【文章內容簡介】 C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。：I/O端口引腳：I/O端口P0～P3（地址為80H，90H，A0H，B0H），且P0～P3為四個8位特殊功能寄存器。分別為四個并行I/O端口的鎖存器。它們都有字節(jié)地址，每一個端口鎖存器還有位地址，所以每一條I/O線獨立地用做輸入或輸出時，數據可以鎖存；作輸入時，數據可以緩沖?！? P0口是一個8位漏極開路的8位準雙向I/O端口，每位可驅動8個LS型TTL負載，故有較強的帶負載能力。在CPU訪問片外存貯器時，P0口是分時提供8位地址和8位數據的復用總線。當P0口作為輸入口使用時，應先向鎖存器（地址80H）寫入全1，此時P0口的全部管腳浮空，可作為高阻抗輸入或者通過外接上拉電阻。作輸入口使用時要先寫1，這就是準雙向的含義。在訪問外接擴展存儲器時，地址數據總線分時復用。即在指令的前半周期，PO口作為地址總線的低8位輸出，在ALE信號的下降沿該地址被鎖存，在指令的后半周期用做8位數據總線。 AT89C51引腳圖—: P1口是一個帶有內部上拉電阻的8位準雙向I/O端口。每位可驅動4個LS型TTL負載。當P1口用做輸入口使用時，應先向P1口鎖存器（地址90H）寫入全1，此時P1端口管腳會被內部上拉電阻拉至高電平。當P1口輸出高電平時，能向外提供拉電流負載，所以不必再接上拉電阻。在端口用做輸入時，也必須先向對應的鎖存器寫入“1”，使FET截止。由于片內負載電阻較大，約20～40KΩ，所以不會對輸入的數據產生影響。上拉電阻是兩個場效應管（FET）并在一起，一個FET為負載管，其電阻固定；另一個FET可工作在導通或截止兩種狀態(tài)，使其總電阻值變化近似為0或阻值很大兩種情況。當阻值近似為0時，可將管腳快速上拉至高電平；當阻值很大時，P1口為高阻輸入狀態(tài)?！? P2口是一個帶有內部上拉電阻的8位準雙向I/O端口。P2口緩沖器能接收，輸出4個TTL門電流，每位可驅動4個LS型的TTL負載，在訪問外接存儲器器時，用做高8位地址輸出。當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的原故。P3口是一個多功能端口?！? P3口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口，每位可驅動4個LS型TTL負載，其功能和驅動能力與P1口、P2口相同。此外，P3口與其它I/O端口有很大區(qū)別，它除作為一般準雙向I/O口外，還具有特殊的控制功能:(RXD):串行數據接收端（串行口輸入）。(TXD):串行數據發(fā)送端（串行口輸出）。(INT0):外部中斷0，低有效。(INT1):外部中斷1，低有效。(T0):計時器0外部時鐘輸入。(T1):計時器1外部時鐘輸入。(WR):片外數據存儲器寫選通控制輸出。(RD):片外數據存儲器讀選通控制輸入。RST: 復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位。如果看門狗計時完成，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，這個脈沖可用來作為外部定時器或時鐘使用。:地址鎖存允許/編程信號端。當89C51上電正常工作后，ALE管腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的六分之一。CPU訪問片外存儲器時，此信號作為鎖存地址總線的低8位地址的控制信號。因此ALE信號可以對外輸出時鐘或定時信號。ALE端的負載驅動能力為8個LS型TTL。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外存儲器時，此端定時輸出脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此管腳接EPROM的OE端，PSEN端有效，即允許讀出EPROM/ROM中的指令碼。當CPU訪問外部程序存儲器時，要產生兩次PSEN負脈沖信號，當CPU訪問內部程序存儲器時，PSEN不跳變。此端驅動8個LS型TTL。當 AT89C51從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，但是在訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。此管腳的第二功能Vpp是對89c51片內EPROM固化編程時，作為施加較高編程電壓的輸入端。XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 紅外傳感器OTP538UOTP 538U是一個典型的TO46系列熱電堆傳感器。該傳感器包含了116組串聯的熱接點，形成了一個直徑545μm的感應區(qū)。