【文章內(nèi)容簡介】 兩個脈沖。 在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)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 0000HFFFFH), 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)位時內(nèi)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(nèi)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(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向工 I/0 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作 為輸出口用時， 每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路， 對端口 P0 寫 “時， “1 可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時， 這組口線分時轉(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，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時， 要求外接上拉電阻。 P1 口：P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸 收或輸出電流)4 個 TTL 邏輯電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)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?yàn)閮?nèi)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)。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定 時/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入()和輸入( /T2EX) ,參見表 21。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低 8 位地址。 引腳號 表 21 和 的第二功能 功能特性 T(定時/計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入)，時鐘輸出 T2EC(定時/計(jì)數(shù) 2 捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制) P2 口： 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸 P2 P2 收或輸出電流)4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉 到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)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)。 Flash 編程或校驗(yàn)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(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P3 口輸出緩沖級可驅(qū) 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(nèi)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，如表 22 所示： 引腳 表 22 P3 口替代功能 替代功能 說明 RXD TXD INT0 串行口入口 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0 申請 8 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） INT1 T0 T1 WR RD 外部中斷 1 申請 定時器 0 外部事件計(jì)數(shù)輸入 定時器 1 外部事件計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫選通 外部 RAM 讀選通 此外，P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信 9 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 硬件電路設(shè)計(jì) 我所設(shè)計(jì)的井下壓力檢測系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)為中心，構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 由模擬量輸入、開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出、電源指示板及顯示電路等組成。 本系統(tǒng)采用一片 AT89C52 單片機(jī)控制。硬件電路包括過看門狗電路、電平轉(zhuǎn)換電 路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、鍵盤顯示電路和穩(wěn)壓電源及地址開關(guān)電 路和顯示電路。 看門狗電路 幾乎所有的單片機(jī)都需要復(fù)位電路，對復(fù)位電路的基本要求是：在單片機(jī)上電時能 可靠復(fù)位，在下電時能防止程序亂飛導(dǎo)致 EEPROM 中的數(shù)據(jù)被修改；另外，單片機(jī)系 統(tǒng)在工作時，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無法正 常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了充分利用單片機(jī)本身的看門狗定時器（有些單片機(jī)無 看門狗定時器）外，還需外加個看門狗電路；除此以外，有些單片機(jī)系統(tǒng)還要求在掉電 瞬間單片機(jī)能將重要數(shù)據(jù)保存下來，因掉電的發(fā)生往往是很隨機(jī)的，因而此類單片機(jī)系 統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時能告知單片機(jī)。