【文章內(nèi)容簡介】 管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)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，如下所示：管腳備選功能（串行輸入口）（串行輸出口）（外部中斷 0）（外部中斷 1）（記時(shí)器 0 外部輸入）（記時(shí)器 1 外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)，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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)序是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互關(guān)系。單片機(jī)本身就如同一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。在 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部帶有時(shí)鐘電路，因此，只需要在片外通過 XTAL1 和XTAL2 引腳接入定時(shí)控制元件（晶體振蕩器和電容） ，即可構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。在 AT89C51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1 和XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容。AT89C51 的時(shí)鐘電路如圖 32 所示：X T A L 1X T A L 2/ E AV s sC 13 0 p FC 23 0 p F1 2 M H Z圖 32 AT89C51 的時(shí)鐘電路用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。電容 CC2 容量在 15～40pF 之間，大小與晶振頻率和工作電壓有關(guān)。但電容的大小影響振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，為了提高精度，本實(shí)驗(yàn)板采用 30pF 的電容作為微調(diào)電容。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振、電容等均應(yīng)盡可能靠近芯片，以減小分布電容，保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化以外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境也需按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。AT89C51 芯片內(nèi)部有復(fù)位電路，RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端高電平有效，復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。本單片機(jī)系統(tǒng)采用自動(dòng)復(fù)位方式復(fù)位。AT89C51 的復(fù)位電路如圖 33 所示：V c cC 3 2 2 181。 FR 11 K ΩR 2 1 0 K Ω≥ 11 0 K ΩP 1 . 6P 1 . 5P 1 . 1P 3 . 0/ C SS O/ W PV s sV c cR E S TS C KS IA T 8 9 C 5 1X 2 5 0 4 5R E S T+SR 3C 40 . 1 181。 F圖 33 X25045 復(fù)位電路圖在實(shí)際環(huán)境中,微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)常常受到干擾,其中大型設(shè)備的啟停、強(qiáng)繼電器的通斷、電源波形畸變等因素會(huì)造成電源電壓的波動(dòng),瞬間的壓降往往造成系統(tǒng)死機(jī)、數(shù)據(jù)丟失和誤操作,使系統(tǒng)無法正常運(yùn)行,甚至出現(xiàn)事故,所以對(duì)系統(tǒng)電源電壓的監(jiān)測(cè)、控制和重要數(shù)據(jù)的有效保存十分重要。X25045 是美國 Xicor 公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化 8 腳集成 電路，它將 EEPROM、看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。X25045 引腳如圖 34 所示： 圖 34 X25045 引腳圖其引腳功能如下： CS：片選擇輸入； SO：串行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出； SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入 X25045； SCK：串行時(shí)鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出； WP：寫保護(hù)輸入。當(dāng)它低電平時(shí)，寫操作被禁止； Vss：地； Vcc：電源電壓； RESET：復(fù)位輸出。X25045 在讀寫操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表 32 所示。