【文章內(nèi)容簡介】 操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 AT89S52引腳特性AT89S51單片機(jī)為40引腳雙列直插式封裝，其引腳排列和邏輯符號(hào)如圖31所示。 PO口：PO口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對PO端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PO口也被作為低8位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，PO具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，PO口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。Pl口：Pl口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，pl輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對Pl端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。 此外，／計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入(Pl. O/T2)和時(shí)器／計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入 (Pl. 1/T2EX)，具體如下：圖31 AT89C52引腳圖引腳號(hào)第二功能 T2（定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T2的捕捉／重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，Pl口接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P3端口寫“1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)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，具體如下：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(shí)／計(jì)數(shù)器O） T1（定時(shí)／計(jì)數(shù)器1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(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是單片機(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l／6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對外輸出時(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FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該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DO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)AT89C52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OOOOHFFFFH)，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。 晶振電路設(shè)計(jì)1．晶振是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件，通常分成有源晶振和無源品振兩個(gè)大類，無源晶振需要芯片內(nèi)部有振蕩器，并且晶振的信號(hào)電壓根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無源晶振通常信號(hào)質(zhì)量和精度較差，需要精確匹配外圍電路（電感、電容、電阻等），如需更換晶振時(shí)要同時(shí)更換外圍的電路。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無源晶振要好。因價(jià)格等因素，實(shí)際應(yīng)用中多采用無源晶振設(shè)計(jì)的電路居多，本系統(tǒng)也采用的是無源晶振。如圖32所示就有一個(gè)頻率為12M的晶振，匹配電容是兩個(gè)30P的瓷片電容，使單片機(jī)正常工作。圖32 晶振電路2．晶振電路的作用：電容大小沒有固定值。一般二三十p。晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。比如12M晶振。單片機(jī)工作速度就是每秒12M。和電腦的CPU概念一樣。當(dāng)然。單片機(jī)的工作頻率是有范圍的。不能太大。一般24M就不上去了。不然不穩(wěn)定。單片機(jī)復(fù)位電路是指單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。復(fù)位電路的功能：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。本系統(tǒng)采用的是開關(guān)復(fù)位形式。開關(guān)復(fù)位可以在電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后，由于電容的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作，復(fù)位電路如圖33圖33復(fù)位電路51系列單片機(jī)最小系統(tǒng)包含51單片機(jī)芯片，復(fù)位電路和振蕩電路三個(gè)部分，本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)芯片，芯片有40腳，包含32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路通過內(nèi)部時(shí)鐘源提供時(shí)鐘，外部只需要接一個(gè)振蕩電路，振蕩電路中晶振是12MHZ。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位引腳檢測到至少24個(gè)時(shí)鐘周期的高電平的時(shí)候會(huì)自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)重新啟動(dòng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如圖34所示。圖34單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 信號(hào)檢測單元電路設(shè)計(jì)此模塊使用的是MQ2煙霧報(bào)警器，是半導(dǎo)體型可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器。傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(Sn02)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號(hào)。1．圖35是傳感器典型的靈敏度特性曲線。圖中縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比(Rs/Ro)，橫坐標(biāo)為氣體濃度。Rs表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值；Ro表示傳感器在l000ppm氫氣中的電阻值；圖中所有測試都是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下完成的。圖35靈敏度特性曲線2．圖36是傳感器典型的溫度、濕度特性曲線圖36 溫度、濕度特性曲線圖中縱坐標(biāo)是傳感器的電阻比（ Rs/Ro）Ro：20℃，33%RH條件下，1000ppm氫氣中元件電阻。Rs：不同溫度，濕度下，1000ppm氫氣中元件電阻。3. 圖37是傳感器的基本測試電路圖37基本測試電路該傳感器需要施加2個(gè)電壓：加熱器電壓(VH)和測試電壓(Vc)。其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度。Vc則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻(RL)上的電壓(VRL)。這種傳感器具有輕微的極性，Vc需用直流電源。在滿足傳感器電性能要求的前提下，Vc和VH可以共用同一個(gè)電源電路。為更好利用傳感器的性能，需要選擇恰當(dāng)?shù)腞L值。MQ2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖38所示（結(jié)構(gòu)A or B），由微型A1203陶瓷管、Sn02敏感層，測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。圖38 MQ2氣敏元件結(jié)構(gòu)圖4．MQ2的使用規(guī)格：表31標(biāo)準(zhǔn)工作條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注Vc回路電壓≤15VAC or DCVh加熱電壓5．OV177。 VAC or DCRl負(fù)載電壓可調(diào)Rh加熱電阻31Ω177。3Ω室溫Ph加熱功耗≤900MW表32環(huán)境條件符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件 備注Tao使用溫度10℃50℃Tas儲(chǔ)存溫度20℃70℃RH相對濕度小于95%RHO2氧氣濃度21%（標(biāo)準(zhǔn)條件）氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性┃最小值大于2%表33 靈敏度特性符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)備注Rs敏感體表面電阻3KΩ30KΩ（l000ppm異丁烷探測濃度范圍100ppm10000ppm300ppm5000ppm丁烷5000ppm20000ppm甲烷300ppm5000ppm氫氣a(3000／1000）異丁烷濃度斜率≤標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：20℃177。2℃ Vc：5．OV177。相對濕度：65%177。5% Vh：177。O. 1V預(yù)熱時(shí)間不超過1小時(shí)此模塊采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。1．DS18B20單線數(shù)字溫度計(jì)(1)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～5. 5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。(2)獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。(3) DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。(4) DS18B20在使