【文章內(nèi)容簡介】 格。程序在開發(fā)和調(diào)試成功之后就永久性地駐留在程序存儲器中，在停機斷電狀態(tài)下代碼也 不會丟失 程序存儲器在操作運行過程中只讀不寫，因而又被稱為只讀存儲器 ROM（ Read Only Memory）。 用隨機存儲器 RAM（ Random Access Memory）來存儲程序運行期間的工作變量和數(shù)據(jù)，所以又被稱為數(shù)據(jù)存儲器。一定容量的 RAM 集成在單片機 內(nèi)，提高了單片機的運行速度，也降低了功耗。標(biāo)準(zhǔn) AT89 單片機的程序存儲器采用 4KB 的快速擦寫存儲器 Flash Memory,編程和擦除完全是電氣實現(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn) AT89 單片機含有 128*8 位 RAM，采用單字節(jié)地址。實際上片內(nèi)的字節(jié)地址空間是 256 個（ 00H～ FFH） ,其中高 128 字節(jié)地址 (80H～ FFH)被特殊功能寄存器 SFR 占用 ,用戶只能使用低 128字節(jié)單元 (00H～ 7FH)來存放可讀 /寫的數(shù)據(jù)。 3． 外圍接口電路 CPU 與外圍設(shè)備的信息的交換都要通過接口電路來進行。這主要是解決 CPU 的高速處理能力和外部設(shè) 備低速運行之間的速度匹配問題，并可以有效地提高 CPU的工作效率；同時也提高了 CPU對外的驅(qū)動能力，輸出接口電路具有鎖存器和驅(qū)動器，輸入接口電路具有三態(tài)門控制，成為接口電路的基本特征。 4． 時鐘振蕩電路 單片機芯片內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容都需要外接。 AT89C51 的晶振頻率為高為 24MHz。 AT89C51 定時器 /計數(shù)器相關(guān)的控制寄存器介紹 /計數(shù)器的控制寄存器 TCON TMOD 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 31 頁 TMOD 用于設(shè)定定時器 /計數(shù)器的工作方式，不可位尋址，只能用字節(jié)傳送指令，字節(jié)地址為 89H，其各位定義如下： C/T 計數(shù)方式 /定時方式選擇位。 C/T=0，選擇定 C/T 計數(shù)方式 /定時方式選擇位。 C/T=0，選擇定時工作方式； C/T=1，選擇計數(shù)工作方式。 M1和 M0 工作方式選擇位。 M1M0=00，選擇工作方式 0； M1M0=01，選擇工作方式 1； M1M0=10，選擇工作方式 2； M1M0=11，選擇工作 方式 3。 IE IP 8255 的工作方式 8255有 3種 工作方式，即方式 0、方式 方式 2，如圖 。 0（基本輸入 /輸入方式）。 這種方式不需要任何選通信號。兩個 8位端口（口 A和口 B）和兩個 4位端口（口 C）。A口、 B口及 C口的高 4位和低 4位都可以設(shè)定為輸入或輸出。作為輸出口時，輸出的數(shù)據(jù)都被鎖存；作為輸入口時，輸入數(shù)據(jù)不鎖存。在方式 0時，各個端口的輸入、輸出可有16種不同的組合。 1（選通輸入 /輸出方式）。 在這種方式下 ,A、 B、 C三 個口分為兩組： A組包括 A口和 C口的高 4位， A口可由編程設(shè)定為輸入口或輸出口，若懸河 C口的高 4位用來作為輸入 /輸出操作的控制和同步信號；B組包括 B口和 C口的低 4位， B口同樣由編程設(shè)定輸入或輸出口， C口的低 4位用來作為輸入 /輸出操作的控制和同步信號；任何一個端口都有可做為輸入或輸出；若只有一個端口工作于方式 1，余下的 13位，可以工作在方式 0下； A口和 B口 的輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)都被定時 /計數(shù)器 1 定時 /計數(shù)器 0 位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 共 31 頁 鎖存。 b. 內(nèi)部功能結(jié)構(gòu) 圖 8255A引腳和結(jié)構(gòu)圖 表 8255A端口選擇及功能 A0 A1 RD WR CE 操 作 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 X X 1 1 X X 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 X X 1 0 1 0 1 1 0 A口 數(shù)據(jù)總線 B口 數(shù)據(jù)總線 C口 數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)總線 A口 數(shù)據(jù)總線 B口 數(shù)據(jù)總線 C口 數(shù)據(jù)總線 —— 控制寄存 器 數(shù)據(jù)總線為三態(tài) 非法狀態(tài) 數(shù)據(jù)總線為三態(tài) 2（雙向總線方式）。 