【文章內(nèi)容簡介】 部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或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(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)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(nèi)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(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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，如下表所示： 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(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)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，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(dāng)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(dāng)/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(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)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）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)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(nèi)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(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)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。 3．2．2 A/D轉(zhuǎn)換器選型ADC0809是一種8路模擬輸入逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，由于價格適中，與單片機的接口、軟件操作均比較簡單，目前在8位單片機系統(tǒng)中有著廣泛的使用。ADC0809由8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。 8路模擬開關(guān)與輸入通道的關(guān)系表同入通道IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7A010101O1B00110011C00001111ADC0809芯片可以分時處理8路模擬量輸入信號，使用模擬開關(guān)切換。在某一時刻，模擬開關(guān)只能與一路模擬量通道接通，對該通道進行A/D轉(zhuǎn)換。表1中C、B、A是三條通道的地址線。當(dāng)?shù)刂匪嫘盘朅LE為高電平時，C、B、A 三條線上的數(shù)據(jù)送入ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，經(jīng)過譯碼器譯碼后選中某一通道。當(dāng)ALE=0時，地址鎖存器處于鎖存狀態(tài)，模擬開關(guān)始終與剛才選中的輸入通道接通。選中通道的模擬量到達A/D轉(zhuǎn)換器時，A/D轉(zhuǎn)換器并未對其進行A/D轉(zhuǎn)換。只有當(dāng)轉(zhuǎn)換啟動信號端START出現(xiàn)下降沿并延遲后，才啟動芯片進行A/D轉(zhuǎn)換，START的上升沿復(fù)位ADC0809。ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過程是在時鐘信號的協(xié)調(diào)下進行的，ADC0809的時鐘信號由CLOCK端送入，其最高頻率為640MHz，在這個最高頻率下ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換時間為100uS左右。當(dāng)ADC0809用于AT89C51單片機系統(tǒng)時，若AT89C51采用6MHz的晶振，則ADC0809的時鐘信號可以由AT89C51的ALE經(jīng)過一個二分頻電路獲取。這時ADC0809的時鐘頻率為500KHz，A/D轉(zhuǎn)換時間為130uS。ADC0809常用的時鐘電路如圖： ADC0809常用的時鐘電路圖 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果(8位數(shù)字量)送到三態(tài)鎖存輸出緩沖器，此時A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果還沒有現(xiàn)在DB0DB7八條數(shù)字量輸出線上，單片機不能獲取之。單片機要想讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須使ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平，打開三態(tài)輸了鎖存器，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)在DB0DB7上。 單片機讀取A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法有三種： (1)延遲法單片機啟動ADC0809后，延時130uS以上，可以讀到正確的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 (2)查詢法EOC必須接到AT89C51的一條I/O線上。單片機啟動ADC0809后，延遲10uS，檢測EOC，若EOC=0則A/D轉(zhuǎn)換沒有結(jié)束，繼續(xù)檢測EOC直到EOC=1。