【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的運(yùn)行速度。（6） 單片機(jī)在家用電器中的應(yīng)用：?jiǎn)纹哂畜w積小、重量輕、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，所以家電產(chǎn)品中配上微電腦后，使其身價(jià)百倍，功能強(qiáng)，使用方便，深得用戶歡迎。（7） 單片機(jī)在通信中的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域，使移動(dòng)電話的功能更強(qiáng)大，操作更方便。2. 3 MCS51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖21所示：圖21 MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖方框圖MCS51系列單片機(jī)的最典型的產(chǎn)品有內(nèi)部無(wú)ROM的803內(nèi)部具有4KB片內(nèi)ROM的8051及內(nèi)部具有4KB字節(jié)EPROM的8751，這三種型號(hào)的單片機(jī)除內(nèi)部程序存貯器ROM不同外其它內(nèi)部資源相同。8051主要包含以下功能部件：（l） 一個(gè)8位CPU；（2） 4KB片內(nèi)ROM程序存貯器；（3） 128字節(jié)內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)存貯器；（4） 2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（5） 4個(gè)8位的并行口P0、PP2和P3；（6） 1個(gè)全雙工的串行口；（7） 5個(gè)中斷源、2級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制器；（8） 21個(gè)專用寄存器（SFR）。一、MCS51引腳及功能如下：（1） 電源及時(shí)鐘引腳，如圖22所示：包括電源引腳Vcc、Vss及時(shí)鐘引腳XTALXTAL2。電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。Vcc(40腳)：接+5V電源； Vss(20腳)：接地。時(shí)鐘引腳(119腳)外接晶體時(shí)與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成一個(gè)振蕩器。XTAL1(19腳)：接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2(18腳)：接外部晶體的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部接至反相放大器的輸出端。若采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)。圖22 電源、時(shí)鐘引腳、控制引腳以及輸入/輸出引腳（2） 控制引腳，如圖22所示:（3） 輸入／輸出引腳，如圖22所示:輸入／輸出(I／O)口引腳包括P0口、P1口、P2口和P3口。P0口為雙向8位三態(tài)I／O口，當(dāng)作為I/O口使用時(shí)，可直接連接外部I/O設(shè)備。它是地址總線低8位及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址/數(shù)據(jù)總線口使用。P0端口的每一位都有一個(gè)為鎖存器，一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入數(shù)據(jù)緩沖器。有兩種功能：一是作為外部地址/數(shù)據(jù)總線使用；二是作為通用I/O端口使用。當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，P0端口具有外部地址/數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用功能，既是外部地址總線的低8位地址，又是片外數(shù)據(jù)總線。當(dāng)作為通用I/O端口使用時(shí)，是一個(gè)三態(tài)的I/O端口。如果是用作輸出口，則需要外接上拉電阻才能驅(qū)動(dòng)負(fù)載；而用作輸入口時(shí)，必須保證P0端口鎖存器的初始狀態(tài)是1，否則在讀操作之前，應(yīng)先向P0端口鎖存器寫(xiě)入1（單片機(jī)復(fù)位后，P0～P3端口的鎖存器狀態(tài)都是1）。P1口為8位準(zhǔn)雙向I／O口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線(作為輸入時(shí)，端口鎖存器必須置1)，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。與P0端口不同的是它具有上拉電阻，失準(zhǔn)雙向通用I/O端口。作為輸出口時(shí)，直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。作為輸入口時(shí)，應(yīng)該先向P1端口寫(xiě)入1，以關(guān)閉輸出驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，這時(shí)端子可被內(nèi)部上拉電阻拉為高電平，同樣也可以由外部信號(hào)拉為低電平。只有這樣才能保證端子信號(hào)的正確讀入。P2口為8位準(zhǔn)雙向I／O口，當(dāng)作為I/O口使用時(shí)，可直接連接外部I/O設(shè)備。它是與地址總線高8位復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址總線的高8位使用。有兩種功能：一是作為外部地址總線的高8位地址使用；二是作為通用I/O端口使用。當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，P2 是外部地址總線的高8位地址線。當(dāng)作為通用I/O端口時(shí)，是一個(gè)準(zhǔn)雙向I/O端口，與P1功能類似。