【文章內容簡介】 024MHz； ? ?◆2 個串行中斷；? ?◆ 可編程 UART 串行通道； ? ?◆2 個外部中斷源； ? ?◆ 共 8 個中斷源； ? ?◆2 個讀寫中斷口線； ? ?◆3 級加密位； ? ?◆ 低功耗空閑和掉電模式； ?◆ 軟件設置睡眠和喚醒功能；（3）8051 單片機的引腳功能MCS51 系列單片機一般采用 40 個引腳，雙列直插式封裝，用 HMOS 工藝制造，其外部引腳排列如圖 32 所示。其中，各引腳的功能為:7? 圖 32 STC89C52 引腳圖① 主電源引腳VCC（40 腳），接＋5V 電源正端；GND（20 腳），接＋5V 電源地端；② 外接晶體或外部振蕩器引腳XTAL1（19 腳），接外部晶振的一個引腳。在單片機內部，它是一個反相放大器 的輸入端。當采用外部振蕩器時，此引腳應接 地。XTAL2（18 腳），接外部晶振的另一個引腳。在片內接至反相放大器的輸出端和 內部時鐘電路的輸入端。當采用外部振蕩器時，此腳接外部振蕩器的輸出端。③ 控制信號線RESET（9 腳），復位信號輸入端，復位/掉電時內部 RAM 的備用電源輸入端。ALE（30 腳），地址鎖存允許/編程脈沖輸入，用 ALE 鎖存從 P0 口輸出的低 8位地址。在對片內 EPROM 編程時，編程脈沖由此輸入。PSEN（29 腳），外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。 EA（31 腳）,訪問外部存儲器允許/編程電壓輸入。EA 為高電平時，訪問內部存 儲器；低電平時，訪問外部存儲器。④ 多功能 I/O 口引腳8051 單片機設有 4 個雙向 I/O 口（P0、PPP3），每一組 I/O 口線都可以獨立地用作輸入或輸出口，其中：P0 口（32～39 腳）——雙向口（三態(tài)），可作為輸入/輸出口，可驅動 8個 LSTTL 門電路。實際應用中常作為分時使用的地址/數據總線口，對外部程序或數據存儲器尋址時低 8 位地址與數據總線分時使用 P0 口：先送低 8 位地址信號到 P0 口，由地址鎖存信號 ALE 的下降沿將地址信號鎖存到地址鎖存器后，再作為數據總線的口線對數據進行輸入或輸出。 P1 口（1～8 腳）——準雙向口（三態(tài)），可驅動 4 個 LSTTL 門電路。用作輸入線時，口鎖存器必須由單片機先寫入“1”，每一位都可編程為輸入或輸出 線。 P2 口（21～28）——準雙向口（三態(tài)），可驅動 4 個 LSTTL 門電路?？勺鳛檩斎?輸出口，實際應用中一般作為地址總線的高 8 位，與 P0 口一起組成 16位地址總線，用于對外部存儲器的接口電路進行尋址。 P3 口（10～17 腳）——準雙向口（三態(tài)），可驅動 4 個 LSTTL 門電路。雙功能口，作為第一功能使用時，與 P1 口一樣；作為第二功能使用時，每一位都有特定用途，其特殊用途如表 所示：表 P3 口第二用途8 最小系統(tǒng)電路STC89C52 的最小系統(tǒng)如圖 33 所示，整個最小系統(tǒng)由三個部分組成，晶振電路部分、復位電路部分、電源電路等三個部分組成。晶振電路包括 2 個 30pF 的電容 C2 和 C3，以及 12M 的晶振 X1。電容的作用在這里是起振作用，幫助晶振更容易的起振，取值范圍是 1533pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機的執(zhí)行速度越快。在進行電路設計的時候，晶振部分越靠近單片機越好。單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執(zhí)行。復位電路由 10uF 的極性電容 C1 和 10K 的電阻 R4 構成。利用電容電壓不能突變的性質,可以知道,當系統(tǒng)一上電，RESET 腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定。典型的 51 單片機當 RESET 腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位，所以適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位。在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻的大小是 10k。所以根據公式，可以算出電容充電到電源電壓的 倍（單片機的電源是 5V，所以充電到 倍即為 ），需要的時間是 10K10UF=。也就是說在電腦啟動的 內，電容兩端的電壓時在 增加，這個時候 RESET 引腳所接收到的電壓是 。在 5V 正常工作的 51單片機中小于 的電壓信號為低電平信號，而大于 的電壓信號為高電平信號。所以在開機 內，單片機系統(tǒng)自動復位（RESET 引腳接收到的高電平信號時間為 左右）。最后一個是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手機充電器、電腦 USB 口、移動電源等設備進行供電。此外，除了單片機最小系統(tǒng)的 3 個部分之外，這里還多了一些外部電路。端口引腳 第二功能 注 釋 RXD 串行口數據接收端 TXD 串行口數據發(fā)送端 /INT0 外中斷請求 0 /INT1 外中斷請求 1 T0 定時/計數器 0 外部計數信號輸入 T1 定時/計數器 1 外部計數信號輸入 /WR 外部 RAM 寫選通信號輸出 /RD 外部 RAM 讀選通信號輸出9P102345678REST/XDINWALGVCUMpFuKHBY由于 STC89C52 的 P0 口是漏極開路輸出，因此在 P0 口接了一個 10K 的排阻 R1，使得 P0 口可以作為普通的 I/O 口使用，本設計用 P0 口來做液晶的數據口。