【文章內(nèi)容簡介】 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，如下所示。在 flash 編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。 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 0)； 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 )。 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 1/6 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，該引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 D0 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(yīng)設(shè)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 AT89S52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 0000HFFFFH），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福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 編程電壓 VPP。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 系統(tǒng)總體設(shè)計方案簡介 門禁系統(tǒng)主要組成框圖如 22 所示： 顯示 音響鍵盤門控門鎖出門按鈕 A/D轉(zhuǎn)換 煙霧傳感器AT89S52 圖 22 門禁系統(tǒng)的主要組成 門禁系統(tǒng)主要組成 ： 由 CPU、復位電路、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、出門按鈕、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊模塊、感應(yīng)模塊、顯示模塊等組成。 門禁系統(tǒng)的工作原理： 由 輸入模塊輸入密碼 ，顯示模塊顯示數(shù)位。如果密碼正確，則 門控鎖電路的 繼電器動作控制門鎖打開，同時指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉，指示燈熄滅。當按下出門按鈕時亦如此；如果密碼錯誤，則 蜂鳴器發(fā)出聲響， 同時指示燈 點亮。 從而 實現(xiàn)門禁。當煙霧傳感器感應(yīng)到災情時， 蜂鳴器發(fā)出聲響， 門控鎖電路的 繼電器動作控制門鎖打開 。 基于 AT89S52 單片機的賓館套間門禁系統(tǒng)的設(shè)計 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路 的設(shè)計 AT89S52 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計 AT89S52 單片機的簡介 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 主要性能： 與 MCS51單片機產(chǎn)品兼容； 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 FLASH 存儲器； 1000次擦寫周期； 全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； 三級加密程序存儲器； 32個可編程 I/O 口線； 三個 16位定時器 /計數(shù)器； 六個中斷源； 全雙工 UART 串行通道； 低功耗空閑和掉電模式； 1掉電后中斷可喚醒； 1看門狗定時器； 1雙數(shù)據(jù)指針； 1掉電標識符。 時鐘電路 時鐘電路 用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，時序是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。單片機本身就如同一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。 在 AT89S52 單片機內(nèi)部帶有時鐘電路，因此，只需要在片外通過 XTAL1 和 XTAL2引腳接入定時控制元件（晶體振蕩器和電容），即可構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。在 AT89S52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 蕩器和微調(diào)電容。 AT89S52 的時鐘電路如圖 31 所示： 圖 31 時鐘電路 用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。電容 C C2 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，本實驗板采用 30pf的電容作為微調(diào)電容。在設(shè)計電路板時，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。 復位電路 復位是單片機的初始化操作，其主要功能是使單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化以外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境也需按復位鍵以 重新啟動 。 AT89S52 芯片內(nèi)部有復位電路， RST 引腳是復位信號的輸入端高電平有效，復位方式有自動復位和手動復位兩種。 本單片機系統(tǒng) 采用 手動 復位方式復位。 AT89S52 的復位電路如圖 32 所示： 基于 AT89S52 單片機的賓館套間門禁系統(tǒng)的設(shè)計 9 圖 32 復位電路 各部分電路原理 工作指示燈電路 圖 33 工作指示燈電路 電路組成如圖 33： 工作原理： 當 口輸出低電平時， D2 導通，綠色發(fā)光二極管點亮，指示密碼正確門鎖打開。 當 口輸出低電平 時， D3 導通，紅色發(fā)光二極管點亮，指示密碼錯誤門鎖不打開。 