涂黑的表面活性吸收熱紅外輻射，導致兩輸出端產生電壓差。該傳感器芯片采用了了一個獨特的前表面微加工技術，使得尺寸更小，能更快速地響應環(huán)境溫度變化的結果。紅外窗口是一個帶通濾波器，允許測量波長在5μm至14μm之間。與電阻相互比較熱敏元件總是存在白色雜訊。對應不同頻率他都有一個穩(wěn)定的訊號，直到頻率極限，并正比于入射輻射。熱電堆傳感器的特色在于與溫度參考電阻器在同一塊基座上。溫度參考電阻是由外殼至接地。使用方便，測量精度較高。特點 ：（1）非接觸式溫度探測（2）電壓輸出，便于檢測 （3）零功耗元件 ： ANTOTP外形 ANTOTP引腳圖管腳 1：熱電堆熱端輸出訊號。 管腳2：熱敏電阻輸出訊號。管腳3：熱電堆冷端輸出訊號。管腳4：熱敏電阻接地端點。：ParameterMin Typ Max Unit Conditions Output Voltage mV Tamb.=25℃ Tobj. =50℃ Sensitivity 70 85 100 V/W * TC of sensitivity %/K Typical Sensitivity area in diameter 545 μm Resistance of thermopile 50 65 80 KΩ 25℃ TC of resistance %/K Typical Time constant 16 ms * Noise voltage 28 32 36 nV/Hz1/2 NEP nW/Hz1/2 Normalized detectivity (D*) *108*108*108cm*Hz1/2/W* 傳感器規(guī)格參數 (環(huán)境溫度 25176。 C)Temp. (℃) V_out (mV) Temp. (℃) V_out (mV)20 50 10 60 0 70 10 80 20 90 25 100 30 110 40 120 熱敏電阻參數表Resistance (KΩ) Resistance (KΩ) Temp.(oC) Min Center Max. Temp.(oC)MinCenter Max. 20 45 15 50 10 55 5 60 0 65 5 70 10 75 15 80 20 85 25 90 30 95 35 100 40 105 ： LM324運算放大器LM324系列器件帶有差動輸入的四運算放大器。與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運算放大器共有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。 輸出電壓與溫度的關系： LM324引腳圖 ADC0804芯片ADC0804是采用CMOS集成工藝制成的逐次比較型模數轉換芯片。它的分辨率是8位，輸入的電壓范圍是0~5V,當增加一些外部電路后，其輸入模擬電壓為177。5V。此芯片內有輸出鎖存器，當與計算機連接時，轉換電路的輸出可以直接連接在CPU數據總線上，不用再加接口電路。: ADC0804引腳圖ADC0804引腳功能: ：芯片片選信號，低電平有效。即=0時,該芯片才能正常工作，高電平時芯片不工作。在外接多個ADC0804芯片時，該信號可以作為選擇地址使用，通過不同的地址信號使能不同的ADC0804芯片，從而可以實現多個AD通道的分時復用。 ：啟動ADC0804進行AD采樣，該信號低電平有效，即信號由低電平變成高電平時，觸發(fā)一次AD轉換。：低電平有效，即=0時，ADC0804把轉換完成的數據加載到DB口，可以通過數據端口DB0～DB7讀出本次的采樣結果。VIN（+）和VIN（）：模擬電壓輸入端，單邊輸入時模擬電壓輸入接VIN（+）端，VIN（）端接地。雙邊輸入時VIN（+）、VIN（）分別接模擬電壓信號的正端和負端。當輸入的模擬電壓信號存在“零點漂移電壓”時，可在VIN（）接一等值的零點補償電壓，變換時將自動從VIN（+）中減去這一電壓。VREF/2：參考電壓接入引腳，該引腳可外接電壓也可懸空，若外接電壓，則ADC的參考電壓為該外界電壓的兩倍，如不外接，則VREF與Vcc共用電源電壓，此時ADC的參考電壓即為電源電壓Vcc的值。CLK IN和CLK R：外接RC振蕩電路產生模數轉換器所需的時鐘信號，時鐘頻率CLK = 1/，一般要求頻率范圍100KHz～1460KHz。AGND和DGND：分別接模擬地和數字地。：轉換結束輸出信號，低電平有效，當一次A/D轉換完成后，將引起=0，實際應用時，該引腳應與微處理器的外部中斷輸入引腳相連（如51單片機的 ， 腳），當產生信號有效時，還需等待=0才能正確讀出A/D轉換結果，若ADC0804單獨使用，則可以將引腳懸空。DB0~DB7：輸出A/D轉換后的8位二進制結果。ADC0804工作過程，即其ADC0804的工作時序圖如下：給出的其實就是使ADC0804正確工作的軟件編程模型。