當(dāng)EOC=1時，A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，單片機讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 (3)中斷法EOC必須經(jīng)過非門接到AT89C51的中斷請求輸入線INT0或INT1上，AT89C51的中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)。單片機啟動A/D轉(zhuǎn)換后可以做其它工作，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC由0—1經(jīng)過非門傳到INT端，AT89C51收到中斷請求信號，若AT89C51開著中斷，則進入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中單片機讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 3．2．3 看門狗本系統(tǒng)采用MAXIM公司的低成本微處理器監(jiān)控芯片MAX813L構(gòu)成硬件狗[7]，與AT89C51的接口電路如圖3．3所示。MR與WDO經(jīng)過一個二極管連接起來，RESET接單片機的復(fù)位輸入腳RESET，MR經(jīng)過一個復(fù)位按鈕接地。該監(jiān)控電路的主要功能如下：（1）系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時，RESET端輸出200ms的復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。 （2）對+5V電源進行監(jiān)視：當(dāng)+5V電源正常時，RESET為低電平，單片機正常工作；當(dāng)+5V電源電壓降至+，RESET輸出高電平，對單片機進行復(fù)位。 （3）看門狗定時器被清零，WDO維持高電平；當(dāng)程序跑飛或死機時，“喂狗”信號，WDO跳變?yōu)榈碗娖?，由于MR端有一個內(nèi)部250mA的上拉電流，D導(dǎo)通MR獲得有效低電平，RESET端輸出復(fù)位脈沖，單片機復(fù)位，看門狗定時器清零，WDO又恢復(fù)成高電平。（4）手動復(fù)位：如果需要對系統(tǒng)進行手動復(fù)位，只要按下手動復(fù)位按鈕，就能對系統(tǒng)進行有效的復(fù)位。 MAX813L與89c51接口圖 3．2．4 LCD顯示 本次設(shè)計采用1602型LCD顯示，現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。 1602型LCD可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0~D7和RS，R/W，EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能。 1．外型尺寸：80X36X13（LXWXH） 2．接口信號說明 ： 1602型LCD接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極 3．主要技術(shù)參數(shù) 1602型LCD的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量16X2個字符芯片工作電壓~工作電流（）模塊最佳工作電壓字符尺寸(WXH)mm 4．與8051接口電路 M162液晶顯示模塊可以和單片機AT89C51直接接口，電路如圖3．4所示。 AT89C51與DM162接口電路3．3 模擬信號調(diào)理電路 3．3．1 互感器信號轉(zhuǎn)換及電流—電壓轉(zhuǎn)換電路 在此用到的是北京星格公是司研制的精密電壓互感器SPT204A和電流互感器SCT254AK。其特性分別如下：SPT204 實際上一款毫安級精密電流互感器，輸入額定電流為2mA,額定輸出電流為2mA。使用時需要將電壓信號變換成電流信號。圖中，R1是限流電阻，不論額定輸入電壓多大，調(diào)整R1的值，使額定輸入電流接近為2mA，就滿足使用條件。副邊電路是電流/電壓變換電路，當(dāng)需要電壓輸出時采用。調(diào)整圖中反饋電阻R和r的值可得到所需要的電壓輸出。電容C2是400至1000pF的小電容，用來濾波。 電壓互感器的I—U轉(zhuǎn)換 運算放大器視精度要求使用，使用性能較好的運算放大器較容易達到較高的精度和較好的穩(wěn)定性。此處選用的是BB公司的高精度運放OPA2277。它具有以下特點: 超低失調(diào)電壓: 超低溫漂: 超低失調(diào)電流: 高開環(huán)增益:134dB 寬供電范圍:OPA2277具有連續(xù)的供電范圍，這使它不像大多數(shù)的OP系列運放局限于固定的工作電壓。而且軌至軌的特性使其輸出電壓的范圍能跟隨電源工作范圍，這就能在保證輸出電壓的大小的前提下，盡可能的減少工作電壓，達到節(jié)能的目的。由于OPA2277具有內(nèi)部補償失調(diào)電流的電路，故在使用中不需要在輸入腳上接上補償失調(diào)電流的電阻，如上圖所示，這同樣減少了PCB布板和使用的復(fù)雜度。 互感器的次級連接是電流轉(zhuǎn)電壓電路，該電路是將互感器的電流輸出信號變換成電壓信號，以符合CPU采樣信號是電壓信號的特性。以電流互感器SCT254AK為例，若互感器的副邊電流為,要求的輸出電壓為，則特性為: —輸入和輸出腳間的跨接電阻。 選擇合適的電阻R，通常采用電阻串接電位器的結(jié)構(gòu)，可以使輸出電壓在之間變化。SCT254A K是一款精密電流互感器，輸入額定電流為5A。當(dāng)需要將電流輸出信號變換成電壓信號時，推薦使用電路和電壓互感器使用電路類似。調(diào)整圖中反饋電阻R和r的值可得到所需要的電壓輸出。電容C2是400至1000pF的小電容，用來去A和濾波。該電流互感器是接在主回路上的電流互感器之后。主回路的電流互感器的變比視實際使用中變壓器輸出的電流而定。當(dāng)電流較大時，可選用較大變比的電流互感器，一般有100:1或1000:5等系列可供選用。 3．3．2 電壓、電流采樣及信號處理電路用電流互感采樣得到交變的電流信號，在通過以下電路把電流信號轉(zhuǎn)