表 32 X2504 指令名及指令格式X25045 硬件連接圖如圖 33 所示。X25045 芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門狗定時(shí)器，可通過軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。在看門狗定時(shí)器預(yù)置的時(shí)間內(nèi)若沒有總線活動(dòng)，則X25045 將從 RESET 輸出一個(gè)高電平信號(hào)，經(jīng)過微分 電路 CR3 輸出一個(gè)正脈沖，使 CPU 復(fù)位。圖 33 電路 中，CPU 的復(fù)位信號(hào)共有 3 個(gè)：上電復(fù)位(CR2)，人工復(fù)位(S、 RR2) 和 Watchdog 復(fù)位(CR3)，通過或門綜合后加到 RESET 端。CR3的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí) CPU 的振蕩器已經(jīng)在工作?？撮T狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過 X25045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(shè)定的。如表 33所示，X25045 狀態(tài)寄存器共有 6 位有含義，其中 WDWD0 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。表 33 X25045 狀態(tài)寄存器WD1＝0，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為 ；WD1＝0，WD0=1，預(yù)置時(shí)間為 ；WD1＝1，WD0=0，預(yù)置時(shí)間為 ；WD1＝1，WD0=1，禁止看門狗工作?？撮T狗電路的定時(shí)時(shí)間長短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長即可。編程時(shí)，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間，系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位而正常工作。當(dāng)系統(tǒng)跑飛，用軟件陷阱等別的方法無法捕捉回程序時(shí)，則看門狗定時(shí)時(shí)間很快增長到預(yù)置時(shí)間，迫使系統(tǒng)復(fù)位。需要注意的是，在程序正常運(yùn)行的時(shí)候，應(yīng)該在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粭l喂狗指令，使系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的定時(shí)時(shí)間達(dá)不到預(yù)置時(shí)間。系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位。喂狗指令如下。main(){...。系統(tǒng)正常運(yùn)行的程序部分{cs=0。 /*產(chǎn)生 cs 脈沖*/cs=1。}} 單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)1．+5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)+5V 電壓源主要用于為 AT89C51，ADC0809，8279，光敏二極管，LED，報(bào)警電路等器件及電路提供穩(wěn)壓源。電源（Vcc）是整個(gè)實(shí)驗(yàn)板正常工作的動(dòng)力源泉。電源電壓過大會(huì)大大縮短芯片的工作壽命，嚴(yán)重的會(huì)燒毀芯片及其它元器件；過小將不能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)板工作電路。因此設(shè)定合適的電源電壓值非常重要。此實(shí)驗(yàn)板主要芯片工作電壓均位+5V 左右，所以采用 7805 三端穩(wěn)壓 芯片將+12V 整形為+5V 直流給整個(gè)實(shí)驗(yàn)板供電。用 LM7805 設(shè)計(jì)的+5V 穩(wěn)壓電源電路圖如圖 35 所示：A C 2 2 0 V5 0 H Z8 VC 52 2 0 0 181。 FC 60 . 1 FV i nV o u tG N DC 71 0 0 181。C 80 . 1 F+ 5 VL M 7 8 0 5D 1++R 42 0 0 ΩL E D圖 35 +5V 穩(wěn)壓電源電路圖LM7805 是常用的三端穩(wěn)壓器，一般使用的是 TO220 封裝，要求輸入輸出電壓差保持在 2V 以上，能提供直流 5V 的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流和過載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供 1A 的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不同的電壓和電流。圖中，C5 ，C6 兩個(gè)電容接 LM7805 的 Vin 端對(duì)外電源輸入的電壓進(jìn)行濾波；C7，C8 兩個(gè)電容接 LM7805 的 Vout 端對(duì)整形后的電壓進(jìn)行濾波，確保 Vcc 端輸入+5V 直流電壓。D1 為發(fā)光二級(jí)管，接通電源時(shí)，燈亮表示電源電路供電正常，否則電源電路出錯(cuò)。