圖 3 所示，在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在 RST 端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平，只要高電平時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以使單片機(jī)有 效地復(fù)位。除上電自動(dòng)復(fù)位以外，常常需要人工復(fù)位，將一個(gè)按鈕開關(guān) S1 并聯(lián)于上電自動(dòng)復(fù)位電路，按一下開關(guān)， RST 端出現(xiàn)一段時(shí)間超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，即使單片機(jī)復(fù)位。 圖 3 復(fù)位電路 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 單片機(jī)控制模塊電路設(shè)計(jì) 在整個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，負(fù)責(zé)對(duì)其它模塊電路采集到的信號(hào)等進(jìn)行處理和加工，并按照之前設(shè)定好的指令執(zhí)行，并將結(jié)果傳送給相應(yīng)的執(zhí)行電路，從而控制整個(gè)系統(tǒng)的正常有序進(jìn)行。 圖 4 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)控制模塊電路圖如圖 4所示， HEADER9為一組排針，其 8和 9腳作為單片機(jī)程序下載的引出端口，通過此接口可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的在線編程。其中， RP RP2都 為阻值為10K的排阻作為上拉電阻，接在 P0、 P2端口可增加其端口的驅(qū)動(dòng)能力。由于每個(gè)集成芯片要添加一個(gè)去耦電容的要求，電容 C3作為去耦電容接在 VCC和 GND之間，起到穩(wěn)定單片機(jī)供電電源的作用，其典型值為 。 電源模塊設(shè)計(jì) LM7805 概述 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，它將調(diào)整、輸出和反饋取樣等電路集成在一起形成單一元件，只有輸出、輸入和公共接地 3個(gè)引出端，通過外接少量元器件即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，使用非常方便，故稱三端集成穩(wěn)壓器。三端穩(wěn)壓器的樣子很像普通的三極管 ,采用 TO220標(biāo)準(zhǔn)封裝，內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 三端穩(wěn)壓器作為一種通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，因?yàn)樗哂畜w積小、成本低、性能好、工作可靠性高、德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 使用簡(jiǎn)捷方便等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種集成穩(wěn)壓器件。 LM7805有以下 特點(diǎn) : (1)輸出電流可達(dá) 1A； (2)輸出電壓有： 5V； (3)過熱保護(hù)； (4)短路保護(hù)； (5)輸出晶體管 SOA保護(hù)。 電源電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)電源模塊設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要工作，電源的精度和可靠性等各項(xiàng)指標(biāo)，直接影響系統(tǒng)的整體性能。電源模塊電路如圖 5所示，電路是一種輸出電壓為 +5V的穩(wěn)壓電源。整個(gè)電源模塊由電源變壓器，橋式整流電路 D1～ D4，濾波電容 C C5，防止自激電容 C C7和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)組成。 電路的工作原理是 220V的交流電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路 D1～ D4的整流以及濾波電容 C4的濾波作用，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805的 Vin和 GND兩端形成一個(gè)并不是很穩(wěn)定的直流電壓，此直流電壓再經(jīng)過 LM7805的穩(wěn)壓作用和濾波電容 C5的濾波作用，此時(shí)便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了穩(wěn)定的直流輸出電壓。其中 H1是 +5V電源的引出接口， 在此設(shè)計(jì)中使用排針來作為引出端口。 SW1是電源開關(guān)，當(dāng)它接通時(shí)，輸出 5V電壓。 D1為發(fā)光二極管，工作電流在 3毫安到 10毫安之間，導(dǎo)通壓降約為 [7]。所以需要通過阻值為 1Ｋ的限流電阻與電源相連，此時(shí)的電流約為 5毫安，當(dāng) SW1接通時(shí)， D1亮，作為電源接通指示燈。 圖 5 電源電路 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模 塊設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM， 工作電壓為 ～ ， 可以通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路可以為系統(tǒng)提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動(dòng)化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 的天數(shù)和閏年的天數(shù)都可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時(shí)時(shí)間格式。此系統(tǒng)采用時(shí)鐘芯片 DS1302 計(jì)時(shí)， DS1302 進(jìn)行初始化后，實(shí)時(shí)時(shí)間可從中讀取。 DS1302 時(shí)鐘芯片的優(yōu)勢(shì)是可以單獨(dú)使 用，直接連接單片機(jī)外圍，有自己獨(dú)立的時(shí)鐘晶振，精度較高。當(dāng)單片機(jī)讀寫時(shí)鐘值時(shí)，死機(jī)或斷電對(duì)其影響較小。 DS1302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于 1mW。 DS1302 原理圖如圖 6 所示： 圖 6 DS1302 引腳圖 DS1302 各引腳功能說明如表 3 所示： 表 3 DS1302各引腳功能 X1， X2 GND 地 RST 復(fù)位 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 SCLK 串行時(shí)鐘 VCC1 后備電源引腳 VCC2 主電源引腳 DS1302在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。 X1和 X2是振蕩源，外接晶振。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