在這種方式下， A口為 8位雙向總線， C口的 7~3 PCPC 用來作為輸入 /輸出的同步控制信號。在這種情況下， B口和 C口的 2~0 PCPC 只能編程方式為 0或方式 1工作。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 31 頁 圖 8255的三種工作方式 A 方式 0 b 方式 1 c 方式 2 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 31 頁 AT89C51 與 8255 接口電路 在 89C51 單片機上擴展一片 8255A 芯 片，無需外加任何邏輯電路，其接口如圖 所示。圖中 8255A 的 PA 口地址為 7CH， PB 口地址為 7DH， PC 口地址為 7EH，控制字寄存器地址為 7EH。這里 8951 單片機對 8255 采用了線性選址法。 圖 89C51與 8255A的接口電路圖 單片機與 7488 譯碼驅(qū)動器及 LED 的連接 現(xiàn)直接用 7448 譯碼驅(qū)動 LED 顯示數(shù)字，直觀明了，在軟件方面也有優(yōu)點。 7448 的輸入接單片機一般 OI/ 口，電阻起限壓作用。單片機與 7448 譯碼驅(qū)動器及 LED 的接口電 路如下所示。 圖 單片機與 7448譯碼驅(qū)動器及 LED的連接圖 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 31 頁 外部地址鎖存器 單片機中的 16 位地址，分為高 8 位（ A15～ A8）和低 8 位（ A7～ 0）。高 8 位由 P2口輸出，低 8 位由 P0 輸出。而 P0 口同時又是數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口，故在傳送時采用分時方式，先輸出低 8 位地址，然后再傳送數(shù)據(jù)。但是，在對外部存儲器進行讀 /寫操作時，地址必須保持不變，這就需要適當(dāng)?shù)募拇嫫鞔娣诺?8 位地址，這個外接的寄存器就稱為地址鎖存器。在進行外部存儲器擴展時，凡具有輸入 /輸出控制的 8 位寄存器均可作為地址鎖存器 [8]。目前常 用的地址鎖存器芯片有： 74LS27 74LS37 8282 等 ,引腳圖分別如 。 引腳說明： ? STB:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號 ,高電平有效 .當(dāng)該信號為高電平時 ,外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器 ,負(fù)跳變時 ,數(shù)據(jù)鎖存。 ? /OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，低電平有效。當(dāng)該信號為低電平時，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號為高電平時，輸出線為高阻態(tài)。 ? 70 ~DD ： 8位數(shù)據(jù)輸入線。 ? 70 ~ ： 8位數(shù)據(jù)輸出線。 （ a） 74LS273 (b) 74LS373 (c)8282 圖 地址鎖存器引腳圖 89C51 單片機 P0 口與地址鎖存器的連接方法如圖 所示。圖 中的 b 圖為 74LS373 的引腳圖， /OE 為使能控制端， G 為鎖存控制信號。 74LS373有三種工作狀態(tài)： （ 1）當(dāng) /OE 為低電平， G為高電平時，輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相同，即輸出跟隨輸入。 （ 2）當(dāng) /OE 為低電平， G由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，輸入端數(shù)據(jù)鎖入內(nèi)部寄存 器中，內(nèi)部中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 31 頁 寄存器中的內(nèi)容與輸出端相同。