【正文】 DEFGDPDPV C CS1S2OUT1IN2AC3GND4 567V C C8U3 L M 393R T 210kR510kV C CD6L E D rR8220D4白D5黑紅外接收R710KR61kV C CP P1.0S1S2S3P 35P 36P 37P 35P 36P 37 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 Y11 1 .0 5 7 2 MC22 0 p FC32 0 p FR11 0 KC11 0 u Fb e e pa l e rtP 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 3 .0 (R X D )10P 3 .1 (T X D )11P 3 .2 (I N T 0 )12P 3 .3 (I N T 1 )13P 3 .4 (T 0 )14P 3 .5 (T 1 )15P 3 .6 (W R )16P 3 .7 (R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20( A 8 )P 2 . 021( A 9 )P 2 . 122( A 1 0 ) P 2 . 223( A 1 1 ) P 2 . 324( A 1 2 ) P 2 . 425( A 1 3 ) P 2 . 526( A 1 4 ) P 2 . 627( A 1 5 ) P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31( A D 7 ) P 0 .732( A D 6 ) P 0 .633( A D 5 ) P 0 .534( A D 4 ) P 0 .435( A D 3 ) P 0 .336( A D 2 ) P 0 .237( A D 1 ) P 0 .138( A D 0 ) P 0 .039V C C40U18 9 C 5 1 / C 5 2D O U TP D S C KV C CV C C12U 1 0C O N 2V C CC O M1R12R23R34R45R56R67R78R89U 1 1P A I Z U1234K2P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P 1 .2P0.7閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保 存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選。 如 圖 ： 圖 STC89c51 單片機(jī) 管腳 介紹 VCC：供電電壓。 GND：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 8TTL 門電流。當(dāng)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(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須接上拉電阻。 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。在 FLASH編程和校驗時 ， P1 口作為低八位地址接收。 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(dāng) 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(dāng)用于外部 程序存儲器 或 16 位地址 外部數(shù)據(jù) 存儲器進(jìn)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(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲器 進(jìn)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(dāng) 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。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 所示： 口管腳 備選功能 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 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（計時器 0外部輸入） T1（計時器 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(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個 機(jī)器周期 的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時， 地址鎖存 允許的 輸出電平 用于鎖存地址的低位字節(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(dāng)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 指令是 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(jī)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(dāng) /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(dāng)/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。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 石晶 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部 時鐘源 驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部 時鐘信號 要通過一個二分頻 觸發(fā)器 ，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 復(fù)位電路 單片機(jī) 復(fù)位 的作用 是使 CPU 和 系統(tǒng)中的其他功能部件都處 在 一個確定的初始狀態(tài) ，并且 從這個新的狀態(tài)開始工作。無論 在 單片機(jī)剛開始接上電源，還是斷電后或者發(fā)生 故障后都要復(fù)位，所以對于單片機(jī)，一個很重要的事就是必須清楚其復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后的狀態(tài)。 要使 單片機(jī)復(fù)位，必須使 RST 引腳 至少保持兩個機(jī)器周期（ 24個 振蕩周期） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 的 高電平。