【文章內(nèi)容簡介】 輸出直接接到單片機的端口 ，低電平為安全，高電平為處于危險情況。下面對上述電濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 13 路進行簡單的分析： 如圖 31 選取 LM339 為電壓 比較器， 比較器電路本身也有技術(shù)指標要求，如精度、響應速度、傳播延遲時間、靈敏度等，大部分參數(shù)與運放的參數(shù)相同在要求不高時可采用通用運放來作比較器電路。 電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小 (也有兩個數(shù)字電壓比較的，這里不介紹 )，并判斷出其中哪一個電壓高。當“＋”輸入端電壓高于“－”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平；當“ +”端電壓低于“－”輸入端時，電壓比較器輸出端為低電平。 由于比較器與運放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，其大部分參數(shù) (電特性參數(shù) )與運放的參數(shù)項基本一樣 (如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等 )。 所以計算時直接把它當做運放，離子煙霧傳感器的電壓輸出在 + 的范圍左右波動，設(shè)為 U，輸出為 U0。參考電壓可以取 5V，設(shè)為 Vcc，則輸出 239。2139。10 ffccff RRVuRRu ?? 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 14 4 自動滅火系統(tǒng) MCU 控制器 控制器是整個滅火系統(tǒng)的靈魂，所以我們選擇是需要慎之又慎。在眾多的 51 系列單片機中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實用，因他不但和 8051 指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89Cx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內(nèi)的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。單對 AT89C51 來說，在實際電路中可以直接互換 8051和 8751。由于內(nèi)部 RAM 的存在，可以減少 I/O 擴展芯片、鎖存器及片外 RAM 等等，使整個設(shè)計顯得簡單明了，所以我們選擇 AT89C51。 AT89C51 的介紹 關(guān)于 AT89C51 單片機 AT89C51 單片機的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。它主要由下面幾個部分組成： 1個 8位 中央處理單元（ CPU）、片內(nèi) Flash 存儲器、片內(nèi) RAM、 4個 8位的雙向可尋址 I/O 口、 1個全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、 2 個 16 位的定時器 /計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 圖 41 AT89C51 單片機的結(jié)構(gòu)框圖 CPU 中斷控制 振蕩器 片內(nèi) Flash 存儲器 總線控制 片內(nèi) RAM 4I/O 端口 ETC 定時器 1 定時器0 串行端口 外部 中斷 P0 P2 P1 P3 地址 /數(shù)據(jù) TXD RXD 計數(shù)器 輸入 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 15 主要性能 1. 與 MCS51 兼容 2. 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 次寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時 間： 10年 3. 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 4. 三級程序存儲器鎖定 5. 128*8 位內(nèi)部 RAM 6. 32 可編程 I/O 線 7. 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 8. 5 個中斷源 9. 可編程串行通道 10. 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 另外， AT89C51 是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到 0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式 —— 空閑方式（ Idle Mode）和掉電方式（ Power Down Mode）。在空閑方式中， CPU 停止工作，而 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中 ，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，直到下一個硬件復位為止。 引腳功能說明 AT89C51 引腳圖如圖 42所示 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 16 圖 42 VCC：供電電壓。 VSS：接地。 P0 口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8個 TTL 門 電流。當 P0 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸 出 4 個TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當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 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。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 17 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：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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 指令時 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 /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 /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 [6] 。 時鐘振蕩器 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 18 別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 43。 外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對外電容 C C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF（177。 10pF），而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF（177。 10F）。 用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如下圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi) 部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，電腦最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 圖振蕩電路 圖 43 時鐘振蕩電路 編程方式 編程前，須設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的11 位地址范圍為 0000H0FFFH，數(shù)據(jù) P0口輸入，引腳 , 和 ,的電平設(shè)置見表 34， PSEN 為低電平， RST 保持高電平， EA/ ppV 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電源， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負脈沖）。編程時，可采用 4— 20MHz濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 19 的時鐘震蕩器， AT89C51 編程方法如下： 1 在地址線上加上要編程單元的地址信號。 2 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 3 激活相應的控制信號。 4 在高電壓編程方式時，將 EA/ppV端加上 +12V 編程電壓。 5 每對 Flash 存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個 ALE/PROG 編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復 1— 5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。 每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為 。 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51 單片機用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一個寫周期是否結(jié)束，在一個寫周期中，如需讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ） 是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完成后，有效的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時，可進入下一個字節(jié)寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。 Ready/Busy 字節(jié)編程的進度可通過“ RDY/BSY”輸出信號監(jiān)測，編程期間， ALE 變成高電 平“ H”后 (RDY/BSY)端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程結(jié)束后， 變?yōu)楦唠娖綔蕚渚途w狀態(tài)。 復位電路 在振蕩，有兩個機器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片器運行時機復位，只要這個腳保持高電平， 51芯片便循環(huán)復位。復位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 0000H 處開始運行程序。該芯片的復位腳為 9腳，所以復位電路接STC89C52RC的 9腳，具體 電路如下圖所示。當采用的晶體頻率是 6 MHZ時，可取