【文章內容簡介】 心日后他將更廣泛地應用與工業(yè)控制、汽車控制、智能儀器儀表及電極控制等應用領域。主要功能特性： 1）、兼容MCS51單片機；2）、8k字節(jié)FLASH村租期支持在系統(tǒng)編程ISP1000次擦寫周期3）、32個可編程I/O口；4）、256字節(jié)內部RAM；5）、3個16位定時器/計數器；6）、全靜態(tài)時鐘0Hz33MHz；7）、全雙工UART串行通道；8）、8個中斷源；9）、3級加密程序存儲器；10）、低功耗空閑和掉電模式，掉電后中斷可喚醒；11）、雙數據指針；引腳介紹： P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8 個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口：P1 是一個帶內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。此外， 還可分別作為定時/計數器2 的外部計數輸入（）和輸定時器/計數器2的觸發(fā)輸入。Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低8 位地址。 P2 口：P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對端口P2 寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16 位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時，P2 口送出高8 位地址數據。在訪問8 位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令）時，P2 口輸出P2 鎖存器的內容。Flash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口：P3 口是一組帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個TTL 邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 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使單片機復位。 ALE/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）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE 禁止位無效。 PSEN：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0000H—FFFFH），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)行內部程序存儲器中的指令。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。XTAL1:振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。時鐘電路與復位電路： AT89S52鐘有兩種方式產生，即內部方式和外部方式。AT89S52中有一個構成內部震蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構成自激震蕩器震蕩電路如圖。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容CC2接在放大器的震蕩回路中構成并聯震蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有非常嚴格的要求，但電容的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF177。10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。10pF。用戶還可以采用外部時鐘。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，既內部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻的觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的所以外部時鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時間和最大低電平持續(xù)的時間應符合產品技術條件的要求。本次設計采用內部震蕩電路,瓷片電容采用30P,晶振采用12MHZ。 復位時單片機的初始化操作，其主要功能是PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行時出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為使單片機正常工作，也需要按復位鍵以重新啟動。RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間持續(xù)24個振蕩脈沖周期（即兩個機器周期）以上。復位操作有上電自動復位、按鍵電平復位、外部脈沖復位和自動復位四種方式。本設計中采用按鍵電平復位方式，使復位端經電阻與VCC電源接通而實現。 顯示模塊介紹（一） 74LS164簡介 74LS164為8位移位寄存器，管腳圖如圖311所示。當清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QAQH）均為低電平。串行數據輸入端（A，B）可控制數據。當A、B任意一個為低電平時，則禁止新數據輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當A、B有一個為高電平，則另一個就允許輸入數據，并在CLOCK上升沿作用下決定Q0的狀態(tài)。