【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 心日后他將更廣泛地應(yīng)用與工業(yè)控制、汽車控制、智能儀器儀表及電極控制等應(yīng)用領(lǐng)域。主要功能特性： 1）、兼容MCS51單片機(jī)；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(gè)可編程I/O口；4）、256字節(jié)內(nèi)部RAM；5）、3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；6）、全靜態(tài)時(shí)鐘0Hz33MHz；7）、全雙工UART串行通道；8）、8個(gè)中斷源；9）、3級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；10）、低功耗空閑和掉電模式，掉電后中斷可喚醒；11）、雙數(shù)據(jù)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(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口：P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。此外， 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和輸定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。 P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，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(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)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(duì)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(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)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(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)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(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。時(shí)鐘電路與復(fù)位電路： AT89S52鐘有兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外部方式。AT89S52中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)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(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)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(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對(duì)外接電容CC2雖然沒有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)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(shí)鐘。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的所以外部時(shí)鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部震蕩電路,瓷片電容采用30P,晶振采用12MHZ。 復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為使單片機(jī)正常工作，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位四種方式。本設(shè)計(jì)中采用按鍵電平復(fù)位方式，使復(fù)位端經(jīng)電阻與VCC電源接通而實(shí)現(xiàn)。 顯示模塊介紹（一） 74LS164簡(jiǎn)介 74LS164為8位移位寄存器，管腳圖如圖311所示。當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（QAQH）均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng)A、B任意一個(gè)為低電平時(shí)，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當(dāng)A、B有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，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(shí)鐘輸入端CLEAR:同步清除輸入端（低電平有效）A,B：串行數(shù)據(jù)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(shí)鐘最近的前的電平。（二） LED數(shù)碼管 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。下圖為數(shù)碼管的外形和引腳圖。其中，7只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)a、b、c、d、e、f、g筆段，構(gòu)成“8”字形，另一只發(fā)光二極管dp作為小數(shù)點(diǎn)?？刂茢?shù)碼管的某幾端發(fā)光，就能顯示出某個(gè)字碼或字符。例如，要顯示數(shù)字“1”，則只要使b、c兩段二極管點(diǎn)亮即可。 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)有共陽極、共陰極兩種。共陰極數(shù)碼管中的各段二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端，使用時(shí)接低電平，當(dāng)其中某段二極管的正極為高電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮。共陽極數(shù)碼管中的各二極管正極并接在一起作為公共端，使用時(shí)接高電平，當(dāng)其中某段二極管的負(fù)極為低電平時(shí)，此段二極管點(diǎn)亮。所以在兩種機(jī)型數(shù)碼管上顯示同一個(gè)字符，雖然點(diǎn)亮相同的段，但送入各段點(diǎn)亮信號(hào)組成的二進(jìn)制碼正好相反。此次設(shè)計(jì)采用四位共陽極數(shù)碼管來顯示所測(cè)得的體溫。 程序設(shè)計(jì)介紹 程序設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)方法 隨著單片機(jī)應(yīng)用日益廣泛，軟件的規(guī)模和復(fù)雜性也不斷增加，給軟件的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)帶來很多困難。