【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系 統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 AT89C51 采用 PDIP 封裝形式，引腳配置如圖 2 所示 ： 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 2 AT89C51 的引腳圖 AT89C51 芯片的各引腳功能為： P0 口：這組引腳共有 8 條， 為最低位。這 8 個(gè)引腳有兩種不同的功能，分別適用于不同的情況，第一種情況是 89C51 不帶外存儲(chǔ)器， P0 口可以為通用 I/O 口使用， 用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數(shù)據(jù)，這時(shí)輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需要外接專(zhuān)用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖，增加了數(shù)據(jù) 輸入的可靠性；第二種情況是 89C51帶片外存儲(chǔ)器， 在 CPU 訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)先傳送片外存儲(chǔ)器的低 8 位地址，然后傳送 CPU 對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)。 P0 口為開(kāi)漏輸出，在作為通用 I/O 使用時(shí)，需要在外部接上拉電阻。 P1 口：這 8 個(gè)引腳和 P0 口的 8 個(gè)引腳類(lèi)似， 為最低位， 為最高位，當(dāng) P1口作為通用 I/O 口使用時(shí)， 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶(hù)的輸入和輸出數(shù)據(jù)。 P2 口：這組引腳的第一功能與上述兩組引腳的第一功能相同即它可以作為通用 I/O口使用，它的第一 功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但并不是像 P0 口那樣傳送存儲(chǔ)器的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)。 P3 口：這組引腳的第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同，第二功能為控制功能，每個(gè)引腳并不完全相同，如下表 1 所示： 表 1 P3 口各位的第二功能 P3 口各位 第二功能 RXT（串行口輸入） TXD（串行口輸出） 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 /INT0（外部中斷 0 輸入） /INT1(外部中斷 1 輸入 ) T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入） /WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)允許） /RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀允許） VCC 為 +5V 電源線(xiàn)， VSS 接地。 ALE：地址鎖存允許線(xiàn)，配合 P0 口的第二功能使用，在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51的 CPU 在 引腳線(xiàn)去傳送隨后而來(lái)的片外存儲(chǔ)器讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)。在不訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， 89C51 自動(dòng)在 ALE 線(xiàn)上輸出頻率為 1/6 震蕩器頻率的脈沖序列。該脈沖序列可以作為外部時(shí)鐘源或定時(shí)脈沖使用。 /EA:片外存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)選擇線(xiàn)，可以控制 89C51 使用片內(nèi) ROM 或使用片外 ROM, 若 /EA=1，則允許使用片內(nèi) ROM, 若 /EA=0，則只使用片外 ROM。 /PSEN：片外 ROM 的選通線(xiàn)，在訪(fǎng)問(wèn)片外 ROM 時(shí)， 89C51 自動(dòng)在 /PSEN 線(xiàn)上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，作為片外 ROM 芯片的讀選通信號(hào)。 RST：復(fù)位線(xiàn)，可以使 89C51 處于復(fù)位 (即初始化 )工作狀態(tài)。通常 89C51 復(fù)位有自動(dòng)上電復(fù)位和人工按鍵復(fù)位兩種。 XTAL1 和 XTAL2：片內(nèi)震蕩電路輸入線(xiàn)，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來(lái)連接 89C51 片內(nèi) OSC(震蕩器 )的定時(shí)反饋回路。 外圍電路的設(shè)計(jì) 超聲波的發(fā)射 壓電超聲換能器的壓電石英晶體 是通過(guò) 諧振器工作 來(lái) 使用 的 。