MAXIM 公司推出的 MAX813L 剛好能滿足這些要求，下面具體介紹該芯片的性能特點(diǎn)及使用方法。 MAX813L 有雙列直插和貼片兩種封裝形式，其雙列直插如圖 41 所示，引腳功能 如下：第(1)腳為手動復(fù)位輸入，低電平有效；第(2)、(3)腳分別為電源和地；第(4)腳為 電源故障輸入；第(5)腳為電源故障輸出；第(6)腳為看門狗輸入，第(7)腳為復(fù)位輸出， 第(8)腳為看門狗輸出。MAX813L 的引腳如圖 31 所示： 圖 31 MAX813L 的引腳 該芯片具有以下主要性能特點(diǎn)： 1）復(fù)位輸出。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時，第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位 脈沖寬度的典型值為 200ms，高電平有效，復(fù)位門限的典型值為 。 2）看門狗電路輸出。如果在 內(nèi)沒有觸發(fā)該電路（即第(6)步無脈沖輸入） ，則 第(8)腳輸出一個低電平信號。 3）手動復(fù)位輸入，低電平有效，即第(1)腳輸入一個低電平，則第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 出。 4） 時，第(5)腳輸出一個低電平信號。 MAX813L 和 AT89C52 的連接如圖 32，MAX813L 的第(1)腳與第(8)腳相連。第(7) 腳接單片機(jī)的復(fù)位腳，第(6)腳與單片機(jī)制 相連。在軟件設(shè)計(jì)中， 不斷輸出脈 沖信號，如果因某種原因單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)，則 無脈沖輸出。于是 后在 MAX813L 的第(8)腳輸出低電平，該低電平加到第(1)腳，使 MAX813L 產(chǎn)生復(fù)位輸出， 使單片機(jī)有效復(fù)位， 擺脫死循環(huán)的困境。 另外， 當(dāng)電源電壓低于限值 時， MAX813L 也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常， 可有效防止因電源電壓較低進(jìn)單片機(jī)產(chǎn)生錯誤的動作。 RESET +5V 2 VCC 3 GND PFO PFI WDO 5 4 8 6 WDI 7 RESET 1 MR MAX813L 圖 32 MAX813L 的連接電路 電源故障輸入 PFI 通過一個電阻分壓器監(jiān)測未穩(wěn)壓的直流電源。當(dāng) PFI 低于 時，電源故障輸出腳第 5 腳 PFO 變低，可引起 AT89C52 中斷進(jìn)行電源故障處理，或?qū)?重要數(shù)據(jù)保存下來。把分壓接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對電源故障告警。 MAX813L 是一體積小、功耗低、性價比高的帶看門狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片； 它使用簡單、方便。它所提供的復(fù)位信號為高電平，因而是應(yīng)用于復(fù)位信號為高電平場 合的單片機(jī)系統(tǒng)的理想芯片。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 井下分站監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的傳感器均為電壓型或電流型， 必須使用 A/D 轉(zhuǎn)換器把接收 到的模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，供單片機(jī)處理。使用模擬開關(guān)可以接收 8 路模擬信 號，每一路的轉(zhuǎn)換時間約為 。 A/D 單元電路主要由信號變換、信號補(bǔ)償、模擬開關(guān)、阻抗匹配、A/D 轉(zhuǎn)換和緩沖 器等組成。A/D 單元組成框圖如圖 33。 11 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 33 A/D 單元組成框圖 (1)信號變換：每臺分站設(shè)有 8 個模擬量輸入口，每個輸入口都設(shè)置了一組信號變 換跳線器 E，E 上有三個變換位置，以 A、B、C 三個字母表示，分別接有 200 歐姆、47 千歐姆、250 歐姆電阻，以適用于不同的傳感器輸出信號制，如圖 34 所示。當(dāng)接入 1～ 5mA 電流信號時，將 E 接在 A 的位置上，在 200 歐姆的電阻上產(chǎn)生 ～1V 的電壓信 號；當(dāng)接入 4～20mA 電流信號時，E 接在 C 的位置上，即在 250 歐姆電阻上 產(chǎn)生 1～ 5V 的電壓信號；當(dāng)接入 0～1V 或 0～5V 電壓信號時，E 都接在 B 的位置上，在 47 千 歐姆的電阻上仍然是 0～1V 或 0～5V 電壓信號。 輸入 Ａ Ｋ Ｂ Ｃ 輸出 圖 34 信號變換電路 (2)阻抗變換：是把電壓型的輸入信號轉(zhuǎn)換成低阻抗信號源輸出。它由圖 35 中運(yùn)算 放大器 1 組成。 (3)信號補(bǔ)償：信號補(bǔ)償放大器是為適合不同信號制式的傳感器要求而設(shè)計(jì)的。它由 圖 35 中運(yùn)算放大器 2 和 3 組成。 在煤礦井下，有的傳感器安裝位置需要經(jīng)常變動，也就是說傳感器與分站之間的傳 輸電纜的長度有所變化，這對于輸出信號為電流型的傳感器影響不大，而對于輸出信號 是電壓型的傳感器就必須考慮了。傳輸電纜的長短不同，壓降就不同，為了得到真實(shí)數(shù) 據(jù)，應(yīng)重新調(diào)整圖 35 中 W1，使得運(yùn)放 8 端電位與傳感器輸出電壓完全相同，從而使 信號得以補(bǔ)償。 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） １２Ｖ Ｕ１ ３ ２ Ｃ１ Ｒ３３ ＬＭ３２４ ４ １ １１ １ Ｒ２５ １０ ８ ２ Ｒ１ 輸出至量程轉(zhuǎn)換 ＋５Ｖ ９ Ｒ９ Ｒ１７ －５Ｖ ７ ３ ６ Ｗ１ ５ 圖 35 阻抗變換和信號補(bǔ)償電路 4．模擬開關(guān)：SCL4051 是 8 選 1 模擬開關(guān)，通過邏輯電路控制，使 8 路模擬量依 次選通。其作用如同開關(guān)一樣，俗稱模擬開關(guān)。分站中利用 SCL4051 單 8 路模擬開關(guān)， 實(shí)現(xiàn) 8 路模擬量依次采樣。其邏輯電路如圖 3