自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法能有效解決這個(gè)問題。程序結(jié)構(gòu)自頂向下模塊化程序設(shè)計(jì)方法就是把一個(gè)大程序劃分成一些較小的部分，每一個(gè)功能獨(dú)立的部分用一個(gè)程序模塊來實(shí)現(xiàn)。分解模塊的原則是簡(jiǎn)單性、獨(dú)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(yīng)讓模塊具有單一功能；模塊和外界聯(lián)系僅限于入口參數(shù)和出口參數(shù)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外界無關(guān)。 這樣各個(gè)模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試就比較容易實(shí)現(xiàn)。逐步求精設(shè)計(jì)方法 模塊設(shè)計(jì)采用逐步求精的設(shè)計(jì)方法，先設(shè)計(jì)出一個(gè)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(jìn)而對(duì)每個(gè)步驟細(xì)化，回答如何做的問題，每一步越來越細(xì)，直至可以編寫程序?yàn)橹?。結(jié)構(gòu)化策劃過內(nèi)需設(shè)計(jì)方法按順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)模式編寫程序。 此次設(shè)計(jì)的軟件編程部分主要采用自頂向下模塊化設(shè)計(jì)方法來編程，整個(gè)程序大致分為AD轉(zhuǎn)換模塊、DS1302時(shí)鐘模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊等，通過主函數(shù)和函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)程序的功能。 常用的程序設(shè)計(jì)語言有MCS51匯編語言，C51，PLM51等高級(jí)語言。對(duì)于熟悉指令系統(tǒng)并且有經(jīng)驗(yàn)的程序員，喜歡用匯編語言編寫程序，根據(jù)流程圖可以編制出高質(zhì)量的程序。對(duì)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(jí)語言之一，C語言簡(jiǎn)潔、緊湊、使用方便靈活。用C語言編程容易實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化，程序容易閱讀、修改和移植。C51程序在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn)：C51源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成，其擴(kuò)展名為“.c”；C51源文件中含有若干個(gè)函數(shù)，函數(shù)相當(dāng)于匯編語言程序中的子程序，它完成一個(gè)特定的功能，函數(shù)的一版形式為：類型說明 函數(shù)名（形參）{ 說明 語句} 在整個(gè)程序中只有一個(gè)而且必須有一個(gè)Viod main(Viod)的函數(shù)，稱為主函數(shù)，程序從mian()開始執(zhí)行，并由它調(diào)用其他函數(shù)，由各種函數(shù)（包括函數(shù)中斷）實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序的功能，因此C語言被稱為函數(shù)式語言；在源程序中含有預(yù)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(hào)結(jié)尾，預(yù)處理命令后一般不加分號(hào)、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(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意和所設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，注意以下事項(xiàng)：存貯中內(nèi)和存貯模式的選擇應(yīng)和硬件存貯器物理地址范圍對(duì)應(yīng)，還應(yīng)該注意存貯器是否溢出。外部I/O口絕對(duì)地址的定義和I/O口物理地址對(duì)應(yīng)，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(shí)注意和P2口操作一致。寄存器定義文件的選擇和單片機(jī)型號(hào)一致。動(dòng)態(tài)參數(shù)選擇應(yīng)考慮時(shí)鐘頻率的因素。算法選擇應(yīng)考慮硬件和C51的特點(diǎn)。設(shè)法提高內(nèi)部RAM使用效率。 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)原理 本設(shè)計(jì)是利用紅外線測(cè)體溫的原理：物體因其自身的溫度不同，便會(huì)發(fā)射出不同波長(zhǎng)的紅外線輻射能力，這個(gè)值是相對(duì)穩(wěn)定的。將被測(cè)物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，紅外線輻射能量的大小與物體本身的溫度是相關(guān)的，根據(jù)轉(zhuǎn)變成的電信號(hào)的大小，就可以確定物體的溫度。本設(shè)計(jì)利用這個(gè)原理，通過紅外傳感器進(jìn)行體溫測(cè)量，紅外傳感器將收集到的被測(cè)人員的紅外線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)被放大后再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)將接受到的信號(hào)送顯示電路顯示。此外，本設(shè)計(jì)還增加了超溫報(bào)警功能，當(dāng)被測(cè)人體溫超過38度時(shí)，LED燈亮報(bào)警；體溫超過39度時(shí)，LED燈亮的同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警。 、系統(tǒng)框圖本次紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)主要由紅外傳感器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路、報(bào)警電路等部分構(gòu)成。被測(cè)人員熱釋電紅外傳感器A/D 轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)顯示單元報(bào)警單元時(shí)鐘單元 圖31 系統(tǒng)框圖、元器件方案選擇、 單片機(jī)芯片選擇 方案一：選用AT89C52芯片。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)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(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)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