超聲波換能器具有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)單板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào) 時(shí) ， 它的 頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率，壓電諧振的發(fā)生，和共振的振動(dòng)產(chǎn)生的超聲波，然后超聲波發(fā)生器；反之，如果不是兩個(gè)電極的電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波，壓迫壓電振動(dòng)，機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。超聲波發(fā)射和接收換能器的結(jié)構(gòu)略有不同，應(yīng)使用設(shè)備上的 標(biāo)記 。 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 超聲波發(fā)射電路 超聲波的接收 超聲波接收電路芯片 CX20xx6A 是接收紅外探測(cè)器， 經(jīng) 常 被 用于 紅外線(xiàn)的 遙控接收器。針對(duì)紅外遙控常 使 用的載波頻率為 38KHz 超聲波的頻率和距離較近，可以利用它制作超聲波接收電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用 CX20xx6A 接收超聲（高電平輸出信號(hào)無(wú)），具有良好的靈敏度 且它的 抗干擾能力 也比較 強(qiáng) 。 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 超聲波檢測(cè)接收電路 LED 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示的兩種常用方法： LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，每個(gè)顯示將占用的 I / O 接口鎖存功能的筆段字形代碼分離。所以只要單片機(jī)顯示字體的代碼發(fā)送到接口電路，不要忽略它，直到顯示新數(shù)據(jù)，然后發(fā)送新的字體的代碼，因此，該方法使用簡(jiǎn)單方便。在顯示電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī) P0 ~ P2 口控制數(shù)碼管顯示，此連接到單片機(jī)的引腳資源的浪費(fèi)，但理論知識(shí)是比較低的，和超聲波發(fā)射和接收電路不需要銷(xiāo)大量的支持，所以我選擇這樣的方式。數(shù)碼管的選擇，為了使數(shù)碼管亮度，我選擇了數(shù)碼管的共陰極數(shù)碼管腳，獲得了很高的水平。顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)電路原理圖 如圖 所示 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 顯示電路 用于顯示控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)測(cè)量和數(shù)據(jù)有一個(gè)發(fā)光二極管（ LED 數(shù)碼管顯示或）和液晶顯示器（ LCD）。兩個(gè)顯示電路簡(jiǎn)單，功耗低，成本低，使用壽命長(zhǎng)，使用 4 個(gè) LED顯示系統(tǒng)的輸出結(jié)果。陰陽(yáng)分，數(shù)碼管，本系統(tǒng)采用 8 段 LED，如圖所示，每個(gè)數(shù)碼管的內(nèi)部有 8 個(gè)發(fā)光二極管，陰極公共端由 8 個(gè)發(fā)光二極管連接在一起，正常顯示公共端低電平（接地），發(fā)光二極管是光依賴(lài) adp 引腳是高水平的。 形狀的 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)如圖所示，外部有 12 個(gè)引 腳，其中數(shù)字 4 也被稱(chēng)為公共選擇結(jié)束，剩余的 8 引腳稱(chēng)為段選端，當(dāng)你想做一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)字（ 09（一）必須在數(shù)碼管的 段 選端加用數(shù)字顯示的數(shù)字對(duì)應(yīng)的 8 位的段選碼（也被稱(chēng)為字形碼），與低水平的選擇端耦合。 由于系統(tǒng)中顯示的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，顯示數(shù)量不多，所以數(shù)碼管方便、經(jīng)濟(jì)。 LED 具有一個(gè)共同的陰極和陽(yáng)極兩。如圖所示。 二極管的陰極連接在一起，通常公共陰極接地，陽(yáng)極將發(fā)光二極管連接在一起，以獲得電壓 +5V。由 8 個(gè)發(fā)光二極管顯示，其中 7 個(gè)發(fā)光二極管，字體 ” 每個(gè)沖程 8” （部分）一 ~ G，另一點(diǎn)是 DP 發(fā)光二極管 。當(dāng)一個(gè)發(fā)光二極管的正向電壓必須被應(yīng)用，中風(fēng)，是光；當(dāng)沒(méi)有電壓的黑暗。為了保護(hù) LED 免受損壞，需要外部電流限制電阻器 。 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 符號(hào)和引腳 共陰極 共陽(yáng)極 圖 數(shù)碼管類(lèi)型 數(shù)碼管顯示有兩種工作模式，即靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示模式。為了節(jié)省端口和降低功耗，系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示模式。