74LS164引腳圖：引腳功能：CLOCK：時鐘輸入端CLEAR:同步清除輸入端（低電平有效）A,B：串行數據輸入端QA—QH：輸出端74LS164真值表InputsOutputsClearClockA BQA QB …. QH L H H H HXL X X X X H H L X X L L L …. L QA0 QB0 …. QH0 H QAn …. QGn L QAn .... QGn L QAn …. QGnH——高電平，L——低電平，X——任意電平， ——低到高電平跳變，QA0、QB0、QH0——規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平，Qan、QGn——時鐘最近的前的電平。（二） LED數碼管 數碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數碼型顯示器件。下圖為數碼管的外形和引腳圖。其中，7只發(fā)光二極管分別對應a、b、c、d、e、f、g筆段，構成“8”字形，另一只發(fā)光二極管dp作為小數點。控制數碼管的某幾端發(fā)光，就能顯示出某個字碼或字符。例如，要顯示數字“1”，則只要使b、c兩段二極管點亮即可。 數碼管的結構有共陽極、共陰極兩種。共陰極數碼管中的各段二極管的負極連在一起，作為公共端，使用時接低電平，當其中某段二極管的正極為高電平時，此段二極管點亮。共陽極數碼管中的各二極管正極并接在一起作為公共端，使用時接高電平，當其中某段二極管的負極為低電平時，此段二極管點亮。所以在兩種機型數碼管上顯示同一個字符，雖然點亮相同的段，但送入各段點亮信號組成的二進制碼正好相反。此次設計采用四位共陽極數碼管來顯示所測得的體溫。 程序設計介紹 程序設計就是用計算機所能接受的語言把解決問題的步驟描述出來，也就是編制程序。編制程序有以下幾種方法：自頂向下模塊化設計方法 隨著單片機應用日益廣泛，軟件的規(guī)模和復雜性也不斷增加，給軟件的設計、調試和維護帶來很多困難。自頂向下的模塊化設計方法能有效解決這個問題。程序結構自頂向下模塊化程序設計方法就是把一個大程序劃分成一些較小的部分，每一個功能獨立的部分用一個程序模塊來實現。分解模塊的原則是簡單性、獨立性和完整性，即：模塊具有單一的入口和出口；模塊不宜過大，應讓模塊具有單一功能；模塊和外界聯系僅限于入口參數和出口參數，內部結構和外界無關。 這樣各個模塊分別進行設計和調試就比較容易實現。逐步求精設計方法 模塊設計采用逐步求精的設計方法，先設計出一個粗的操作步驟，只指明先做什么后做什么，而不回答如何做。進而對每個步驟細化，回答如何做的問題，每一步越來越細，直至可以編寫程序為止。結構化策劃過內需設計方法按順序結構、選擇結構、循環(huán)結構模式編寫程序。 此次設計的軟件編程部分主要采用自頂向下模塊化設計方法來編程，整個程序大致分為AD轉換模塊、DS1302時鐘模塊、顯示模塊、報警模塊等，通過主函數和函數調用來實現程序的功能。 常用的程序設計語言有MCS51匯編語言，C51，PLM51等高級語言。對于熟悉指令系統(tǒng)并且有經驗的程序員，喜歡用匯編語言編寫程序，根據流程圖可以編制出高質量的程序。對于指令系統(tǒng)不熟悉的程序員，喜歡用C51語言編寫程序。 C語言是一種常用的高級語言之一，C語言簡潔、緊湊、使用方便靈活。用C語言編程容易實現程序的模塊化和結構化，程序容易閱讀、修改和移植。C51程序在結構上具有如下特點：C51源程序可以由一個或多個源文件組成，其擴展名為“.c”；C51源文件中含有若干個函數，函數相當于匯編語言程序中的子程序，它完成一個特定的功能，函數的一版形式為：類型說明 函數名（形參）{ 說明 語句} 在整個程序中只有一個而且必須有一個Viod main(Viod)的函數，稱為主函數，程序從mian()開始執(zhí)行，并由它調用其他函數，由各種函數（包括函數中斷）實現整個程序的功能，因此C語言被稱為函數式語言；在源程序中含有預處理命令（如常用的文件包含命令include ）、語句、說明等，說明和語句以分號結尾，預處理命令后一般不加分號、程序中可以/*…注釋…*/或//…注釋…的形式加以注釋，用于說明程序段得功能。在C51程序設計時，應注意和所設計的硬件結構協(xié)調一致，注意以下事項：存貯中內和存貯模式的選擇應和硬件存貯器物理地址范圍對應，還應該注意存貯器是否溢出。外部I/O口絕對地址的定義和I/O口物理地址對應，還須考慮P2口是否作為地址總線口使用來選擇XBYTE或PBYTE來的ing一，選用PBYTE時注意和P2口操作一致。寄存器定義文件的選擇和單片機型號一致。動態(tài)參數選擇應考慮時鐘頻率的因素。算法選擇應考慮硬件和C51的特點。設法提高內部RAM使用效率。 第3章 系統(tǒng)硬件設計、整體設計方案、設計原理 本設計是利用紅外線測體溫的原理：物體因其自身的溫度不同，便會發(fā)射出不同波長的紅外線輻射能力，這個值是相對穩(wěn)定的。將被測物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉變?yōu)殡娦盘?，紅外線輻射能量的大小與物體本身的溫度是相關的，根據轉變成的電信號的大小，就可以確定物體的溫度。本設計利用這個原理，通過紅外傳感器進行體溫測量，紅外傳感器將收集到的被測人員的紅外線轉換成電信號，電信號被放大后再經A/D轉換器轉換為數字信號，并將數字信號送入單片機，單片機將接受到的信號送顯示電路顯示。此外，本設計還增加了超溫報警功能，當被測人體溫超過38度時，LED燈亮報警；體溫超過39度時，LED燈亮的同時蜂鳴器蜂鳴報警。 、系統(tǒng)框圖本次紅外測溫儀的設計主要由紅外傳感器、放大電路、A/D轉換電路、時鐘電路、單片機控制電路、顯示電路、報警電路等部分構成。被測人員熱釋電紅外傳感器A/D 轉換電路單片機顯示單元報警單元時鐘單元 圖31 系統(tǒng)框圖、元器件方案選擇、 單片機芯片選擇 方案一：選用AT89C52芯片。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。 方案二：選用AT89S52芯片。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)可編程Flash，使得AT8