【文章內容簡介】 DDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路　　ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效?！　TART： A／D轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉換）?！　OC： A／D轉換結束信號，輸出，當A／D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）?！　E：數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數字量?！　LK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 　　REF（+）、REF（）：基準電壓?！　cc：電源，單一＋5V。 GND：地。 ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉換器，片內有八路模擬開關，可對八路模擬電壓量實現分時轉換，轉換速度為100ps(即，0千次/秒)。當地址鎖允許信號ALE=1時，3位地址信號A、B、C送入地址鎖存器，選擇8路模擬量中的一路實現AD變換。本設計中只使用通道IN0，所以，地址譯碼器ABC直接接地為000，采用線選法尋址。ADC0809片內有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機的數據總線相連接，這里將它的數據輸出口直接與單片機的數據總線PO口相連接，AT89S52的PO口作為數據總線，又作為低8位地址總線。ADC0809的片內沒有時鐘，時鐘信號必須由外部提供，這里利用AT89S52內部的T0定時器提供，T0直接與ADC0809的CLOCK連接，省去了分頻電路，充分利用單片機的功能。 AT89S52AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，共40個引腳如圖58，具有 8K 在系統可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 圖58 AT89S52引腳圖 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數據指針，三個16位 定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。 　　P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏 輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 　　P1 口：P1 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。 此外，（）定時器/計數器2 的觸發(fā)輸入（）， 在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。 　 P2 口：P2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR） 時，P2 口送出高八位地址。在這種應用中，P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。 在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 　　P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 　　在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。 　　端口引腳 第二功能　　 RXD(串行輸入口)　　 TXD(串行輸出口)　　 INTO(外中斷0)　　 INT1(外中斷1)　　 TO(定時/計數器0)　　 T1(定時/計數器1)　　 WR(外部數據存儲器寫選通)　　 RD(外部數據存儲器讀選通)　　RST——復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平將是單片機復位?！　LE/PROG——當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）?！　SEN——程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。圖59 單片機內部框圖本設計中用AT89S52作為控制芯片，經ADC0809轉換后的數字量送到該芯片中，通過編程判斷該電壓是不是有探測到金屬時的電壓，若是，則進行聲音報警，驅動蜂鳴器工作，達到金屬探測的功能。 基準電壓采集結束部分。，使得發(fā)光二極管發(fā)光，從而達到提示可以探測金屬的目的。 報警部分，當程序中此刻得出電壓與基準電壓的差值超過設定的差值時，說明此刻探測到周圍有金屬，使得蜂鳴器工作，達到報警的功能。 顯示部分為了便于調試和了解電路的運行情況，在單片機AT89S52的基礎上加了四位的數碼管顯示電路。利用P2口作為數碼管的段選端，P0口作為數碼管的位選端，顯示出的即是此刻采集進來的電壓值。 電源部分 圖510 變壓電路圖 圖511 LM7805引腳圖由于該金屬探測器是屬于便攜式，需要在移動的情況下工作，所以電源必須由電池來提供。市場上的電池電壓不能直接滿足電壓要求，需要經過變換電路來實現穩(wěn)定的5V電壓。根據以前接觸過的穩(wěn)壓芯片，選用LM7805，將9V的電池電壓變壓為設計所需的5V電壓。LM7805的管腳功能如圖511，從正面看，1腳是輸入，2腳接地，3腳輸出，從3腳輸出穩(wěn)定的5V電壓。6 工作原理簡述工作過程中，由555定時器構成的多諧振蕩器產生一個頻率為24KHz的脈沖信號。此脈沖信號經過緩沖和放大之后，形成頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到探測線圈中，通電的線圈周圍就會產生磁場。此時，固定在線圈L1中心的霍爾元件UGN3503U就會感應到線圈周圍的磁場，并將磁場強度信號線性地轉變成電壓信號。在無金屬的情況下，假設霍爾輸出電壓為u0，該電壓信號很微弱，屬mv級信號，u0經過放大電路放大，再通過峰值檢波電路，得到相應的0V5V的峰值輸出電壓，以滿足ADC0809的量程，經AD轉換后，將此輸出電壓的數字量輸入到單片機儲存起來。繼續(xù)采集，當采集到的數據有六個時，單片機通過算出算術平均根的方式得到此時的平均值U0作為基準電壓，以提示探