動(dòng)態(tài)掃描顯示模式解決了一些在 LED 數(shù)碼管的 “ 控制 ” 和 “ 控制 ” 的問(wèn)題，電路通過(guò) P0 口實(shí)現(xiàn)：一個(gè)共同的目標(biāo)，即 LED 數(shù)碼管的 “ 控制 ” ，是由 P2 口控制。此連接線(xiàn)連接在一起的場(chǎng)數(shù)，因此，顯示不同的內(nèi)容，必須輪流顯示的方式，即，在一個(gè)時(shí)刻，只是一位字位線(xiàn)的選通，其他每個(gè)字中的位線(xiàn)斷開(kāi)狀態(tài)，而場(chǎng)線(xiàn)的一個(gè)相應(yīng)的輸出顯示字段代碼字符。在這一刻，只有這一個(gè)節(jié)目，其他幾個(gè)黑暗。在這個(gè)系統(tǒng)中，該字線(xiàn)選通不通過(guò) npn8050 三極管的導(dǎo)通與截止的控制，即晶體管在 “ 開(kāi)始 ” 狀態(tài)。 （ 1） LED 基本結(jié)構(gòu) LED 顯示器組成的多個(gè)發(fā)光二極管顯示裝置顯示。單片機(jī)的使用是在七段數(shù)碼顯示最。七 段 LED 數(shù)碼顯示由 8 個(gè)發(fā)光二極管 LED 顯示領(lǐng)域， 7 被安排在一個(gè) “ 日 ” 形，另一個(gè)點(diǎn)的發(fā)光二極管顯示右下角顯示一個(gè) 小數(shù)點(diǎn) ，可以顯示不同的組合不同的數(shù)字。LED 引腳說(shuō)明如圖 （ 1） 所示： 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 （ 1） LED 引腳排列 （ 2） LED 譯碼方式 解碼方法由顯示字符定義的轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的域代碼，對(duì) LED 數(shù)碼管顯示，硬件解碼軟件解碼模式兩種譯碼通常。 硬件解碼是指將使用特殊的硬件電路的字符代碼顯示。 軟件解碼是寫(xiě)軟件解碼程序，譯碼程序是要顯示的域代碼的字符，解碼過(guò)程通常查表程序。 為了系統(tǒng)簡(jiǎn)化了硬件電路 的設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件編程的 LED 譯碼。由于本設(shè)計(jì)采用共陽(yáng)極 LED，對(duì)應(yīng)的字符、字段代碼如表 2 所示： 表 2 八段共陽(yáng) LED 數(shù)碼顯示管字形碼表 顯示字符 共陽(yáng)極字段碼 顯示字符 共陽(yáng)極字段碼 0 C0H 5 92H 1 F9H 6 62H 2 A4H 7 F8H 3 B0H 8 80H 4 99H 9 90H 電源電路 本系統(tǒng)采用市電 220V， 50Hz 供電，而單片機(jī)以及其它芯片均采用直流 5V 和 12V電壓供電。故需要設(shè)計(jì)降壓電路。本電路使用了由 LM7805 和 LM7812 構(gòu)成的橋式穩(wěn)壓整流電 路。電路如圖 所示。 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 電源電路 減壓后，整流橋，為單片機(jī)和其他設(shè)備的電源電壓和直接過(guò)濾 LM7805，齊納二極管 /電阻組合方案， LM780 LM7812 通常達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)，提高有效輸出阻抗，低靜態(tài)電流。 LM780 LM7812 可以提供本地的卡監(jiān)管，結(jié)合單點(diǎn)的調(diào)整，解決分配問(wèn)題。由于有足夠的熱定型， LM780 LM7812 穩(wěn)壓器可提供 100mA 的輸出電流，但也包括電流限制功能，限制在安全值范圍內(nèi)的峰值輸出。 LM780 LM7812 為輸出晶體管提供安全區(qū)的保護(hù)，限制內(nèi)部功耗。如果 在耗散范圍內(nèi)功率，熱關(guān)斷電路將防止經(jīng)濟(jì)過(guò)熱，芯片。 報(bào)警電路 對(duì)于一些緊急或異常情況，可以使操作人員不可忽視，以便及時(shí)處理，常常需要有更多的關(guān)注將意識(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)通常有三種類(lèi)型：閃光報(bào)警器，蜂鳴器報(bào)警，語(yǔ)音報(bào)警，系統(tǒng)采用壓電蜂鳴器報(bào)警電路簡(jiǎn)單、方便。 如圖 所示的報(bào)警電路，壓電蜂鳴器報(bào)警裝置，它需要大約 10 毫安驅(qū)動(dòng)電流，僅在兩個(gè)直流電壓引線(xiàn)和 3 15V，可以產(chǎn)生 3 或嗡嗡聲，結(jié)束在蜂鳴器連接到 +5 V 的高水平，另一端連接在初始狀態(tài) ， 總是輸出一個(gè)高水平的 1，當(dāng)需要報(bào)警 時(shí)，其端口程序可以實(shí)現(xiàn)零，聲音控制可 延時(shí)程序 。 河北科技師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 報(bào)警電路 控制電路 控制系統(tǒng)部分 是 以 AT89C51 單片機(jī)為核心芯片 ,外加 其 他 相關(guān)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的液位控制系統(tǒng) ,利用超聲波液位檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)水位高度，并通過(guò) LED 來(lái)顯示。報(bào)警電路用來(lái)實(shí)施報(bào)警安全提示 ,當(dāng)液位低于用戶(hù)設(shè)定的值時(shí) ,液位控制 系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)泵上水 ,