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 蜂鳴器報警電路 圖 34 蜂鳴器電路 電路組成如圖 34： 以 Q6的基級作為蜂鳴器控制信號的輸入端與 口相連，主要由蜂鳴器、三極管 9012以及 10K 的偏置電阻組成。 工作原理： 當 輸出高電平時， Q6 截止，蜂鳴器電路斷開，蜂鳴器不發(fā)出聲響。 當 輸出低電平時， Q6 導通，蜂鳴器電路閉合，蜂鳴器發(fā)出聲響。若蜂鳴器發(fā)出聲響表示密碼輸入錯誤或者煙霧傳感器感應(yīng)到災情。 出門按鈕 圖 35 出門按鈕電路 基于 AT89S52 單片機的賓館套間門禁系統(tǒng)的設(shè)計 11 電路 組成如圖 35 工作原理： 當按下出門按鈕時，給 口輸入低電平。繼而通過單片機控制門控鎖電路打開門鎖以及點亮開門指示燈。 門控鎖電路 Y L 9 0 4 圖 36 門控鎖電路 電路組成如圖 36： 以 Q5 的基極作為門控信號的輸入端與 口相連。此電路由 5V 繼電器、交流電機、開關(guān)二極管、三極管 9013 以及 10K 的偏置電阻組成 【 2】 。 工作原理： 如圖 36 所示門鎖接于繼電器常閉端。 當 口輸出高電平時 Q5 導通，此時繼電器的控制線圈閉合，繼電器動作，繼電器常閉端斷開，即電機斷電，門處于鎖死狀態(tài) 。 當 口輸出低電平時 Q5 截止，此時繼電器的控制線圈為開路，繼電器不動作，門鎖接于繼電器常閉端，即電機通電，門處于打開狀態(tài)。 顯示模塊 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 圖 37 數(shù)碼管顯示電路 顯示部分有二種方案可供選擇；一種是采用 LCD 液晶顯示，該方案具有低壓微功耗、平板型結(jié)構(gòu)、顯示的信息量大、無電磁輻射、使用壽命長等優(yōu)點，但本設(shè)計要求顯示的數(shù)據(jù)量小，不能發(fā)揮其顯示內(nèi)容豐富的優(yōu)點，同時占用 I/O 口線較多。第二種方案采用 LED數(shù)碼管顯示，該方案具有實現(xiàn)容易、發(fā)光亮度大、驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點，且其可靠性也優(yōu)于 LCD 的顯示，所以，我們通過比較，選用第二種方案數(shù)碼管顯示。 電路組成如圖 37： 數(shù)碼管的八段顯示通過 200Ω的電阻外接單片機的 P0口，用四個 9015 的三極管的基極作為控制數(shù)碼管位顯的輸入端與 到 相連。主要由四位共陽數(shù)碼管、四個 9015的三極管以及 200Ω的電阻組成。 工作原理： 由 P0 口控制數(shù)碼管顯示數(shù)。 由 P2 口的高低電平控制數(shù)碼管位顯，當 P2 口輸出低電平時三極管導通，這時位為高電平即選中顯示。 基于 AT89S52 單片機的賓館套間門禁系統(tǒng)的設(shè)計 13 輸入模塊 圖 38 44 矩陣鍵盤電路 為了減少按鍵與單片機接 口時所占用的 I/O 線的數(shù)目，本設(shè)計采用矩陣鍵盤。在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。 其原理如圖 38： 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種矩陣結(jié)構(gòu)只需要 N 條行線和 N 條列線，即可組成具有 NN 個按鍵的鍵盤。在這種矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。 當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。 逐行掃描查詢法工作原理： 判斷鍵盤中有無鍵按下：將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置：在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 感應(yīng)模塊 設(shè)計上我采用 MO2煙霧傳感器感應(yīng)模塊。因為 MQ2煙霧傳感器適 用于室內(nèi)外和工廠的煙霧監(jiān)測裝置，特別是對液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等混合氣體的探測。 MO2煙霧傳感器具有如下優(yōu)點： 廣泛的的探測范圍； 靈敏度高； 使用壽命長； 優(yōu)異的穩(wěn)定性； 規(guī)格： 表 31 標準工作條件 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 VC 回路電壓 小于 15V AC or DC VP 加熱電壓 AC or DC RL 負載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 30Ω 室溫 PH 加熱功耗 小于 900mW 表 32 環(huán)境條件 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Tao 使用溫度 10oC50oC Tas 存儲溫度 20oC70oC RH 相對濕度 小于 95%RH O2 氧氣濃度 21%（標準條件） 最小值大于 2% 基于 AT89S52 單片機的賓館套間門禁系統(tǒng)的設(shè)計 15 圖 39 MQ2 煙霧傳感器 電路組成如圖 39： MQ2氣敏元件的結(jié)構(gòu)由微型 Al2O3陶瓷管、 SnO2敏感層以及由測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)組成，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，如圖 39中的 6，2個用于提供加熱電流，如圖 39中的 5【 4】 。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ADC0809簡介 ： 1） 8 路 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位； 2） 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?； 3） 轉(zhuǎn)換時間為 100μs； 4） 單個 ＋ 5V 電源供電； 5） 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準； 6） 工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度； 7） 低功耗，約 15mW。 2． ADC0809 的芯 片封裝及 引腳功能簡介 ： 福州大學 至誠 學院 本科生畢業(yè)