【文章內(nèi)容簡介】 斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 4 第 3 章 硬件電路設計 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)主要采用的單片機是 AT89S51。 AT89S51 是 具有低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含有 4Kbytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，其引腳圖如圖 2 所示。 AT89S51 主要性能參數(shù) ? 與 MCS—51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； ? 4K 字節(jié)可以重復擦寫 Flash 閃速存儲器； ? 1000 次擦寫周期； ? 全靜態(tài)操作： 0Hz—24Hz； ? 三級加密程序存儲器； ? 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ? 32 個可編程 I/O 口線； ? 5 個中斷源； ? 可編程串行 UART 通道； ? 低功耗空閑和掉電模式。 AT89S51 功能特性概述 ? 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器； ? 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ? 32 個 I/O 口線； ? 兩個 16 位定時器 /計時器； ? 一個 5 向量兩級中斷結構； ? 一個全雙工串行口通信； ? 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 5 圖 2 AT89S51 單片機 單片機最小系統(tǒng)組成 單片機最小系統(tǒng)主要由 AT89S51 單片機、外部振蕩電路、復位電路和 +5V電源組成，如圖 3 所示。在外部振蕩電路中，單片機的 XTAL1 和 XTAL2 管腳分別接至由 12MHZ 晶振和兩個 30PF 電容構成的振蕩 電路兩側，為電路提供正常的時鐘脈沖。在復位電路中，單片機 RESET 管腳一方面經(jīng) 10uF 的電容接至電源正極實現(xiàn)上電自動復位，另一方面經(jīng)開關 s 接電源，其主要功能除了使系統(tǒng)初始化之外，還有當程序出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，也需要按復位鍵重新啟動。因此，復位電路是單片機系統(tǒng)中不可缺少的一部分。 圖 3 單片機最小系統(tǒng) 6 超聲波發(fā)射電路 超聲波換能器的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器。 反相器74LS04 參數(shù)如表 1 所示。 表 1 反相器 74LS04 參數(shù) 最大額定值 電源電壓 到 + DC 輸入電壓 到 Vcc+ 直流輸出電壓 到 Vcc+ 鉗位二極管電流 177。20mA 直流輸出電流，每個引腳（輸出） 177。25mA 功耗 600mW 發(fā)射電路主要由反相器 74LS04 和超聲波發(fā)射換能器 T 構成，如圖 4 所示，單片機 端口輸出的 40kHz 的方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲 波的發(fā)射強度。 圖 4 超聲波發(fā)射電路 7 超聲波 檢測 接收電路 超聲波接收電路 CX20xx6A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。超聲波接收 電路如圖 5所示。 CX20xx6A引腳功能如下： 1腳 IN：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kΩ。 2腳 AGC：該腳與 GND之間連接 RC串聯(lián)網(wǎng)絡，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻 R或減小 C，將使負反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但 C的改變會影響到頻率特性。 3腳 C0：該腳與 GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為 。 4腳 GND：接地端。 5腳 RC0：該腳與電源端 VCC接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心率， 阻值越大，中心頻率越低。 6腳 C：該腳與 GND之間接入一個積分電容，標準值為 330pF，如果該電容值 太大會使探測距離變短。 7腳 OUT：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須 接上一個上拉電阻到電源端，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。 8腳 RC1：電源正極， ～ 5V。 圖 5 超聲波檢測接收電路 8 顯示單元電路 在單片機應用系統(tǒng)中，發(fā)光二極管 LED顯示器常用兩種驅動方式：靜態(tài)顯示驅動和動態(tài)顯示驅動。所謂靜態(tài)顯示驅動，就是給要點亮的 LED通以恒定的電流即每一位 LED顯示器各引腳都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O接口。單 片機只需要把要顯示的字形段碼發(fā)送到接口電路并保持不變即可，如果要顯示新的數(shù)據(jù)，再發(fā)送新的字形段碼。因此，使用這種方法單片機中 CPU開銷小，但這種驅動方法需要寄存器、譯碼器等硬件設備。當需要顯示的位數(shù)增加時，所需的器件和連線也相應增加，成本也增加。而所謂動態(tài)顯示驅動就是給欲點亮的 LED通以脈沖電流，即采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的 COM端，使各個顯示器輪流點亮，這時 LED的亮度就是通斷的平均亮度?？紤]各種因素，本設計選用動 態(tài)驅動顯示，其顯示電路如圖 6所示。 圖 6 顯示單元電路 語音播報電路 WT588D系列語音單片機是廣州唯創(chuàng)科技有限公司聯(lián)合臺灣華邦共同研發(fā)出來的集單片機和語音電路于一體的可編輯語音芯片。功能多音質好應用范圍廣性能穩(wěn)定是 WT588D系列語音單片機的特 長，彌補了以往各類語音芯片應用領域狹小的缺陷， MP3控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制 I/O口擴展輸出模式，讓應用人員能將產(chǎn)品投放在幾乎可以想象得到的場所。 WT588D是一款功能強大的可重復擦除燒寫的語音單片機芯片。 WT588D讓語音芯 片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機電路，高度集成的單片機技術 9 足于取代復雜的外圍控制電路。配套 WTAPP上位機操作軟件可隨意更換WT588D語音單片機芯片的任何一種控制模式，把信息下載到 SPIFlash上即可。軟件操作方式簡潔易懂，撮合了語音組合技術，大大減少了語音編輯的時間。 其中 KIA1117芯片為 WT588D的 VCC管腳（存儲器電源輸入腳） ， 提供 ?？煽刂频恼Z音地址位能達到 220個。每個地址位里能加載可組合語音為 128段語音。只需通過適當?shù)脑L問地址就可以實現(xiàn)語音播報，使用方便，語音播報電 路設計如圖 7所示。 圖 7 WT588D語音播報電路