P3口為8位準(zhǔn)雙向I／O端口，同時(shí)還具有第二功能?？沈?qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。用作I/O端口時(shí)，與P1端口一樣是準(zhǔn)雙向I/O端口。二、負(fù)載能力P0端口的輸出級(jí)與P1～P3端口的輸出級(jí)在結(jié)構(gòu)上是不同的，因此他們的負(fù)載能力也不同。通常把100181。A的電流定義為一個(gè)TTL負(fù)載的電流。P1～P3端口輸出電流都不小于400181。A，所以它們的每一位輸出都可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL（低功耗肖特基）負(fù)載。P1～P3端口內(nèi)部都有上拉電阻，因此作為輸入時(shí)，無(wú)需加上拉電阻。P0端口的輸出電流不小于800181。A，所以它的一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。但它內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，所以如果輸入由電極開(kāi)路或漏極開(kāi)路電路驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)外加上拉電阻。當(dāng)輸出MOS驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，也應(yīng)加上拉電阻。2. 4 電源部分的設(shè)計(jì)在電子設(shè)備上一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。根據(jù)交流電源的相數(shù)不同，整流電路可分為單相整流電路和三相整流電路兩種。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的電源部分采用的是單相橋式整流電路，通過(guò)電容濾波、集成三端穩(wěn)壓器來(lái)完成電源部分的設(shè)計(jì)。 220V50HZ交流輸入電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路直流輸出 圖23 直流穩(wěn)壓電源圖 直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖23所示。電網(wǎng)供給的交流電壓（220V，50HZ）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U2,然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓U3,再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓Uo.一、單相橋式整流電路的設(shè)計(jì)單相橋式整流電路如圖24所示。圖24單相橋式整流電路它利用4只二極管組成兩個(gè)回路，輪流工作。設(shè)變壓器的二次繞組電壓為 當(dāng)變壓器的 電壓為正半周時(shí)，變壓器的極性為上正下負(fù)。二極管VDVD3受正向電壓而導(dǎo)通，電流自變壓器的a端流出，經(jīng)VDVD3而流進(jìn)變壓器b端，此時(shí)VDVD4受反向電壓而截止。當(dāng)變壓器的為負(fù)半周時(shí)，變壓器的極性為上負(fù)下正，二極管VDVD4受正向電壓而導(dǎo)通，VDVD3受反向電壓而截止。電流自變壓器的b端流出，經(jīng)VDVD4流進(jìn)a端，負(fù)載上又得到半周期波形。整流電路在一個(gè)周期內(nèi)，4個(gè)二極管分為兩組，輪流導(dǎo)通，輪流截止，這樣不斷重復(fù)，負(fù)載上就能得到單一方向的全波脈動(dòng)電壓和電流。負(fù)載平均電壓，負(fù)載電流為 ，整流二極管由于是輪流工作，故二極管中電流只為負(fù)載電流的一半，即，整流二極管所能承受的最高反向電壓電壓的最大值，即。橋式整流電路克服了半波整流電路輸出電壓脈動(dòng)性大和變壓器利用率低的缺點(diǎn)，所以得到廣泛應(yīng)用。 二、電容濾波的設(shè)計(jì)利用整流電路得到的直流電壓和電流，由于脈動(dòng)性較大，只適用于電解、電鍍、充電等對(duì)電壓平滑性要求不高的場(chǎng)合，不適用于電子儀器、自動(dòng)控制裝置及音像設(shè)備等對(duì)電壓平滑性要求較高的負(fù)載電路。為此在為傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的電源部分增加了濾波環(huán)節(jié)，通過(guò)濾波作用，將脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠交闹绷麟姟㈦娙萜鞑⒙?lián)在負(fù)載兩端，就構(gòu)成了電容濾波電路，如圖25所示。此為單相橋式整流電路。當(dāng)電容兩端電壓上升時(shí)，電容器充電，電場(chǎng)儲(chǔ)能；當(dāng)下降時(shí)，電容器放電，電場(chǎng)釋放能量。在電壓波形中，這段時(shí)間內(nèi)，變壓器的電壓正向升高，二極管VD導(dǎo)通，變壓器一方面給負(fù)載供電，一方面給電容器充電，電容器兩端的電壓（即負(fù)載兩端的電壓）隨電壓上升到的最大值。當(dāng)電壓達(dá)到最大值以后即開(kāi)始下降，此時(shí)電容器兩端的電壓大于，二極管受反向電壓而截止，電容器從時(shí)刻開(kāi)始通過(guò)負(fù)載電阻放電。當(dāng)放電到 時(shí)，電壓大于，二極管導(dǎo)通變壓器又一方面給負(fù)載電阻供電，一方面給電容器充電，重復(fù)上述過(guò)程。 圖25電容濾波電路電容器放電過(guò)程中，其兩端電壓下降的快慢取決于電容器的電容量與負(fù)載阻值的乘積，RC乘積稱為電路的時(shí)間常數(shù)，用 τ表示，τ=RC，τ的單位為s（秒）。如果濾波電容器的容量比較大，負(fù)載電阻的阻值也比較大，電容器兩端電壓下降的就慢，反之下降的就快，電容器兩端電壓下降的越慢，反之兩端的電壓越平滑，濾波效果越好。在帶有電容濾波的整流電路中，由于濾波電容對(duì)負(fù)載放電，使負(fù)載上的電壓變得平滑，從而使負(fù)載上的