當(dāng) G保持低電平時，即輸入端數(shù)據(jù)變化也不會影響輸出端狀態(tài)，從而實現(xiàn)了鎖存功能。 （ 3）當(dāng) /OE為高電平時，鎖存器緩沖三態(tài)門封閉，即三態(tài)門輸出為高組態(tài)，輸入端 70 ~DD和輸出端 70 ~ 隔離，則不能輸出。 (a)使用 74LS273 (b)使用 74LS373 (c)使用 8282 圖 89C51單片機 P0口與地址鎖存器的連接方法 檢測信號放大電路設(shè)計 紅外技術(shù) 已經(jīng)成為先進科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于他是不可見光，因此用他做防盜報警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強。而本設(shè)計輸入部分主要是各種各樣的傳感器，不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為；若更換其他的傳感器，該系統(tǒng)還可以用于火災(zāi)報警、煤氣泄漏等報警。 本章節(jié)主要介紹幾種不同的利用紅外線檢測報警的電路，并由此得出檢測信號放大電路。 熱釋紅外線傳感器典型電路 熱釋紅外線傳感器由于具有獨特的優(yōu)異功能，被廣泛應(yīng)用在國防和民用領(lǐng)域，作遙控、遙測、 防盜、警戒、放火及自動化設(shè)施，其原理及典型應(yīng)用電路如圖 所示。熱釋紅外線傳感器主要由高熱系數(shù)的鋯鈦酸鉛系陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等配合濾光鏡片窗口組成，它能以非接觸形式，檢測出物體放射出來的紅外能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出 [12]。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 31 頁 金屬、塑料封裝熱釋紅外傳感器，內(nèi)裝有變換阻抗用的場效應(yīng)晶體管，輸出阻抗一般為 ?k47~10 ，頂端或側(cè)面裝有濾光鏡片，用來選擇接收不同波長的熱釋紅外線。人體輻射的紅外線中心波長為 m?10~9 ,而這種探測 元件的波長靈敏度特性在 um20~ ,范圍幾乎是穩(wěn)定不變的 .在硅片表面上截止波長 m?10~7 ,的濾光片 ,使波長超過m?10~7 的紅外線通過 ,而小于 m?7 的紅外線被吸收 ,于是就得到只對人體敏感的熱釋紅外線。如果用菲涅耳透鏡配合放大電路，將檢測出來的紅外信號放大 60～ 70dB，則可檢測出 10～ 20m 處人的行動。熱釋紅外線傳感器的文字符號為 AT。 圖 為熱釋紅 外線傳感器典型應(yīng)用電路。 AT 為雙元件熱釋紅外線傳感器，內(nèi)部電路見圖 ，其接收波長為 m?14~ ，適用于防盜報警系統(tǒng)，輸出阻抗為 10kΩ。AT為單元件熱釋紅外線傳感器，接收波長為 m?20~1 ，適用于溫度遙測，但同樣亦可用于防盜及自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部電路如圖 所示。 在這例電路中，當(dāng) AT 接收到人體信號時，輸出一個微弱的低頻信號，其頻率約為ZH3~ 。經(jīng)晶體管 VT1和運算放大器 A1組成的兩級 放大器將信號放大至 dB75~70 。由 2A 等組成的電壓比較器，設(shè)定一參考電壓。在無目標(biāo)進入時，末級無輸出；一旦有目標(biāo)進入探測范圍， AT 則有信號輸出，經(jīng)放大后，電壓高于比較器設(shè)定電壓時， 2A 輸出高電位， 2VT 導(dǎo)通，繼電器 K 吸合，其觸點接通報警電路或控制電路，實現(xiàn)熱釋紅外線探測之目的。 S 輸出D 電源E 地+－＋－D 地S 輸出E 地 單 元件熱釋紅外線傳感器 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 31 頁 紅外光敏二極管警燈電路 圖 中， VDP 是紅外光敏二極管，在電路中反向連接。當(dāng)把它置于紅外光照強度很弱的環(huán)境中時， VDP 內(nèi)部僅有極少的載流子流過，表現(xiàn)為高阻值；當(dāng)它接收到一定強度的紅外光時，其內(nèi)部的 PN 結(jié)載流子受紅外光激發(fā)而增多， VDP反向電流增大，表現(xiàn)為低阻值。 圖 紅外光敏二極管電路 圖 主要由運算放大器 1IC 和四與非門（ da DD 11 ~ ）等組成。在 VDP 無光照時，調(diào)節(jié) RP 使 1IC 的 ⑥ 腳為 左右， bD1 的 ④ 腳輸出高電平。在這里， aD1 與 dD1