【文章內(nèi)容簡介】 程序的走向等有關信息。 ～～,這種方法可以運用單步、斷點的調(diào)試方法，但是仿真不夠真實，比如，2051的內(nèi)部模擬比較器功能，P1口、P3口的增強下拉能力等等。 AT89C2051的主要性能如下：； （10000次）； ； ：0Hz24MHz； ； *8位內(nèi)部RAM； ； ； ； ； （，）； 。 AT89C2051的振蕩器和時鐘電路要給單片機提供指令時序就需要有相關的硬件電路，即振蕩器和時鐘電路。AT89C2051單片機內(nèi)部有一個反向放大器用于構成振蕩器，但是要形成時鐘，外部還需要附加電路。反向放大器的輸入端為XTAL1（即AT89C2051的19引腳），輸出端為XTAL2（即AT89C2051的18引腳）。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體以及兩個電容，就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路，如圖51所示。圖51 內(nèi)部振蕩電路電路中對外接電容Cl、C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。因為本課題中使用石英晶體，所以電路中電容使用30pF177。10pF。本裝置設計的樓道住戶為12戶，符合國內(nèi)大多數(shù)住宅樓每個樓道12戶（62）的要求。因此，分別由12路繼電器擔當各住戶分時供電的切換功能。繼電器線圈分別由US1～US12驅動，繼電器動合觸點的一端接上每個住戶的用戶側相線L1～L12，另一側并接，作為路燈的相線LINE。設計的電原理圖如圖52所示。繼電器電路動作設計的關鍵是繼電器觸點合、斷的延時時間，必須考慮繼電器的動作有一定時滯，否則，會出現(xiàn)上個繼電器尚未徹底斷開，下一個繼電器動合的現(xiàn)象，使得系統(tǒng)分配精度出現(xiàn)較大誤差，甚至不能正常分配。L2L1D12J12D11J11D9J9D10J10D8J8D7J7D5J5D6J6D4J4D3J3D1J1D2J2US11L11US9L9US7L7US12L12US10L10US8L8US6L6US5L5US3L3US4L4US2US1Vss圖52執(zhí)行分配的繼電器電路圖繼電器中的線圈為感性負載，在電路分斷時，電感存儲的能量會使電路分斷困難，所產(chǎn)生的電火花的劇烈變化向空間輻射電磁波，從而可能改變單片機的I/O口電平，造成單片機輸出的不正常變化。為此，本設計在繼電器的常開觸頭并聯(lián)了阻容吸收電路，以減少觸頭間電火花能量，減少誤動作的概率。系統(tǒng)電源電路原理圖參見圖53。主系統(tǒng)采用+5V電源。為了降低成本，采用“變壓器降壓整流濾波穩(wěn)壓”的線性電源。這里選用了78M05 3端穩(wěn)壓器。變壓器盡管與繼電器工作電源所需的變壓器為同一變壓器，但繞組副邊獨立，減小相互影響。繼電器工作電壓為+12V，考慮到繼電器對電壓要求不是很高的特點，這里采用“變壓器降壓整流”的方式，沒有穩(wěn)壓，同時也沒有大容量電容濾波。這是在實際開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)如果有大容量電容濾波，會出現(xiàn)繼電器動作失常的現(xiàn)象。原因是：大容量電容儲存的電能使得繼電器關斷時間延長。雖然已經(jīng)考慮到繼電器動作存在延時的問題，但還導致上個繼電器沒有關斷，下一個繼電器動合的現(xiàn)象。上述電源中所用的電源變壓器功率為10W。必須選用空載功耗小的變壓器；否則，功耗大大增加，而且變壓器自身發(fā)熱嚴重，根本無法適合長期運行。~220VB2B1C21000uFT1VinVoutGNDV178M05~9V~12V+12VVss123C41000uFC31000uFC1+5VGND圖53 系統(tǒng)電源電路圖該電路的特點如下：，單電源、雙電源均可工作，單電源：2~36V，雙電源：177。1~177。18V；，Icc=；，VIO= 177。2mV；，Vic=0~ ；，DTL，MOS，CMOS 等兼容；“或”門； 腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8 腳塑料封裝（SOP8）。LM393是高增益，寬頻帶器件，像大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當比較器改變狀態(tài)時，輸出電壓過渡的間隙。電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設計對減小輸入和輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號，而且增加很小的正反饋量(~10mV)能導致快速轉換，使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩。除非利用滯后，否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入和輸出在很短的轉換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快，則滯回將不需要。比較器的所有沒有用的引腳必須接地。 LM393偏置網(wǎng)絡確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V無關。 通常電源不需要加旁路電容。差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件。LM393的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供或OR ing功能。輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 (當負載電阻沒被運用)，輸出部分的線電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制。當達到極限電流(16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的γSAT限制。當負載電流很小時，輸出晶體管的低失調(diào)電壓()允許輸出箝位在零電平。