【文章內(nèi)容簡介】 （ 40腳）：接 +5V 電源正端； VSS（ 20腳）：接 +5V 電源正端。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對于 CHOMS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 （ 3）控 制信號或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4種形式。 （ A） RST/VPD（ 9腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 個機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE（允許地址鎖存信號）以每機(jī)器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲器讀選通輸出端 ,低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機(jī)器周期 PESN 兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間， PESN 信號將不出現(xiàn)。 （ D） EA/Vpp（ 31 腳）： EA 為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當(dāng)EA 端保持高電平時，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器 4KB（ MS— 52 子系列為 8KB）。若超出該范圍時 ，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當(dāng) EA 端保持低電平時，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內(nèi)含有 EPROM的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0口、 P1 口、 P2 口及 P3口 (A)P0 口（ 39腳～ 22 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P0 口。當(dāng)不接外部存儲器與不擴(kuò)展 I/O接口時，它可作為準(zhǔn)雙向 8位輸入 /輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴(kuò)展 I/O口時， P0 口為地址 /數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。它分時提供 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內(nèi) 含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時，則輸出指令字節(jié)。 (B)P1 口（ 1腳～ 8 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。對于 MCS— 52子系列單片機(jī)， 和 還有第 2 功能： 口用作定時器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。對于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時， P0 口接收輸入的低 8位地址。 (C)P2 口（ 21腳～ 28 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為 準(zhǔn)雙向I/O 接口。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過 256 個字節(jié)時， P2 口用于高 8位地址總線送出高 8位地址。對于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時， P2 口接收輸入的 8位地址。 (D)P3 口（ 10腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1功能的輸入輸出或第 2功能。 P3口的第 2功能基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 見下表 31所示。 表 31 P3口的第 2功能 引腳 第二 功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0（中斷 0 請求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1 請求輸入端，低電平有效） T0（定時器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（定時器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)脈沖端） WR(數(shù)據(jù)存儲器寫選信信號輸出端，低電平有效 ) RD（數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效） 綜上所述， MCS— 51 系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： 1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許 多引腳具有第 2功能； 2).單片機(jī)對外呈 3總線形式，由 P P0口組成 16位地址總線；由 P0 口分時復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，控制或測量對象的有關(guān)變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、位移、速度等物理量。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識別和處理數(shù)字量，因此必須經(jīng)過模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 (A/D 轉(zhuǎn)換 )，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對被控對象的識別和處理。完成 A/D 轉(zhuǎn)換的器件即為 A／ D轉(zhuǎn)換器。 ADC0809 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道， 8位逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8位通用 A/D芯片。芯片引腳圖如圖 34所示 , 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖 35所示。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) IN 026m s b 2 1212 220IN 1272 3192 418IN 2282 582 615IN 312 714ls b 2 817IN 42E O C7IN 53A D D A25IN 64A D D B24A D D C23IN 75A L E22re f()16E N A B L E9S T A R T6re f(+ )12C L O C K10.A D C 0 8 0 9.... 圖 34 ADC0809引腳圖 圖 35 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC0809 的引腳功能： D7D0:8 位數(shù)字量輸出引腳 IN0IN7： 8位模擬量輸入引腳 VCC： +5V 工作電壓 GND：接地 REF（ +）：參考電壓正端 REF（ ）：參考電壓負(fù)端 START:A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端 ALE：地址鎖存允許信號輸入端 ADC0809 的主要性能指標(biāo)為： （ 1）分辨率為 8位。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 2）最大不可調(diào)誤差： ADC0809 為 1LSB。 （ 3）單電源 +5v 供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時允許輸入模擬電壓為 0— 5V。 （ 4）具有鎖存控制的 8 路模擬選通開關(guān)。 （ 5）可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL 電平兼容。 （ 6）轉(zhuǎn)換速度取于決芯片的時鐘頻率。當(dāng)時鐘頻率 500KHz 時，轉(zhuǎn)換時間為 128μ s。 復(fù)位電路 復(fù)位電路 的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 80C51 的復(fù)位信號是從 REST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 REST 引腳上有一個高電平并維持 2個機(jī)器周期 (24 個振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按 鈕復(fù)位和上電復(fù)位，本設(shè)計(jì)采用的是手動按鈕復(fù)位。 手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 REST上加入高電平 ,采用的辦法是在REST 端和正電源 VCC 之間接一個按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時，則 VCC 的 +5V 電平就會直接加到 REST 端，系統(tǒng)復(fù)位。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，設(shè)計(jì)完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。復(fù)位電路中 SWPB為手動復(fù)位開關(guān)，電容 C1 可避免高頻諧波對電路的干擾。 80C51 的復(fù)位電路如下圖36 所示。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) P 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 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 427P 2 .7 /A 1 528P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /IN T 012P 3 .3 /IN T 113P 3 .4 /T 014P 3 .5 /T 115P 3 .6 /W R16P 3 .7 /R D17X T A L 119X T A L 218R S T9P S E N29A L E30EA31P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78U1R1S1 C1V C CC2C3 Y1.... 圖 36 80C51晶振和復(fù)位電路原理圖 數(shù)據(jù)采集電路 本設(shè)計(jì)中的 A/D 使用的是通用 8位芯片 ADC0809，煙霧、溫度傳感器的輸出端經(jīng)過放大電路后分別接到 ADC0809 的 IN0 和 IN1。 ADC0809 的通道選擇地址由 80C51 的 ～ 經(jīng)地址鎖存器 74LS373 輸出提供。 芯片的幾個重要管腳功能如下： ALE：地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0IN7 上的一路模擬量輸入 . 當(dāng) =0 時，與寫 信號 WR 共同選通 ADC0809。 START：轉(zhuǎn)換啟動信號，當(dāng) START 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持低電平。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 由于本設(shè)計(jì)中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是 ADC0809，其工作的時鐘信號為500KHz，因其內(nèi)部沒有時鐘電路 ，時鐘信號由外部 80C51 的 ALE 端口提供。系統(tǒng) 80C51 與 ADC0809 接口電路如下圖 37所示。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) IN 026m s b 2 1212 220IN 1272 3192 418IN 2282 582 615IN 312 714ls b2 817IN 42E O C7IN 53A D D A25IN 64A D D B24A D D C23IN 75A L E22re f()16E N A B L E9S T A R T6re f(+ )12C L O C K10U4OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U2P 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 2. 0 /A 821P 2. 1 /A 922P 2. 2 /A 1023P 2. 3 /A 1124P 2. 4 /A 1225P 2. 5 /A 1326P 2