例如 ， 若 時鐘頻率 時 12MHz，每臺機(jī)器的周期為 1us，則只需要 2us以上的 高電平 ， 在 RST 引腳 出現(xiàn)高電平后的第二個機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見 的 復(fù)位如下 圖 ： 圖 圖 (b)為上電復(fù)位電路，其原理 是 利用電容充電來實現(xiàn)的。在 接電 瞬間，RST 端 的電壓與 Vcc 相同，隨著充電電流的減少， RST 的 電位逐漸下降。只要 保證 RST 為 高電平的 時間 大于兩個機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。 圖 (a)為按鍵復(fù)位 電路 。該電路 除了 具有上電復(fù)位 功能 外，若要復(fù)位，只要 按 RST 鍵 ，此時電源 Vcc經(jīng)電阻 R R2分壓 ， 在 RST 端 產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。 單片機(jī) 復(fù)位期間 不產(chǎn)生 ALE 和 PSEN 信號 ，即 ALE=1 和 PSEN=1， 這表明單片機(jī)復(fù)位期間不會有任何取指操作。復(fù)位后 ， 內(nèi)部寄存器狀態(tài)如 表 ： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 表 由表可知 ： 復(fù)位后 PC 值 為 0000H， 表明復(fù)位后 程序從 0000H 開始執(zhí)行 。 SP 值 為 07H， 表明堆棧底部在 07H。 一般需要 重新 設(shè)置 SP值 。 P0~P3 口 值為 0FFH。 P0~P3 口 用作輸入口時，必須先寫入 “ 1” 。 單片機(jī) 在復(fù)位后， 已使 P0~P3 口 每一端線為 “1” ，為 這些端線 用作 輸入口做好了準(zhǔn)備。 PSW=00H， 表明當(dāng)前工作寄存器為第 0組 工作寄存器。 IP=X X X00000B， 表明各個中斷源均處于低優(yōu)先級。 IE=0 X X00000B， 表明各個中斷源均處于關(guān)斷狀態(tài)。 時鐘電路 單片機(jī) 的時鐘電路一般需要多相 時鐘 ，所以 MCS51 單片機(jī) 的時鐘電路有震蕩電路和分頻電路組成。 MCS51單片機(jī) 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成 振蕩器 的高增益反相放大器，其輸入端芯片引腳 XTAL1， 輸出端為引腳 XTAL2。通過 這兩個引腳 在 芯片外并接 石英 晶體震蕩 器和 兩個電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，如 圖 ： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 電路中 的電容 C1和 C2 一般 取 30pF左右，電容值 的 大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。 晶體 的震蕩頻率范圍是 ~12MHz。晶體 振蕩頻率高 ，系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機(jī)運行速度也就快。 MCS51 在 通常應(yīng)用的情況下，使用的振蕩頻率為 6MHz或 12MHz。 隨著 集成 電路制造 技術(shù) 的發(fā)展，單片機(jī)的晶振頻率還會逐步提高 ， 現(xiàn)在一些高速芯片的晶振頻率 已經(jīng) 達(dá)到40MHz。 脈沖信號驅(qū)動時鐘電路 是由 多 片 單片機(jī) 組成的系統(tǒng)中 ，為了使各單片機(jī)之間時鐘信號同步，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。對于 8051 單片機(jī) ，外部的脈沖信號經(jīng) XTAL2 引腳 接入，其連接如 圖 ： 圖 而 對于 80c51 芯片，外部 脈沖信號 則由 XTAL1 引腳 ，同時要把 XTAL2 引腳 懸空。實際使用時 ， 引入的脈沖信號應(yīng)為高、低電平持續(xù)時間大于 20ms 的矩形波，且脈沖頻率應(yīng)低于 12MHz。 電路 振蕩電路 產(chǎn)生的 振蕩 信號要經(jīng)過分頻后才能得到單片機(jī)各種相關(guān)的時鐘信號。振蕩脈沖 經(jīng) 二分頻后作為系統(tǒng)的時鐘信號，在二分頻的基礎(chǔ)上再三分頻產(chǎn)生ALE 信號 ，而在二分頻的基礎(chǔ)上再六分頻得到機(jī)器周期信號。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 點滴 檢測 設(shè)計 LM393 LM393 是 雙電壓比較器 集成電路。 輸出 負(fù)載電阻 能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 Vcc 端電壓值的限制 .此輸出能作為一個簡單的對地 SPS 開路 (當(dāng)不用負(fù)載電阻沒被運用 )，輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的 β 值所限制 .當(dāng)達(dá)到極限電流 (16mA)時，輸出 晶體管 將退出而且輸出電壓將很快上升。 點滴 監(jiān)測 工作原理 光電傳感器：光電傳感器是由紅外發(fā)射管進(jìn)行發(fā)射，紅外接收對管接收光信號 來檢測液滴的一種手段，將該傳感器套于輸液器的漏斗上，從而確保液滴的檢測結(jié)果無誤。結(jié)構(gòu)圖如圖 ： 發(fā)光二極管光敏三極管滴 管 圖 紅外發(fā)射管進(jìn)過恒定的電源驅(qū)動下可以發(fā)射一定頻率的恒定紅外線光，通過肉眼不可見。紅外線穿過對管間的間隙，由接收管接收。當(dāng)沒有水滴是通過對管間隙時，紅外接收管會處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，輸出的為高電平；當(dāng)有水滴通過對管間隙的時候，紅外接收管的導(dǎo)通能力會有不同程度地下降，其輸出的不規(guī)則是負(fù)向脈沖；每一個水滴的通過都會產(chǎn)生一個這樣的不規(guī)則的負(fù)向脈沖，脈沖數(shù)目是與水滴數(shù)目一一對應(yīng)。這樣由紅外對管傳感器所產(chǎn)生的負(fù)向脈沖會經(jīng)過 LM339比較器后，然后輸入端是輸入的不規(guī)則負(fù)向脈沖，就會整形為規(guī)則的正向脈沖，然后將該脈沖輸出到單片機(jī) 的中斷口 INT0。 其數(shù)據(jù)采集電路圖如 圖 ： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 其輸出波形如圖 ： ty 圖 稱重模塊