【文章內(nèi)容簡介】 空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器／計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 AT89S52引腳特性AT89S51單片機為40引腳雙列直插式封裝，其引腳排列和邏輯符號如圖31所示。 PO口：PO口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。對PO端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，PO口也被作為低8位地址／數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，PO具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，PO口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。Pl口：Pl口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，pl輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對Pl端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。 此外，／計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入(Pl. O/T2)和時器／計數(shù)器2的觸發(fā)輸入 (Pl. 1/T2EX)，具體如下：圖31 AT89C52引腳圖引腳號第二功能 T2（定時器／計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器／計數(shù)器T2的捕捉／重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用在flash編程和校驗時，Pl口接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IIL)。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，具體如下：端口引腳第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INTO（外中斷0） INT1（外中斷1） TO（定時／計數(shù)器O） T1（定時／計數(shù)器1） 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）在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。RST復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。ALE/PROG當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的l／6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的DO位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。PSEN程序儲存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP 外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址為OOOOHFFFFH)，EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 晶振電路設計1．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品振兩個大類，無源晶振需要芯片內(nèi)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（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(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準，信號質量也較無源晶振要好。因價格等因素，實際應用中多采用無源晶振設計的電路居多，本系統(tǒng)也采用的是無源晶振。如圖32所示就有一個頻率為12M的晶振，匹配電容是兩個30P的瓷片電容，使單片機正常工作。圖32 晶振電路2．晶振電路的作用：電容大小沒有固定值。一般二三十p。晶振是給單片機提供工作信號脈沖的。這個脈沖就是單片機的工作速度。比如12M晶振。單片機工作速度就是每秒12M。和電腦的CPU概念一樣。當然。單片機的工作頻率是有范圍的。不能太大。一般24M就不上去了。不然不穩(wěn)定。單片機復位電路是指單片機的初始化操作。單片機啟動運行時，都需要先復位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復位是一個重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路才能實現(xiàn)。復位電路的功能：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。本系統(tǒng)采用的是開關復位形式。開關復位可以在電源接通后，單片機自動復位，并且在單片機運行期間，用開關操作也能使單片機復位。上電后，由于電容的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關復位的操作，復位電路如圖33圖33復位電路51系列單片機最小系統(tǒng)包含51單片機芯片，復位電路和振蕩電路三個部分，本設計采用AT89S52單片機芯片，芯片有40腳，包含32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器／計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。時鐘電路通過內(nèi)部時鐘源提供時鐘，外部只需要接一個振蕩電路，振蕩電路中晶振是12MHZ。復位電路采用按鍵復位方式，當單片機復位引腳檢測到至少24個時鐘周期的高電平的時候會自動復位系統(tǒng)，系統(tǒng)會重新啟動。單片機最小系統(tǒng)設計圖如圖34所示。圖34單片機最小系統(tǒng)圖 信號檢測單元電路設計此模塊使用的是MQ2煙霧報警器，是半導體型可燃氣體敏感元件煙霧傳感器。傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(Sn02)。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。1．圖35是傳感器典型的靈敏度特性曲線。圖中縱坐標為傳感器的電阻比(Rs/Ro)，橫坐標為氣體濃度。Rs表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值；Ro表示傳感器在l000ppm氫氣中的電阻值；圖中所有測試都是在標準試驗條件下完成的。圖35靈敏度特性曲線2．圖36是傳感器典型的溫度、濕度特性曲線圖36 溫度、濕度特性曲線圖中縱坐標是傳感器的電阻比（ Rs/Ro）Ro：20℃，33%RH條件下，1000ppm氫氣中元件電阻。Rs：不同溫度，濕度下，1000ppm氫氣中元件電阻。3. 圖37是傳感器的基本測試電路圖37基本測試電路該傳感器需要施加2個電壓：加熱器電壓(VH)和測試電壓(Vc)。其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度。Vc則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負載電阻(RL)上的電壓(VRL)。這種傳感器具有輕微的極性，Vc需用直流電源。在滿足傳感器電性能要求的前提下，Vc和VH可以共用同一個電源電路。為更好利用傳感器的性能，需要選擇恰當?shù)腞L值。MQ2氣敏元件的結構和外形如圖38所示（結構A or B），由微型A1203陶瓷管、Sn02敏感層，測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。圖38 MQ2氣敏元件結構圖4．MQ2的使用規(guī)格：表31標準工作條件符號參數(shù)名稱技術條件備注Vc回路電壓≤15VAC or DCVh加熱電壓5．OV177。 VAC or DCRl負載電壓可調(diào)Rh加熱電阻31Ω177。3Ω室溫Ph加熱功耗≤900MW表32環(huán)境條件符號參數(shù)名稱技術條件 備注Tao使用溫度10℃50℃Tas儲存溫度20℃70℃RH相對濕度小于95%RHO2氧氣濃度21%（標準條件）氧氣濃度會影響靈敏度特性┃最小值大于2%表33 靈敏度特性符號參數(shù)名稱技術參數(shù)備注Rs敏感體表面電阻3KΩ30KΩ（l000ppm異丁烷探測濃度范圍100ppm10000ppm300ppm5000ppm丁烷5000ppm20000ppm甲烷300ppm5000ppm氫氣a(3000／1000）異丁烷濃度斜率≤標準工作條件溫度：20℃177。2℃ Vc：5．OV177。相對濕度：65%177。5% Vh：177。O. 1V預熱時間不超過1小時此模塊采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。1．DS18B20單線數(shù)字溫度計(1)適應電壓范圍更寬，電壓范圍：～5. 5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。(2)獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。(3) DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。(4) DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，