【文章內(nèi)容簡介】 組成。AT89C52是INTEL公司MCS51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。所以主控單元擬采用AT89C52作為主控制器。 AT89C5289C52行輸出操作時(shí)，CPU通過內(nèi)部總線把數(shù)據(jù)寫入鎖存器。而89C51執(zhí)行輸入操作卻有兩種方式；當(dāng)執(zhí)行的是讀鎖存器指令時(shí)，CPU發(fā)出讀鎖存器信號，此時(shí)鎖存器狀態(tài)由觸發(fā)器的Q端經(jīng)鎖存器上面的三態(tài)輸入緩沖器1送入內(nèi)部總線；如果執(zhí)行的是讀端口引腳，則CPU發(fā)出的是讀引腳控制信號，直接讀取端口引腳上的外部輸入信息，此時(shí)引腳狀態(tài)經(jīng)鎖存器下面的三態(tài)輸入緩沖器2送入內(nèi)部總線。在89C52無片外的擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這四個(gè)端口都可以作為準(zhǔn)雙向通用IO口使用。P0口的輸出級與P1P3口的輸出級在結(jié)構(gòu)上是不同的，因此，它們的負(fù)載能力和接口要求也各不相同。P0口與其他口不同，它的輸出級無上拉電阻。用作輸入時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器80H寫1。把它當(dāng)作地址/數(shù)據(jù)總線時(shí)，則無須外接上拉電阻。P0口的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1P3口的輸出級接有內(nèi)部上拉電阻，它們的每一位輸出可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。作為輸入口時(shí)，任何TTL或NMOS電路都能以正常的方式驅(qū)動(dòng)89C52單片機(jī)的P1P3口。由于它們的輸出級具有上拉電阻，所以也可以被集電極開路所驅(qū)動(dòng)，而無須外接上拉電阻。對于89C52單片機(jī)，端口只能提供幾毫安的輸出電流，故當(dāng)作輸出口去驅(qū)動(dòng)一個(gè)普通晶體管的集極時(shí)，應(yīng)在端口與晶體管基極間串聯(lián)一個(gè)電阻，以限制高電平輸出時(shí)的電流。P1P3口也都是準(zhǔn)雙向口。電源引腳Vcc和Vss。Vcc（40腳）：電源端，為+5V。Vss（20腳）：接地端。 AT89C52最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括：(1)復(fù)位電路、（2）晶振電路、（3）電源電路。（1） 復(fù)位電路：復(fù)位操作一般有兩種基本形式，一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。復(fù)位電路接單片機(jī)的9管腳。（2） 晶振電路：單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。晶振電路接單片機(jī)的119管腳（3） 電源電路：單片機(jī)40管腳接電源，20管腳接地。： AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)本系統(tǒng)89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)的復(fù)位電路采用上電復(fù)位，晶振電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。40管腳連接5V電源。 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇A/D轉(zhuǎn)換原理：逐次逼近法逐次逼近式A/D是比較常見的一種A/D轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級。 采用逐次逼近法的A/D轉(zhuǎn)換器是由一個(gè)比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路組成?；驹硎菑母呶坏降臀恢鹞辉囂奖容^，好像用天平稱物體，從重到輕逐級增減砝碼進(jìn)行試探。逐次逼近法轉(zhuǎn)換過程是：初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開始時(shí)，先將逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器，稱為 Ｖo，與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖi進(jìn)行比較，若ＶoＶi，該位1被保留，否則被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位為1，將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器，輸出的 Ｖo再與Ｖi比較，若ＶoＶi，該位1被保留，否則被清除。重復(fù)此過程，直至逼近寄存器最低位。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩沖寄存器，得到數(shù)字量的輸出。逐次逼近的操作過程是在一個(gè)控制電路的控制下進(jìn)行的。雙積分法采用雙積分法的A/D轉(zhuǎn)換器由電子開關(guān)、積分器、比較器和控制邏輯等部件組成。基本原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，再把此時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，屬于間接轉(zhuǎn)換。雙積分法A/D轉(zhuǎn)換的過程是：先將開關(guān)接通待轉(zhuǎn)換的模擬量Ｖi，Ｖi采樣輸入到積分器，積分器從零開始進(jìn)行固定時(shí)間Ｔ的正向積分，時(shí)間Ｔ到后，開關(guān)再接通與Ｖi極性相反的基準(zhǔn)電壓ＶＲＥF，將ＶＲＥF輸入到積分器，進(jìn)行反向積分，直到輸出為0V時(shí)停止積分。Ｖi越大，積分器輸出電壓越大，反向積分時(shí)間也越長。計(jì)數(shù)器在反向積分時(shí)間內(nèi)所計(jì)的數(shù)值，就是輸入模擬電壓Ｖi所對應(yīng)的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。以上分析可得A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)簡單，可操作強(qiáng)。因此，首先考慮用常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809.ADC0809是采樣頻率為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，只選通8個(gè)單斷模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 ADC0809:（1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 （2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 （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．內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　 ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，它由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。 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)3．外部特性（引腳功能） 　　ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖13．23所示。下面說明各引腳功能。 　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端?！　?1～28：8位數(shù)字量輸出端?！　DDA、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，輸入，高電平有效。 　　START： A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號，輸入，高電平有效。 　　EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，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，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?！　LK：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轉(zhuǎn)換電路將采集到的信號輸入到ADC0809芯片中，ADC0809會(huì)將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，在輸入到單片機(jī)中。： ADC0809轉(zhuǎn)換電路圖ADC0809轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)。ADC0809的工作過程是：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?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號可用作中斷申請。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。 直流電流采集電路直流電流測量模塊的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)可通直流輸入電路實(shí)現(xiàn)。利用電阻量具測量直流電流是最早采用的一種方法,它根據(jù)被測電流流過已知電阻而測量其電壓降來確定被測電流的大小。直流電流輸入ADC0809轉(zhuǎn)換器電路，由于被測電流為0—10A，需通過并聯(lián)電阻進(jìn)行分流、采樣，： 交流電流采集電路一交流電路輸入電路的設(shè)計(jì)，首先考慮通過整流電路把交流信號轉(zhuǎn)化為小直流信號，再輸入ADC0808轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，： 交流輸