【文章內(nèi)容簡介】 額很大，在單片機(jī)領(lǐng)域影響力很大，幾十年居于單片機(jī)領(lǐng)域領(lǐng)頭羊地位，其產(chǎn)品大量作為單片機(jī)教材范例使用。 AT89S52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該單片機(jī)片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 （ RAM） ，該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89S52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89S52 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 （ I/O） 端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89S52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89S52 的引腳 圖 32 為 AT89C51 的引腳圖。 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 7 圖 32 AT89S52 芯片引腳 40 只引腳按照其功能來分，可分為 3 類： （ 1） 電源及時(shí)鐘引腳： Vcc、 Vss； XTAL XTAL2。 （ 2） 控制引腳： PSEN、 ALE、 EA、 RESET。 （ 3） I/O 口引腳： P0、 P P P3，為 4 個(gè) 8 位 I/O 口的外部引腳。 AT89S52 的時(shí)鐘電路 在 AT89S52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1， 輸出端為引腳 XTAL2，在芯片的外部通過這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間的時(shí)鐘信號的同步，應(yīng)當(dāng)引入唯一的公用外部脈沖信號作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。時(shí)鐘電路如圖 33 所示。 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 8 圖 33 AT89S52 時(shí)鐘電路 AT89S52 的復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或者操作 錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵以重新啟動。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)時(shí)間 24 個(gè)振蕩脈沖周期以上 [67]。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。復(fù)位電路如圖 34 所示。 圖 34 AT89S52 復(fù)位電路 89C51 R1 ＋ 5V R2 K RST 89C51 R1 RST ＋ 5V C1 a)內(nèi)部時(shí)鐘 b)外部時(shí)鐘 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 9 ADC0809 電路 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0809 簡介 ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0809 的引腳圖如圖 35 所示。 圖 35 ADC0809 引腳圖 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖 36 所示。 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 10 圖 36 ADC0809 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 36 中多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3 個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放 、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表 31 為通道選擇表。 表 31 通道選擇表 信號引腳 ADC0809 芯片為 28 引腳為雙列直插式封裝，其引腳排列見圖 35。 對 ADC0809 主要信號引腳的功能說明如下： IN7～ IN0—— 模擬量輸入通道 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 11 ALE—— 地址鎖存允許信號。對應(yīng) ALE 上跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 START—— 轉(zhuǎn)換啟動信號。 START 上升沿時(shí)，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時(shí)啟動芯片，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持 低電平。本信號有時(shí)簡寫為 ST. A、 B、 C—— 地址線。 通道端口選擇線， A 為低地址， C 為高地址，引腳圖中為 ADDA， ADDB 和 ADDC。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系見表 91。 CLK—— 時(shí)鐘信號。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號由外界提供，因此有時(shí)鐘信號引腳。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號 EOC—— 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請求信號使用。 D7～ D0—— 數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。 D0 為最低位， D7 為最高 OE—— 輸出允許信號。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 Vcc—— +5V 電源。 Vref—— 參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V).。 單片機(jī)與 ADC0809 的接口 ADC0809 與 AT89S52 單片機(jī)的連接如圖 37 所示。 圖 37 ADC0809 與 MCS51 單片機(jī)的連接電路 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 12 電路連接主要涉及兩個(gè)問題。一是 8 路模擬信號通道的選擇，二是 A/D 轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 模擬通道選擇信號 A、 B、 C 分別接 、 、 ，而地址鎖存允許信號 ALE 由 控制，則 8 路模擬通道的地址為 0FEF8H～ 0FEFFH。 START 信號接由 控制。 另外參考電壓直 接利用本系統(tǒng)的 Vcc，因此要求 Vcc 為標(biāo)準(zhǔn)的 5V 電壓。 顯示電路 顯示電路采用 4 位一體的數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)。 數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制 打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 透過分時(shí)輪流控制各個(gè) LED數(shù)碼管的 COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 埠，而且功耗更低。 實(shí)現(xiàn)電路如圖 38 所示。 8 段連接單片機(jī)的 P1 口，位選通采用 NPN9015（或者 8550）三極 管來有效控制它的通斷，分別對應(yīng)單片機(jī)的 、 、 、。 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙 13 圖 38 顯示電路 光強(qiáng)采集電路 光強(qiáng)采集，采用光敏電阻進(jìn)行設(shè)計(jì)。 敏電阻又稱 光導(dǎo)管 ，常用的制作材料為硫化鎘 ，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材 料。這些制作材料具有在特定 波長 的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。 采用分壓原理， 設(shè)計(jì)電路如圖 39 所示： 營口職業(yè) 技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)用紙