【文章內(nèi)容簡介】 89C51RSTCR1R2VCC圖 復(fù)位電路圖4．輸入/輸出（I/O）引腳1) P0 口（—）：作為通用的 I/O 口，用來輸入/ 輸出數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)有鎖存功能。當(dāng) CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。2) P1 口（—）：作為通用的 I/O 口，用于傳送用戶的輸出/ 輸入數(shù)據(jù)。在對(duì)片內(nèi) ROM 編程或校驗(yàn)是輸入片內(nèi) ROM 的低 8 位地址。3) P2 口（—）：作為通用的 I/O 口。當(dāng) 89C51 擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器時(shí)，與P0 口配合，輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址，共同形成 16 位片外地址總線。4) P3 口（—）：作為通用的 I/O 口， RXD （串行數(shù)據(jù)輸入口） TXD （串行數(shù)據(jù)輸出口） INT0 （外部中斷 0 輸入） INT1 （外部中斷 1 輸入） T0 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） T1 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出）P0口的引腳是作為數(shù)碼管的段選信號(hào)， — 端口分別定義為Aa、 Ab、Ac 、Adp、Ae、Ag、Af、Ad的碼段。沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1289C51有40個(gè)引腳，： 單片機(jī)引腳圖： 單片機(jī)的基本組成框圖1．中央處理器(CPU)中央處理器是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼。中央處理器負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完中斷控制器 只讀存儲(chǔ)器 （ROM） 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 （RAM）中央處理器（CPU）振蕩電路 輸入輸出口 （ I/O） 串行通信口（UART） 定時(shí)/計(jì)數(shù)器沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。2．隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)89C51內(nèi)部有1280字節(jié)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和1280字節(jié)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的。專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)。3．只讀存儲(chǔ)器(ROM)：89C516RD+共有8個(gè)ROM存儲(chǔ)器，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。4．定時(shí)/計(jì)數(shù)器89C51有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。5．輸入輸出(I/O)端口89C51共有4組8位I/O口(P0、 PP2和P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。6．中斷控制器89C51具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。7．振蕩電路：振蕩電路給出的時(shí)鐘信號(hào)，使得由一大堆數(shù)字電路構(gòu)成的單片機(jī)各個(gè)部件能夠協(xié)同工作，并最終實(shí)現(xiàn)需要的功能。89C51 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但需外置磁片電容。 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇溫度控制系統(tǒng)的 A/D 轉(zhuǎn)換器選用 ADC0809 八位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。1．ADC0809 的主要特性沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）141）8 路輸入通道，8 位 A／D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕?3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs 。4）單個(gè)＋5V 電源供電。 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 6）工作溫度范圍為40～＋85 攝氏度。 7）低功耗，約 15mW。2．ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8 位開關(guān)樹型 D／A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近。3．ADC0809 的外部特性及引腳功能ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝。下面說明各引腳功能:IN0～I(xiàn)N7：8 路模擬量輸入端。21～28：8 位數(shù)字量輸出端。 ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。START： A／D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換） 。EOC：A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） 。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。REF（+） 、REF（）：基準(zhǔn)電壓。Vcc：電源，單一＋5V。GND：地。ADC0809 的引腳圖如圖 所示。沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 ADC0809 的引腳圖 的工作過程首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A／D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A／D 轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指?A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) OE 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。因?yàn)?ADC0809 具有較經(jīng)濟(jì)的價(jià)格，所以這里的數(shù)據(jù)采集電路選擇 ADC0809。在采集電路中，只要將放大濾波電路的輸出端接入 0809 的某一通道，在這里選擇 0通道，即將 0809 的地址輸入線 A,B,C 送入低電平，即可選通 0 通道。另外需要說明的是由于 ADC0809 片內(nèi)無時(shí)鐘，可利用單片機(jī) 89C51 提供的地址鎖存允許信號(hào)ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻得到。沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 ADC0809 與單片機(jī)接口電路ADC0809 的通道選擇如表 ：表 31 ADC0809 通道選擇C B A 被選擇的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17 LED數(shù)碼管LED（Light Emiting Diode）數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構(gòu)成的。常用的LED顯示器有8段和“米”字段之分。這種顯示器有共陰極和共陽極兩種。本設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的是共陽極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。（ 0x28,0xF9,0x4C,0x58,0x99,0x1A,0x0A,0xF8,0x08,0x18） 是共陽極（0—9）的碼段。動(dòng)態(tài)掃描是將各個(gè)LED 數(shù)碼管的起端字線并聯(lián)使用,而每個(gè)數(shù)碼管的公共端分別通過驅(qū)動(dòng)器接I/O的一個(gè)口線。當(dāng)輪流選通每個(gè)數(shù)碼管的公共極時(shí),則數(shù)碼管將輪流顯示有關(guān)字符。動(dòng)態(tài)掃描顯示在智能化儀器中應(yīng)用很廣。驅(qū)動(dòng)器4511的A、B、C、D四位分別接單片機(jī)P0口的低四位和高四位，輸入BCD碼4511就可以直接轉(zhuǎn)換為段碼，以驅(qū)動(dòng)LED顯示數(shù)值。： LED的顯示電路數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 透過分時(shí)輪流控制各個(gè) LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 埠，而且功耗更低。 18B20溫度傳感器圖 18B20 溫度傳感器。圖 18B20 引腳1) 特性獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊簡單的多點(diǎn)分布應(yīng)用可通過數(shù)據(jù)線供電沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19零待機(jī)功耗測(cè)溫范圍55~+125℃，以 ℃遞增。華氏器件67~+2570F，以 遞增 溫度以 9 位數(shù)字量讀出 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 200ms（典型值） 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng) MAXL813L芯片的介紹1) 上電、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值200ms。2) 獨(dú)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在 內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將由高電平變?yōu)榈碗娖健?) 門限值檢測(cè)器，用于電源故障報(bào)警、電池低電壓檢測(cè)。4) 低電平有效的手動(dòng)復(fù)位輸入。表 引腳介紹引腳名稱 引腳功能/MR 當(dāng)該段輸入低電平保持 140ms 以上，MAX813 就輸出復(fù)位信號(hào)，該輸入端的最小輸入脈寬要求可以有效的消除開關(guān)的抖動(dòng)VCC 工作電源，接+5V 電壓GND 電源接地端PFI 當(dāng)該輸入端電壓小于 時(shí)，/PFO 引腳的輸出電壓由高電平變?yōu)榈碗娖?PFO 電源正常時(shí)，輸出高電平，當(dāng)電源電壓變低或掉電時(shí)，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖絎DI 程序正常運(yùn)行時(shí)，必須在 的時(shí)間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器。若超過 該輸入端收不到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出，WDO 由高電平變?yōu)榈碗娖?RESET 上電時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生 200ms 的復(fù)位脈沖；手動(dòng)復(fù)位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20/WDO 正常工作時(shí)，輸出保持高電平，看門狗輸出時(shí)，該端輸出信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖焦I(yè)環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而最終造成微機(jī)系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象為“死機(jī)” 。究其原因是CPU在執(zhí)行某條指令時(shí)，受干擾的沖擊，使它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，致使該條指令出錯(cuò)。這時(shí)，CPU執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，甚至將操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，導(dǎo)致程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”