ML7805 的引腳圖如圖 36 所示：L M 7 8 0 5V i n1V o u t3G N A2圖 36 LM7805 三端穩(wěn)壓器引腳圖2．正負(fù) 12V 穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)12V 穩(wěn)壓源主要用于為比較器，固態(tài)繼電器等提供穩(wěn)壓源。其電路圖如圖 37 所示：~ 2 2 0 V568C 91 0 0 0 181。 FC 1 11 0 0 0 181。 FC 1 00 . 1 181。 FC 1 20 . 1 181。 F1V i nG N DV o u tL M 7 8 1 232123V i nV o u tG N DC 1 3 1 0 0 181。 FC 1 5 1 0 0 181。 F+ 1 2 V 1 2 VL M 7 9 1 21 6 V1 6 VC 1 4 0 . 1 181。 FC 1 6 0 . 1 181。 F++++圖 37 正負(fù) 12V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)電路圖如圖所示為雙極性對(duì)稱穩(wěn)壓電源電路，它采用兩只三端穩(wěn)壓器 LM7812 和 LM7912構(gòu)成的簡單實(shí)用的對(duì)稱型正負(fù)穩(wěn)壓電源。LM78 系列輸入電壓為正電壓，LM79 系列三端穩(wěn)壓器輸入電壓為負(fù)電壓，其他特性，兩者較為相似。圖中，C9，C10 兩個(gè)電容接LM7812 的 Vin 端對(duì)外電源輸入的電壓進(jìn)行平波和高頻濾波，C11，C12 兩個(gè)電容接LM7912 的 Vin 端對(duì)外電源輸入的電壓進(jìn)行平波和高頻濾波；C13，C1 兩個(gè)電容接LM7812 的 Vout 端對(duì)整形后的電壓進(jìn)行濾波，C15，C16 兩個(gè)電容接 LM7912 的 Vout 端對(duì)整形后的電壓進(jìn)行濾波。該電源輸出電壓為177。12V，輸出電流最大為 。對(duì) LM7812，LM7912 的選擇，力求性能參數(shù)盡量對(duì)稱。正、負(fù)三端穩(wěn)壓器均要加裝合適的散熱器。 霜厚檢測(cè)電路冷凍室中的水分會(huì)凝結(jié)成霜，因此，電冰箱應(yīng)有自動(dòng)除霜功能。該功能的實(shí)現(xiàn)方法是通過熱敏電阻檢測(cè)環(huán)境溫度，來判斷霜厚是否滿足化霜條件。當(dāng)滿足化霜條件時(shí)，檢測(cè)電路產(chǎn)生中斷信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)的處理，控制接通化霜加熱絲，同時(shí)斷開壓縮機(jī)。當(dāng)檢測(cè)到的溫度值在一定溫度值以上后，斷開加熱絲，并接通壓縮機(jī)，完成自動(dòng)除霜功能。 熱敏電阻簡介熱敏電阻是一種對(duì)溫度極為敏感的電阻器。該種電阻器在溫度發(fā)生變化時(shí)其阻值也隨之而變化。熱敏電阻器種類較多，按其結(jié)構(gòu)及形狀可分為球形、桿狀、圓片形、管形、圓圈形等。按其受熱方式的不同可分為直熱式熱敏電阻器和旁熱式熱敏電阻器。按溫度系數(shù)可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。按工作溫度范圍分類有常溫、高溫、超低溫?zé)崦綦娮?。目前?yīng)用最廣泛的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，其又可分為測(cè)溫型、穩(wěn)壓型、普通型。熱敏電阻器的標(biāo)稱值是指環(huán)境溫度為 25℃時(shí)的電阻值。用萬用表測(cè)其阻值時(shí)，其阻值不一定和標(biāo)稱阻值相符。1)正溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點(diǎn)。正溫度系數(shù)熱敏電阻器又稱 PTC 熱敏電阻，該電阻器溫度升高時(shí)電阻值也隨之增大，而且阻值的變化與溫度的變化為正比例關(guān)系，但電阻器的溫度超過一個(gè)定值時(shí)，阻值將急劇增大，當(dāng)增大到最大值時(shí)，電阻值將隨溫度的增加而開始下降。正溫度系數(shù)熱敏電阻器的型號(hào)有:MZ4l、MZ4lA、 MZ4MZ0l、MZ0MZ0MZ0 WZ9MZ93 、MZ7MZ7MZ73 、MZ7MZ7MZ61MZ61MZ61 MZ2A、WZ2B、MZ2C、MZ2D、MZ21l 、MZ212 等。2)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點(diǎn)。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器又稱 NTC 熱敏電阻器，其圖形號(hào)與 PTC 熱敏電阻器相同。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的種類很多且形狀各異，常見約有管狀、圓片形等，如圖所示。NTC 熱敏電阻器的最大特點(diǎn)是電阻值與溫度的變化成反比，即電阻阻值隨溫度的升高而降低，當(dāng)溫度大幅升高時(shí)，電阻值也大幅下降。常用的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的類型有:MF5l、MF5MF53MF53MF53 MF57l、MF57MF57MFl2l、MFl2MFl2MFl3 、MFlMFl5 、MFl6 、MFlMF2ll、 MF22l、MF22MF22RR82 RR83RR84RH86MF3ll、MF3lMF313