【文章內容簡介】 P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T9T014T115P S E N29EA31R X D10T X D11I N T 012V ss20V c c40P 0 . 039P 0 . 138P 0 . 237P 0 . 336P 0 . 435P 0 . 534P 0 . 633P 0 . 732P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728RD17WD16I N T 113A L E30X T A L 119X T A L 218 12 入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是 因為是 內部上拉的 原因 。在 FLASH 編程和校驗時 候 ， P1口作為低八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門 電流，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緣故。 P2口當 作為 外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 1 時，它利用內部 的 上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可 接收輸出 4 個 TTL門電流。當 P3 口寫入 1 后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口， P3 口管腳備選功能 ： RXD（串行輸入口 ）， TXD（串行輸出口） ， INT0（外部中斷 0） ， INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） ， T1（記時器 1外部輸入） ， WR（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） ，P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器 將 器件復位時，要保持 RST 腳高電平兩個機器周期的時間。 ALEPROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當 EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時， EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內部程序 存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源（ VPP）。 13 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 :XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 本系統(tǒng)設計中單片機的 P0 口連接了 LED顯示器， P1 與 P2口連接 A/D 轉換器 ADC0809 芯片， RXD， TXD 連接了控制電路， INT0， T0， T1 連接了報警電路聲光報警。復位電路連接了復位開關。 晶振電路 晶振電路晶振是為電路提供頻率基準的元器件，通常分成有源晶振和無源晶振兩個大類，無源晶振需要芯片內部有振蕩器，并且晶振的信號電壓根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無源晶振通常信號質量和精度較差，需要精確匹配外圍電路 如 電感、電容、電阻等，如需更換晶振時要同時更換外圍的電路。有源晶振 不需要芯片的內部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準，信號質量也 會比無源晶振要好。 如下圖 接單片機的 XTAL2 口，接單片機的 XTAL1口 ,在 XTAL1和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器電 ，并產 生振 蕩時鐘，為單片機提供穩(wěn)定的時鐘。 而且 單片機都是嚴格按照機器周期來執(zhí)行的每條指令的運行，晶振電路提供 了 機器周期。 電容 C2 和 C3 通常取值為 30PF，對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及起振速度有少量的影響。 圖 晶振電路 復位電路 單片機復位電路就 相當于 電腦的重 啟部分，在使用電腦中 ， 當出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕 ， 電腦內部的程序 將 從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序 錯亂 的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執(zhí)行。按鍵復位就是在復位電容上并聯(lián)一個開關，當開關按下時電容被放電、RST 也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片C23 0 p FC33 0 p FY11 1 .0 5 9 2 MX T A L 2X T A L 1 14 機復位。 圖 單片機最小系統(tǒng)圖： 圖 單片機最小系統(tǒng)圖 信號檢測電路設計 溫度檢測電路與溫度傳感器的介紹 溫度檢測電路是整個單片機溫度 控制系統(tǒng)設計中不 可 缺少的一部分。本系統(tǒng)要求對 發(fā)酵室 內溫度進行實時采集與檢測，在 確保 安全的情況下對 待 加工器件進行熱處理。 根據(jù)要求，本系統(tǒng)的溫度檢 測 電路主要有傳感器、運算放大器及 A/D轉換器組成。經固定周期對 發(fā)酵室 內溫度進行檢測，實現(xiàn)加熱功能，并 使 系統(tǒng)安全穩(wěn)定。 