【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 短時(shí)間是振蕩器建立時(shí)間加上二個(gè)機(jī)器周期，在這段時(shí)間內(nèi)， RST端口的電平應(yīng)維持高于斯密特觸發(fā)器的下閥值。一般 Vcc的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，振蕩器建立時(shí)間不超過(guò) 10ms。復(fù)位電路的典型值為： C取 10uf,R取 ， 故時(shí)間常數(shù) t=RC=1010=82ms，足以滿足要求。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 如圖 所示， MCS51 單片機(jī)采用的是 40 引角的雙列直插封裝（ DIP）放式。 如圖 。在 40 條引角中，有 2 條專用于主電源的引角， 2 條外接晶體的引腳， 4 條控制引腳， 3 條 I/O 引角。下面分別敘述各引腳的功能。 圖 mcs51單片機(jī)的引腳圖 ① 主電源引腳 Vss 和 Vcc Vss(20):接地； Vcc（ 40）：正常操作時(shí)接 +5V 電源。 ② 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 當(dāng)外接晶體振蕩器時(shí) XTAL1 和 XTAL2 分別接在外接晶體兩端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘方式事 XTAL1 接地， XTAL2 接外來(lái)振蕩信號(hào)。 ③ 控制引腳 RST/VPD、 ALE/PROG、 /PSEN、 /EA/Vpp RST/Vpp(9): 當(dāng)振蕩器正常運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)二個(gè) 機(jī)器周期以上的高電平單片機(jī)復(fù)位。 Vcc 掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持 RAM 的數(shù)據(jù)。當(dāng) Vcc 下降到低于規(guī)定的水平，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)， VPD 就向 RAM 提供備用電源。 ALE/PROG（ 30）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，由單片機(jī)的 P2 口送出地址的高 8位， P0 口送出地址的低 8 位，數(shù)據(jù)也是通過(guò) P0 口傳送。作為 P0 口某時(shí)送出的信息到底是低 8 位還是傳送的數(shù)據(jù)，需要有一信號(hào)同步地進(jìn)行分別。當(dāng) ALE 信號(hào)（允許地址鎖存）為高電平（有效）， P0 口送出低 9 位地址， ALE 信號(hào)鎖存低 8 為地址。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，次頻率為振蕩器頻率的 1/6，因此可用作對(duì)輸出的時(shí)鐘。但需注意：當(dāng)訪問(wèn)外部 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（執(zhí)行 MOVX 指令）時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ALE 端可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)LS TTL 輸入。 PSEN（ 29）：程序存儲(chǔ)器讀出選通信號(hào)，低電平有效。 MCS51 單片機(jī)可以外接程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它們的地址可以是重合的。 MCS51 單片機(jī)是通過(guò)相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)區(qū)別到底 P2 口和 P0 口送出的是程序存儲(chǔ)器還是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效，此時(shí)地 址總線上送出地址為程序存儲(chǔ)器地址；如果訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是靠 /RD（讀）及 /WR（寫(xiě)）信號(hào)來(lái)控制的。 /PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 輸入。 EA/Vpp(31): 當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ 4KB），但當(dāng) PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò) OFFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（從 0000H 地址開(kāi)始），不管單片機(jī)內(nèi)部是否有程序存儲(chǔ)器。 在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源 （ Vpp）。 ④ 輸出輸入引腳 ~（ 39~32）： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路型準(zhǔn)雙向 I/O 口 可以寫(xiě)為 1 使其狀態(tài)為懸浮，用作高阻輸入 。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線，在訪問(wèn)期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。 EPROM 編程時(shí)，它接收指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。 ~ （ 1~ 8）： P1口是帶內(nèi)部上拉電阻 8位雙向 I/O口。 