特別注意的是，對于 31 腳(EA),當接高電平時,單片機在復位后從內部 ROM 的0000H 開始執(zhí)行；當接低電平時,復位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行。由于我們的程序存儲在了單片機內部，所以 EA 要接高電平，保證單片機是從內部讀取程序去執(zhí)行的。圖 33 單片機最小系統(tǒng) HCSR04 模塊 HCSR04 簡介超聲波模塊采用現(xiàn)成的ＨＣ－ＳＲ０４超聲波模塊，該模塊可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到 3mm。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。基本工作原理：采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號。模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2。實物如下圖 4。其中 VCC 供 5V 電源，GND 為地線，TRIG 觸發(fā)控制信號輸入，ECHO 回響信號輸出等四支線。圖 4 超聲波模塊實物圖10超聲波探測模塊 HCSR04 的使用方法如下：IO 口觸發(fā)，給 Trig 口至少 10us 的高電平，啟動測量；模塊自動發(fā)送 8 個 40Khz 的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過 IO 口 Echo 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間，測試距離=（高電平時間*340）/ 2，單位為 m。程序中測試功能主要由兩個函數完成。 實現(xiàn)中采用定時器 0 進行定時測量，8 分頻，TCNTT0 預設值 0XCE，當 timer0 溢出中斷發(fā)生 2500 次時為 125ms，計算公式為（單位：ms）：T = （定時器 0 溢出次數 * （0XFF 0XCE））/ 1000 其中定時器 0 初值計算依據分頻不同而有差異。 超聲波的特性聲音是與人類生活緊密相關的一種自然現(xiàn)象。當聲的頻率高到超過人耳聽覺的頻率極限(根據大量實驗數據統(tǒng)計，取整數為 20220 赫茲)時，人們就會覺察不出周圍聲的存在，因而稱這種高頻率的聲為“超”聲。人的聽覺范圍如圖 5 所示。圖 5 人的聽覺范圍 超聲波的特性有：（1）束射特性由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且遵守幾何光學上的所有定律。即超聲波射線從一種物質表面反射時，入射角等于反射角，當射線透過一種物質進入另一種密度不同的物質時就會產生折射現(xiàn)象，也就11是要改變它的傳播方向，兩種物質的密度差別愈大，則折射率也愈大。（2）吸收特性聲波在各種介質中傳播時，隨著傳播距離的增加，其強度會逐漸減弱，這是因為介質要吸收掉它的部分能量。對于同一介質，聲波的頻率越高，介質吸收就越強。對于一個頻率一定的聲波，在氣體中傳播時吸收尤為歷害，在液體中傳播時吸收就比較弱，在固體中傳播時吸收是最小的。（3）超聲波的能量傳遞特性超聲波之所以能在各個工業(yè)部門中得到廣泛的應用，主要原因還在于比聲波具有強大得多的功率。為什么有這么強大的功率呢?因為當聲波進入某一介質中時，由于聲波的作用使物質中的分子也隨之振動，振動的頻率和聲波頻率—樣，分子振動的頻率決定了分子振動的速度。頻率愈高速度愈大。物資分子由于振動所獲得的能量除了與分子本身的質量有關外，主要是由分子的振動速度的平方決定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質分子愈能得到更高的能量。超聲波的頻率比普通聲波要高出很多，所以它可以使物質分子獲得很大的能量；換句話來說，超聲波本身就可以供給物質分子足夠大的功率。 （4）超聲波的聲壓特性當聲波進入某物體時,由于聲波振動使物質分子相互之間產生壓縮和稀疏的作用，將使物質所受的壓力產生變化。由于聲波振動引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。 超聲波換能器完成產生超聲波和接收超聲波這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲波探頭。超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多用作探測方面。它有許多不同的結構，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）等?！　〕曁筋^的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。由于晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能都是不同的，我們使用前必須預先了解清楚該探頭的性能參數。超聲波傳感器的主要性能指標包括：（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高?！　。?）工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備?！　。?）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高。12人類能聽到的聲音頻率范圍為：20Hz～20kHz，即為可聽聲波，超出此頻率范圍的聲音，即 20Hz 以下頻率的聲音稱為低頻聲波，20kHz