1. 溫度傳感器的選擇 由于本次設計 的煙葉發(fā)酵室要求溫度范圍 0～ 80℃，控制精度：升溫177。 2℃，恒溫 1℃。 為滿足設計要求選用 AD590 傳感器 ，其具體參數(shù)如下： AD590 的測溫范圍為 55℃ ～ +150℃ 。電源電壓范圍為 4V～ 30V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流變化 1mA，相當于溫度變化 1K。 AD590 可以承受 44V正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會被損壞 。 輸出電阻為 710MW。 KR11 0 KR2 2 0 0V C C C31 0 u FR S T 15 此溫度傳感器是工業(yè)最常用溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是： AD590 是一款 2端口集成電路溫度傳感器，可產生與絕對溫度成比例的輸出電流。在 4V至 30V 的電源電壓范圍內， AD590 調節(jié)系數(shù)為 1 μA/K ，可作為高阻抗﹑恒定電流的調節(jié)器。單片集成電路的天生低成本，加上無需外圍支持電路，使得 AD590 成為許多溫度測量場合最具吸引力的選擇方案。線性電路，精確電壓放大 器，熱阻測量電路以及冷接點補償?shù)鹊?，?AD590 應用中都不再需要 。 AD590提供可選的芯片封裝，適用于混合電路以及受保護環(huán)境中的快速溫度測量。 AD590在遙感應用中尤其有效。因其高阻抗電流輸出，器件對遠程傳輸?shù)膲航挡⒉幻舾?。任何良好絕緣的雙絞線都足以應付距離接收電路數(shù)百英尺以外的操作。 AD590 的輸出特性也讓其輕松實現(xiàn)復用：電流可由 CMOS 多路復用器選擇，而供壓則可被邏輯門輸出任意切換。 圖 溫度傳感器檢測圖 由于本設計要求濕度范圍： 20%～ 80%， 控制精度：升溫177。 5%，恒溫177。 2%， 為滿足設計要求選用 HS1101 傳感器 ，其具體參數(shù)如下： 寬量程： 0～ 100%RH，穩(wěn)定，比例線性的頻率輸出，精度177。 5%RH ，工作溫度范圍 – 40~100℃，采用 Humirel專利濕敏電容 HS1101 設計制造，帶防護棒式封裝； 10VDC 恒壓供電， 14VDC 放大線性電壓輸出，便于用戶使用，防灰塵，可有效抵抗各種腐蝕性氣體物質。 16 圖 HS1101濕度傳感器實物圖 HS1101 電容傳感器，在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。涉及如何將 電容的變化量準確地轉變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號時，常用的方法是將 HS1101 置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉為與之呈反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集。 它有以下幾個特點 : 在標準環(huán)境下并不需要校正 即使長時間飽和也可以快速脫濕 可以自動化焊接，包括波峰或水浸 高可靠性與長時間穩(wěn)定性 專利的固態(tài)聚合物結構 可用于線性電壓或頻率輸出回路 反應時間短。 濕度電容檢測原理圖如下： 圖 濕度電容檢測原理圖 前向通道電路設計 本設計采用 ADC0809 作為數(shù)模轉換的主芯片。 ADC0809 是 CMOS 器件，不僅包括一個 8位的逐次逼近型的 ADC 部分，而且還提供一個 8通道的模擬多路開關和通道尋址邏輯，因而有理由把它作為簡單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。利用它可直接 17 輸入 8個單端的模擬信號分時進行 A/D 轉換，在多點巡回檢測和過程控制、運動控制中應用十分廣泛。 1) 主要技術指標和特性 （ 1）分辨率： 8 位。 （ 2）總的不可調誤差：177。 1LSB。 （ 3）轉換時間： 取決于芯片時鐘頻率，如 CLK=500kHz 時， TCONV=128μ s。 （ 4）單一電源： +5V。 （ 5）模擬輸 入電壓范圍： 單極性 0～ 5V；雙極性177。 5V,177。 10V(需外加一定電路 )。 （ 6）具有可控三態(tài)輸出緩存器。 （ 7）啟動轉換控制為脈沖式 (正脈沖 )，上升沿使所有內部寄存器清零，下降沿使 A/D 轉換開始。 （ 8）使用時不需進行零點和滿刻度調節(jié)。 2) 內部結構和外部引腳 ADC0809 的內部結構和外部引腳分別如圖 37和圖 38所示。內部各部分的作用和工作原理在內部結構圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對各引腳定義分述如下： 圖 ADC0809的內部結構圖 （ 1） IN0～ IN7—— 8 路模擬輸入，通過 3 根地址譯碼線 ADDA、 ADDB、 ADDC來選通一路。 （ 2） D7～ D0—— A/D 轉換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。 8 位排列順序是 D7為最高位， D0為最低位。 18 （ 3） ADDA、 ADDB、 ADDC—— 模擬通道選擇地址信號， ADDA 為低位， ADDC 為高位。地址信號與選中通道對應關系如表 32所示。 （ 4） VR(+)、 VR()—— 正、負參考電壓輸入端，用于提供片內 DAC 電阻網(wǎng)絡的基準電壓。在單極性輸入時， VR(+)=5V， VR()=0V；雙極性輸 入時， VR(+)、 VR()分別接正、負極性的參考電壓。 （ 5） ALE—— 地址鎖存允許信號，高電平有效。當此信號有效時， A、 B、 C三位地址信號被鎖存，譯碼選通對應模擬通道。在使用時，該信號常和 START信號連在一起，以便同時鎖存通道地址和啟動 A/D 轉換。