【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入/輸出（I/O）口，三個(gè)可編程16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)“看門狗”（WDT）定時(shí)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。此外，AT89S52如果降至8Hz靜態(tài)邏輯操作，可支持兩種軟件可選擇節(jié)點(diǎn)模式：在掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。在空閑的模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。 AT89S52引腳功能介紹AT89S52單片機(jī)采用雙列直排的40條引腳的封裝形式。AT89S52的40條引腳中，有2條只用于主電源的引腳，還有2條外接晶振的引腳，另外4條控制和其它電源復(fù)用的引腳，32條I/O引腳。 。 AT89S52單片機(jī)引腳圖AT89S52引腳的名稱和功能：l Vcc：接+5V的電源。l GND：為接地。l XTAL1：接在外部晶振的一端。在單片機(jī)內(nèi)部是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。l XTAL2：接在外部晶振的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部接至上述的振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率?？刂菩盘?hào)引腳RST、ALE/PROG、PSEN和EA/Vppl RST：9腳也就是RESET，復(fù)位輸入，單片機(jī)上電后如果要使單片機(jī)復(fù)位，只要在該引腳輸入24個(gè)振蕩周期寬度以上的高電平就可達(dá)到。在通電瞬間，電容C通過(guò)電阻R進(jìn)行充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。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得單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)正常工作時(shí)。l ALE/PROG：30腳，地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入端。，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位。當(dāng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器程序時(shí)，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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。l PSEN：29腳，外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低點(diǎn)平有效。當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期中，PSEN信號(hào)兩次有效，也就是輸出兩個(gè)脈沖。但在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。l EA/Vpp：31腳，外部訪問(wèn)允許/編程電源輸入端。當(dāng)EA輸入高電平時(shí)（接Vcc端），CPU執(zhí)行程序，在低4KB（0000H～0FFFH）地址范圍內(nèi)，訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC的值超過(guò)4KB地址時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA輸入低電平（接GND）時(shí)，CPU僅訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。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)。輸入/輸出（I/O）引腳P0、PP2和P3l P0口：P0口是一個(gè)雙向I/O口并且擁有8位漏極開(kāi)路的，同時(shí)可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)P0寫1這個(gè)時(shí)候引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。l P1口：P1口是一個(gè)具有上拉電阻的8位雙向I/O口，P1可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型的TTL電平。P1口是專為用戶使用的準(zhǔn)雙向I/O口，作為通用的I/O口輸入時(shí)應(yīng)先向端口鎖存器寫1?！ P2口：P2口是一個(gè)雙口功能、字節(jié)地址為0H、位地址為A0H~A7H。P2口作為地址輸出線時(shí)可以輸出高8位 到外部存儲(chǔ)器，與P0輸出的低8位的地址一齊夠成16位地址，可以尋址的地址空間為64KB。在訪問(wèn)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)器時(shí)，P2口送出高8位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用較強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。 l P3口：P3口是一個(gè)8位雙向I/O口具有內(nèi)部上拉電阻的，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3寫1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻會(huì)把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口用。作為輸入口使用時(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）。 由于AT89S52的引腳有限，因此在P3電路多了種特殊功能即第二功能。P3口的每一條引腳都可分別定義為第二功能的輸入功能或第二輸出功能。實(shí)際在使用中，一般都是是先按需求優(yōu)先選擇它的第二功能，剩下不用的才作為第一功能口線使用。各引腳的定義如下：：串行數(shù)據(jù)輸入口第3章 硬件電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)由主控芯片模塊AT89S5DS18B20溫度檢測(cè)模塊、LCD液晶顯示模塊、水位檢測(cè)模塊、鍵盤控制模塊、報(bào)警模塊和電磁閥開(kāi)關(guān)模塊組成。下面分別對(duì)各個(gè)模塊作具體介紹。1．。