圖54 LM393電路圖表51 LM393引腳功能排列表引出端序號功能符號引出端序號功能符號1輸出端1 OUT15正向輸入端21N+(2)2反向輸入端1 1N(1)6反向輸入端21N(2) 3正向輸入端11N+(1)7 輸出端2OUT24地GND8電源VCC 表52 LM393主要參數(shù)表參數(shù)名稱符號數(shù)值單位電源電壓VCC177。18 或36V差模輸入電壓VID177。36V共模輸入電壓VI～VCCV功耗Pd570mW工作環(huán)境溫度Topr0 to +70℃貯存溫度Tstg65 to 150℃表53電特性（除非特別說明，VCC=， Tamb=25℃）參數(shù)名稱符號測試條件最小典型最大單位輸入失調(diào)電壓VIOVCM=0 to VO(P)=, Rs=0177。177。mV輸入失調(diào)電流IIO177。5177。50nA輸入偏置電流Ib65250nA共模輸入電壓VIC0V靜態(tài)電流ICCQRL=∞mARL=∞,Vcc=30VmA電壓增益AVVCC=15V, RL＞15kΩ200V/mV灌電流lsinkVi()＞1V, Vi(+)=0V, Vo(p)＜616mA輸出漏電流IOLEVi()=0V, Vi(+)=1V, VO=5VnA 看門狗電路該系統(tǒng)用在長期連續(xù)工作且無人監(jiān)控的狀態(tài)下，因此必須十分重視系統(tǒng)的可靠性問題。在本裝置的設計中，主要考慮了這些方面：；。為了解決這些問題，設計中是通過系統(tǒng)的監(jiān)視定時器（即看門狗電路“WDT”）以及元器件的合理選用等方面來實現(xiàn)的?？撮T狗電路選用了MAX813L，也可選用IMP813L。這2種電源監(jiān)視器件的功耗都很低，主要功能有3個：；；。其特性如下：、掉電以及供電電壓下降情況下的復位輸出，復位脈沖寬度典型值為200ms。，；，用于電源故障報警、電池低電壓檢測或+5V以外的電源監(jiān)控內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖剑?；。MAX813L芯片及其工作原理生活中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而最終造成微機系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象為“死機”。究其原因是CPU在執(zhí)行某條指令時，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。這時，CPU執(zhí)行隨機拼寫的指令，甚至將操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，導致程序“跑飛”或進入“死循環(huán)”。為使這種“跑飛”或進入“死循環(huán)”的程序自動恢復，重新正常工作，一種有效的辦法是采用硬件“看門狗”技術。用看門狗監(jiān)視程序的運行。若程序發(fā)生“死機”，則看門狗產(chǎn)生復位信號，引導單片機程序重新進入正常運行。加電、掉電以及供電電壓下降情況下的復位輸出，復位脈沖寬度典型值為200 ms。MAX813L芯片引腳排列見圖55。VCCGNDPFIWDIMAX813LPFOWDOMR8RST7654321圖5–5 MAX813L芯片各引腳功能及工作原理如下：（/MR）：當該端輸入低電平保持140 ms以上。/MR與TTL/CMOS兼容。（VCC）：接+5V電源。（GND）：接0 V參考電平。（PFI）：當該端輸入電壓低于1．25 V時，5號引腳輸出端的信號由高電平變?yōu)榈碗娖?。?PFO）：電源正常時，保持高電平，電源電壓變低或掉電時，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?。（WDI）：程序正常運行時，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時器。，該輸入端收不到脈沖信號，則內(nèi)部定時器溢出，8號引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健＃≧ST）：上電時，自動產(chǎn)生200 ms的復位脈沖；手動復位端輸入低電平時，該端也產(chǎn)生復位信號輸出。（/WDO）：正常工作時輸出保持高電平，看門狗輸出時，該端輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖健?圖5–6給出了MAX813L在本系統(tǒng)中的電路圖。此電路可以實現(xiàn)上電、瞬時掉電以及程序運行出現(xiàn)“死機”時的自動復位和隨時的手動復位；并且可以實時地監(jiān)視電源故障，以便及時地保存數(shù)據(jù)。C127pFC227pF4148R210KR110KS0/MR12X11MHz+5V46783215121X1P35P15P12P11P14P30P31P32P17P13P10P37RSTP33X2P34P16191715127591134816181314USER3USER6USER7USER11USER8USER9USER1USER1USER5USER4USER1INT0+5VU3RST/MR/WDOWDI/PFOPFIVssVccMAX813AT89205USER2圖5–6 MAX813L在AT89C2051單片機系統(tǒng)中的應用連接電路圖本電路巧妙地利用了MAX813L的手動復位輸入端。只要程序一旦跑飛而引起程序“死機”，/WDO端電平由高到低，當 /WDO變低超過140 ms，將引起MAX813L產(chǎn)生一個200 ms的復位脈沖。同時使看門狗定時器清0和使 /WDO引腳變成高電平。也可以隨時使用手動復位按鈕使MAX813L產(chǎn)生復位脈沖，由于為產(chǎn)生復位脈沖/MR端要求低電平至少保持140ms以上，故可以有效地消除開關抖動。該電路可以實時地監(jiān)視電源故障（掉電、電壓降低等）。由于該裝置長期運行狀況，因此必須考慮裝置本身的安全性問題和裝置安全性引發(fā)的其它諸如人身安全性、住宅樓安全性等問題。這里的關鍵是要保證裝置本身的安全性。以下從幾個方面進行簡要闡述：裝置的功耗和散熱問題是連在一起的，只有降低功耗，才能減少裝置的發(fā)熱，也才能從根本上解決散熱問題。關于功耗問題，前面