【文章內(nèi)容簡介】 線用。不擴(kuò)展外部存儲器時，P2 口也可以作為用戶 I/O 口線使用，P2 口也是準(zhǔn)雙向口。P3 口是雙功能口，該口的每一位均可獨立地定義為第一 I/O 功能或第二 I/O 功能。作為第一功能使用時操作同 P1 口。P3 口的第二功能如表 21 所示。表 21 P3雙功能口功能表2) 控制口線：PSEN (片外取控制)、ALE( 地址鎖存控制)、EA (片外儲器選擇)、RESET (復(fù)位控制) 。3) 電源及時鐘:VCC、GND、XTALXTAL2 。AT89C51 有間歇和掉電兩種工作模式。間歇模式是由軟件來設(shè)置的，當(dāng)外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時，CPU 可根據(jù)工作情況適時地進(jìn)入睡眠狀態(tài)，內(nèi)部 RAM 和所有特殊的寄存器值將保持不變。這種狀態(tài)可被任何一個中斷所終止或通過硬件復(fù)位。掉電模式是端口 第一功能標(biāo)記 第二功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 INT0 外部中斷 0 輸入 INT1 外部中斷 1 輸入 T0 定時/計時器 0 外部輸入 T1 定時/計時器 0 外部輸入 WD 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通89C51123456789101121314151617181920 21223242526272893031323345367383940 .RXDT0IN1IT0T1WRDXTAL12./DSTVGND圖 23 AT89C51 管腳圖7VCC 電壓低于電源下限，振蕩器停振，CPU 停止執(zhí)行指令。該芯片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器值保持不變，直到掉電模式被終止。只有 VCC 電壓恢復(fù)到正常工作范圍而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后，通過硬件復(fù)位掉電模式可被終止。AT89C51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有 5 個中斷請求源，用戶可以用軟件屏蔽所有的中斷請求，也可以用軟件使 CPU 接收中斷請求，每一中斷源可用軟件獨立地控制為開中斷或關(guān)中斷。當(dāng)所有中斷源設(shè)為開中斷時，AT89C51 中的中斷源優(yōu)先級如表 22 所示：表 22 中斷優(yōu)先級及入口地址中斷源 優(yōu)先級 人口地址外部中斷 0 1 0003H定時器/計數(shù)器 T0 2 000BH外部中斷 1 3 0013H定時器/計數(shù)器 T0 4 001BH串行口中斷 5 0023H 74HC595 及 74HC138 介紹74HC595 介紹一、概述與特點74HC595 是一個 8 位串并轉(zhuǎn)換和串行傳輸?shù)目刂菩酒?。具?8 位移位、存儲和三態(tài)輸出。數(shù)據(jù)在 SRCLK 的上升沿輸入和串行輸出，在 RCLK 的上升沿存儲。當(dāng)使能端 OE為低電平，存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到 8 位總線。74HC595 是硅結(jié)構(gòu)的 CMOS 器件， 兼容低電壓 TTL 電路，遵守 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)。 74HC595 是具有 8 位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。 移位寄存器有一個串行移位輸入、一個串行輸出和一個異步的低電平復(fù)位，存儲寄存器有一個并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能端 OE 為低電平時，存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。8 位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài)。將串行輸入的 8 位數(shù)字，轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數(shù)字，例如控制一個 8 位數(shù)碼管，將不會有閃爍。二、主要特性高速移位時鐘頻率 Fmax25MHz；標(biāo)準(zhǔn)串行（ SPI ）接口；CMOS 串行輸出，可用于多個設(shè)備的級聯(lián)；低功耗： TA =25 ℃ 時， Icc=4 μ A （ MAX ）三、管腳定義、說明管腳編號 管腳名 說明15O0—O7 三態(tài)輸出管腳8 GND 電源地9 Q39。H 清零端圖 24 74HC595 管腳圖表 23 75C595管腳說明874HC138 介紹概述與特點74HC138 是一款高速 CMOS 器件，74HC138 引腳兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL）系列。74HC138 譯碼器可接受 3 位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0, A1 和 A2） ，并當(dāng)使能時，提供 8 個互斥的低有效輸出（Y0 至Y7） 。74HC138 特有 3 個使能輸入端：兩個低有效（E1 和 E2）和一個高有效（E3 ） 。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高，否則 74HC138 將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC138 芯片和 1 個反相器，即可輕松實現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個 132（5 線到 32 線）譯碼器。任選一個低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則 74HC138 亦可充當(dāng)一個 8 輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。74HC138 與 74HC238 邏輯功能一致，只不過 74HC138 為反相輸出。 CD74HC138 ，CD74HC238 和 CD74HCT138 ，CD74HCT238 是高速硅柵 CMOS 解碼器，適合內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路由應(yīng)用。74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在高性能存貯器系統(tǒng)中，用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時，譯碼器的延遲時間和存貯器的賦能時間通常小于存貯器的典型存取時間，這就是說由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計。HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件，從 8 個輸出端中譯出一個低電平輸出。兩個低電平有效的賦能輸入端和一個高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器，擴(kuò)展成 24 線譯碼器不需外接門；擴(kuò)展成 32 線譯碼器，只需要接一個外接倒相器。在解調(diào)器應(yīng)用中，賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。二、主要特性電壓 ～ ；　　驅(qū)動電流 177。 ；　傳輸延遲 12ns@5V； 　邏輯電平 CMOS； 　　功耗考量 低功耗或電池供電應(yīng)用 ；　　封裝與引腳 SO1SSOP1DIP1TSSOP16管腳定義、說明10 SRCLR 移位寄存器清零端11 SRCLK 數(shù)據(jù)輸入時鐘線12 RCLK 輸出存儲器鎖存時鐘線13 OE 輸出使能14 SER 數(shù)據(jù)線16 VCC 電源端管腳編號 管腳名 說明111115 Y0—Y7 輸出管腳3 A0—A2 輸入管腳6 E1—E3 使能端8 GND 電源地16 VCC 電源表 24 74HC138管腳說明圖 25 74HC138 管腳圖9 DS1302 實時時鐘芯片簡介實時時鐘電路 DS1302 是 DALLAS 公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個 318 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 引腳功能及結(jié)構(gòu)DS1302 的引腳排列,其中 Vcc1 為后備電源，Vcc2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于Vcc1+ 時，Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時，DS1302 由 Vcc1 供電。X1和 X2 是振蕩源，外接 晶振。RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST 輸入有兩種功能：首先，RST 接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時，在Vcc 之前，RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。SCLK 為時鐘輸入端。 DS1302 的控制字節(jié)DS1302 的控制字如圖 27 所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)；位 5 至位 1 指示操作單元的地址；最低有效位(位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 數(shù) 據(jù) 輸 入 輸 出 (I/O)管腳編號 管腳名 說明1 Vcc2 主電源3 XX2 震蕩源，外接 32768Hz 晶振4 GND 電源地5 RST 復(fù)位/片選線6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）7 SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端8 Vcc1 后備電源表 25 DS1302 引腳功能表圖 26 DS1302 引腳圖圖 27 DS1302 控制字節(jié)圖10　　 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 D S1302 的 寄 存 器DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD 碼形式, 其日歷、時間寄存器及其控制字見表 26。 命令字 各位內(nèi)容寄存器名稱寫操作 讀操作 取值范圍 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00~59 CH 10SFC SEC 分寄存器 82H 83H 00~59 0 10MIN MIN時寄存器 84H 85H 01~12 或00~23 12/24 0 10 HR HR日寄存器 86H 87H 01~28，29，30，31 0 0 10 DATE DATE月寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH周寄存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY年寄存器 8CH 8DH 00~99 10YEAR YEAR　　此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～FDH ，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。表 26 日歷、時間寄存器及其控制字11第 3 章：太陽能熱水器硬件設(shè)計 太陽能控制器硬件結(jié)構(gòu)圖 31 系統(tǒng)總體硬件框圖系統(tǒng)總體硬件框圖與工作原理：經(jīng)過對所要設(shè)計的控制系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行分析，可以得到系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計框圖，如圖 31 所示。由系統(tǒng)的總框圖可以看出該系統(tǒng)的工作原理為：單片機(jī) 89C51 作為控制核心并協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作，通過數(shù)字溫度傳感器檢測當(dāng)前水的溫度，數(shù)字信號直接送入單片機(jī)89C51 內(nèi)，通過單片機(jī)的處理在 LED 數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的溫度值。另外一路是在水箱中的水位傳感器測水的壓力從而得到水位的高低，水位傳感器輸出的是 0～5V 的模擬量，要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量再送入單片機(jī) 89C51 進(jìn)行處理，在 LED 數(shù)碼管上顯示水位值。 控制器實時時鐘接口電路為實現(xiàn)熱水器 24 小時供應(yīng)熱水的目的，控制器必須有一個實時時鐘來為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)時間；在軟件設(shè)計上則要實時地讀出當(dāng)前時間，同設(shè)定時間比較，以決定系統(tǒng)工作狀態(tài)。本系統(tǒng)采用美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路 DS1302。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個 318 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。12 溫度檢測及 A/D 轉(zhuǎn)換溫度檢測主要采用熱敏電阻 NTC10K，并結(jié)合單片機(jī)