水箱水位檢測(cè)口4*25K公共充放電口 RC 充放水位傳感器原理圖它的是利用4個(gè)并聯(lián)的電阻[5]，電阻隨水位變化而變化，每當(dāng)水面接觸一個(gè)鋼針就會(huì)多并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻隨水位變化而規(guī)律的變化。因?yàn)閱纹瑱C(jī)會(huì)給電容周期性地充電和放電，然后檢測(cè)接在電容兩邊的電壓的變化。因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)已學(xué)的知識(shí)可知電容電壓的上升或下降時(shí)間可表示為t=RC，所以可以通過(guò)記錄下的這個(gè)時(shí)間來(lái)知道電阻的變化，進(jìn)而進(jìn)一步可知水位的變化并對(duì)其進(jìn)行顯示。單片機(jī)中的定時(shí)器可以提供電壓變化時(shí)間的紀(jì)錄，接下來(lái)就是如何將電壓的變化傳遞給單片機(jī)。本設(shè)計(jì)與I/O隔離并用中斷監(jiān)測(cè)電容電壓的電路。D Q 鎖存器CP QMUX地址/控制VccVCC讀引腳內(nèi)部總 線寫入讀存儲(chǔ)器 P1口的位結(jié)構(gòu)[6]電壓跟隨器的構(gòu)成：將LM358的正向輸入端接入電容電壓正端，反向輸入端則與輸出相連。電壓跟隨器的特點(diǎn)：輸入阻抗高，輸出阻抗低，使得輸入幾乎不受輸出影響，所以能啟到很好的隔離作用。：采用LM393為比較器加以+5V給其供電，由于LM393的輸出為集電極開(kāi)路，它的輸出高電平與LM393的電源無(wú)關(guān)，但須接外部電源和上拉電阻。需要電壓跟隨器進(jìn)行隔離的原因和必要性：因?yàn)锳T89S52單片機(jī)的INTO、INT1本身就具備上拉電阻，INTO、并且LM393的反相輸入端輸入和同相輸入端輸入間有著相互鉗位作用，而+5V電源分壓電阻給予+3V參考帶電平對(duì)反相輸入端輸入有鉗位作用，因此接了LM358電源跟隨器并且不與電容直接相連，就不會(huì)影響 電容電壓的變化，這便是必須接電壓跟隨器的必要性。水位傳感器采用電壓跟隨器與電壓比較電路相結(jié)合實(shí)現(xiàn)。由于水的高低也有一定的電阻，當(dāng)水位較低時(shí)，輸出低電平信號(hào)輸入到U7A電壓相應(yīng)變的?。ǖ陀?v），1腳輸出低電平，經(jīng)過(guò)U7A電壓跟誰(shuí)器，輸入到U7B反相輸入端，與U7B同相端電壓進(jìn)行比較，在同相端設(shè)置的基準(zhǔn)電壓為6V，輸出高電平，AT89S52接受到高電平信號(hào)后，制成高電平，使三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電磁閥門開(kāi)始工作。當(dāng)水位過(guò)高時(shí)，傳感器將信號(hào)傳個(gè)單片機(jī)，U7A電壓跟隨器輸出一個(gè)12V電壓，輸入給U7B電壓比較器反相端，與同相端進(jìn)行電壓比較輸出一個(gè)低電平信號(hào)即（），將其置成低電平，此時(shí)繼電器斷開(kāi)，電磁閥門停止工作。 水位檢測(cè)電路 溫度檢測(cè)模塊溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一、測(cè)溫精良、價(jià)格低廉（10快錢左右）、響應(yīng)反應(yīng)快、傳輸距離遠(yuǎn)、功耗小、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，非常適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫和控制，外圍電路簡(jiǎn)單且不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。太陽(yáng)能熱水器溫度傳感器有很多，本設(shè)計(jì)本來(lái)可選用熱敏電阻來(lái)使用，他具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻來(lái)測(cè)水溫，熱敏電阻與普通電阻不同，它具有負(fù)的溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減小等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用是為了測(cè)量溫度。但由于取材方面的原因，也考慮到經(jīng)濟(jì)成本我選用了型號(hào)為DS18B20的溫度傳感器，這是市場(chǎng)上很多見(jiàn)并且應(yīng)用范圍很廣的一種溫度傳感器，因?yàn)樗?dú)特的單線接口，且具有精準(zhǔn)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、廉價(jià)等好處，因此我設(shè)計(jì)中用DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20的簡(jiǎn)介及特性[7]：DS18B20數(shù)字化溫度傳感器是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一種單總線接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ONBOARD）專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三級(jí)管的集成電路內(nèi)。DS18B20相對(duì)于傳統(tǒng)的溫度傳感器具有性能好、微型化、微功耗、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，尤其適用于多點(diǎn)溫度的測(cè)量。DS18B20擁有9～12位測(cè)溫分辨率，℃。DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)，因此特別適合和單片機(jī)配合使用，直接讀取溫度數(shù)據(jù)。DS18B20溫度與數(shù)字對(duì)應(yīng)表如表2所示。目前DS18B20數(shù)字溫度傳感器廣泛應(yīng)用于糧庫(kù)、恒溫室、計(jì)算機(jī)機(jī)房溫度監(jiān)控及其他各種溫度測(cè)控系統(tǒng)中。如下表 。DS18B20可編程溫度傳感器采用3腳PR35封裝，其中GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過(guò)一個(gè)較小阻值的上拉電阻與單片機(jī)相連。VCC為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，～，本設(shè)計(jì)使用的是外部電源供電。 DS18B20溫度與數(shù)字對(duì)應(yīng)表溫度 ℃ 二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出 十六進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出+125 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000