向 P1 口寫(xiě)入 1時(shí)，P1 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的 P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。在 EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低 8位地址。 ~ （ 21~28）： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高 8 位地址。在對(duì) EPROM 編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高 8 位地址。 ~ （ 10~17）： P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的高 8 位雙向 I/O 口。在MCS51 中，這 8 個(gè)引腳還兼帶有專用功能，這功能如下： 表 引腳功能表 口線 替代的專用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0 (外部中斷 0) /INT1(外部中斷 1) TO(定時(shí)器 0 的外部輸入 ) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 T1(定時(shí)器 1 的外部輸入 ) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 這些專用功能的口線，在與外部設(shè)備接口、外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等反面具有非常重要的作用。 單片機(jī)的最小系統(tǒng) AT89S51 單片機(jī)最小系統(tǒng)，就是使單片機(jī)正常運(yùn)行的最低配置：它有一系列模塊組成，如圖 所示。 1）復(fù)位系統(tǒng) : 當(dāng)引腳 9 出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位 ，程序從頭開(kāi)始運(yùn)行。 2)時(shí)鐘系統(tǒng)： 有振蕩器電路產(chǎn)生頻率等于晶振頻率，這時(shí)用的是外界晶振。也可以又外部單獨(dú)輸入，此時(shí) XTAL2 腳接地，時(shí)鐘信號(hào)由 XTAL1 輸入。 3)電源系統(tǒng)： VCC,和 GND 引腳，供電電壓 。 圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 發(fā)射電路采用一個(gè) 12M 的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)受控開(kāi)關(guān)的脈沖頻率，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。 單片機(jī)第 9 腳（ RST）所接的是一個(gè)最簡(jiǎn)單的 RC 上電復(fù)位電路。 接一個(gè)三級(jí)管發(fā)光二級(jí)管利用紅外光為介質(zhì)，將控制信以紅外光脈沖 的形式發(fā)射出去，由接收電路再進(jìn)行放大，解調(diào)，信號(hào)還原。 晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，本設(shè)計(jì)采用的是一個(gè) NPN 型的三級(jí)管 9013，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級(jí)接法。因?yàn)閺?口出來(lái)的為高電壓，而三級(jí)管 9013 不能承受此電壓，所以采用了一個(gè)阻值較大的電阻來(lái)起分壓作用，從而緩沖了加到三級(jí)管上的電壓。 圖 為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電路原理圖，其中第 1 腳至第 5 腳接 5 個(gè)點(diǎn)觸式的開(kāi)關(guān)，用來(lái)遙控電器電源開(kāi)關(guān)，第 9 腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡(jiǎn)單的 RC 上復(fù)位電路， 15 腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出 40kHz 載波編碼， 18,19腳接 12MHz 晶振。 圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 按鍵電路的設(shè)計(jì) 按鍵單元采用高電位無(wú)效低電位有效地輸入方式，使得輸入的電流不大，保護(hù)單片機(jī)芯片安全。 當(dāng)按下鍵盤(pán)的不同按鍵時(shí)，產(chǎn)生與之相應(yīng)的特定的二進(jìn)制脈沖信號(hào)。將此二進(jìn)制脈沖信號(hào)先調(diào)制在 38 kHz 的載波上，經(jīng)過(guò)放大后，激發(fā)紅外發(fā)光二極管 LED 轉(zhuǎn)變成以波長(zhǎng) 940 nm 的紅外線光傳播出去。 按鍵部分電路圖如圖 所示： 圖 接收電路的設(shè)計(jì) 圖 是為該系統(tǒng)的遙控接收器電原理圖。第 1 至 8 接數(shù) 碼管，用來(lái)顯示被控電器開(kāi)關(guān)的序號(hào)，顯出數(shù)字 0 至 5。第 35 至 39 口接作為電燈的電源控制輸出，后接繼電器，此處是實(shí)現(xiàn)控制電器開(kāi)關(guān)的主要。當(dāng)有輸出電流的時(shí)候，電流通過(guò)繼電器，繼電器檢測(cè)到電流后開(kāi)啟功能，對(duì)應(yīng)的電器電源接通。同時(shí)電流流過(guò)發(fā)光二極管，二極管發(fā)光，我們就可以知道控制是否成功。第 10 腳為 50Hz 交流市電相位基準(zhǔn)輸入，第 12 腳為中斷輸入口，第 11 腳用于接收紅外遙控碼輸入信號(hào)。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 繼電器控制電路 控制模塊通過(guò)單片機(jī) L／ O 口輸出的高低電平來(lái)確定繼電