【正文】 位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖 (315b)所示。上電后，由于電容 C3 的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。 圖 316 單片機(jī)的復(fù)位電路 圖(316a)中：Cl＝1030uF，R1＝1kO 圖(316b)中：C：＝1uF，Rl＝lkO，R2＝10kO 二、掉電和低功耗方式人們往往在程序運(yùn)行中系統(tǒng)發(fā)生掉電的故障，使 RAM 和寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失，使人們丟失珍貴的數(shù)據(jù)而束手無策，8031 有掉電保護(hù)，是先把有用的數(shù)據(jù)保存，再用備用電源進(jìn)行供電。3. 2. 3 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)在 8031 芯片的外圍電路中必須對(duì)其進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。8031 對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可進(jìn)行0000H～FFFFH 的 64K 字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。在前面我們已經(jīng)講過 8031 外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，P2 作高位的地址輸出， P0 作低位地址輸出和數(shù)據(jù)線。一、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 由于 8031 無內(nèi)部 ROM ，故擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器地址為 0000H～FFFFH，考慮系統(tǒng)的需要，我們將 8031 的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展為 4K EPROM，采用 2764 作為 ROM芯片。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的容量大于 256 字節(jié)，故 EPROM 片內(nèi)地址線除了由 P0 口經(jīng)地址存儲(chǔ)器提供低 8 位地址外，還需要由 P2 口提供若干條地址線，我們選用 8K 的2764 EPROM，故地址線應(yīng)該是 13 條，因?yàn)橄到y(tǒng)中只擴(kuò)展一片 EPROM，所以不用片選信號(hào)，即 EPROM 的 接地。在程序擴(kuò)展中，我們選用的地址鎖存器是74LS373當(dāng)三態(tài)門的 為低電平時(shí)，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q 端輸出，否則 為高電平，輸出為三態(tài)門斷開，輸出端對(duì)外電路呈高阻態(tài)，所以在這里 為低電平，這時(shí)當(dāng) G 端為高電平時(shí)，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng) G 由高電平下落為低電平時(shí)，輸入端 1D～8D 的數(shù)據(jù)鎖入 1Q～8Q 中。當(dāng) 2764 處于讀方式下 和 均為低電平有效。當(dāng) VPP=+5V 時(shí)，EPROM 處于讀工作方式：這時(shí)由給定地址信號(hào)決定被選中存儲(chǔ)器單元信息。被讀出到數(shù)據(jù)輸出端 D0～D7 上。維持方式：當(dāng) 為高電平時(shí)，VPP 為+5V，EPROM 處于低功耗方式，輸出端均為高阻態(tài)，這與 輸入無關(guān)。編程方式：在 VPP 加上+25V 編程電源并在和地端跨接一個(gè) 的電容以干擾電壓的瞬間對(duì) 2764 進(jìn)入編程方式，被編程的8 位數(shù)據(jù)以并行方式送到數(shù)據(jù)輸出斷編程校驗(yàn)。2764 與 8031 的連接如圖 317 所示圖 316 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展在選用芯片擴(kuò)展的同時(shí)要考慮滿足系統(tǒng)的要求的前提下，使電路簡化，盡量選擇大容量的芯片，以減少芯片組合的數(shù)量，在芯片型號(hào)的選擇上選用滿足應(yīng)用環(huán)境要求的芯片型號(hào)。二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展在單片機(jī)中有 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但往往在系統(tǒng)的要求下片內(nèi) RAM 不能滿足要求，用戶只有選擇擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求。我們采用 8K 靜態(tài) RAM6264 進(jìn)行擴(kuò)展。與動(dòng)態(tài) RAM 相比，靜態(tài) RAM 無須考慮保持?jǐn)?shù)據(jù)而刷新電路，所以擴(kuò)展電路較為簡單且能滿足系統(tǒng)的要求。6264 是 8K*8 位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片。它采用 CMOS 工藝制作，單一的+5V 電源供電，額定功耗是 200mW，典型存取時(shí)間 200ms，為 28 線雙列直插封裝。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展類似，讀寫控制信號(hào)與 8031 的 和 相連。P0 口通過 74LS373 與 A0～A7 相連， ～ 與 A8～A12 相連， 與 相連，P0 口與 D0～D7 相連作為數(shù)據(jù)線，同時(shí) CE2 接+5V 電源，GND 接地。如圖 318:所示： 圖 318 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 108031D03 Q0 2D14 Q1 5D27 Q2 6D38 Q3 9D413 Q4 12D514 Q5 15D617 Q6 16D718 Q7 19OE1 LE11U?74LS373GNDA010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CS120 CS226 WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?6264R?1Kvcc3. 2. 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的 RAM 數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護(hù)是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動(dòng)保護(hù) RAM 中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。3. 2. 5 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是用來產(chǎn)生 8031 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，8031 本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，8031 在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。8031 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為 XTAL1 和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器電路中的 CC2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在 ～12MHZ 之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越快，但對(duì)存儲(chǔ)器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采用的晶振頻率為 12MHZ。圖 319 系統(tǒng)時(shí)鐘3. 3 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì)3. 3. 1 顯示電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。本設(shè)計(jì)是利用 8031 的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。 當(dāng) 8031 的串行口未作它用時(shí)，使用 8031 的串行口來外擴(kuò)鍵盤/顯示器。應(yīng)用8031 的串行口方式 0 的輸出方式，在串行口外接移位寄存器 74LS164，構(gòu)成鍵盤/顯示器接口，其硬件接口電路如圖 320 所示：圖 320 鍵盤及顯示與主機(jī)的硬件接口圖中下邊的 8 個(gè) 74LS164：74LS164（0）～74LS164（7）作為 8 位段碼輸出口，74LS138 的 Y0 作為鍵輸入線，Y2 作為同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是 CPU 不必頻繁的為顯示服務(wù)，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設(shè)計(jì)比較簡單，從而使單片機(jī)有更多的時(shí)間處理其他事務(wù)。3. 3. 2 報(bào)警電路在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。本設(shè)計(jì)采用峰鳴音報(bào)警電路。峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過 MCS51 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL 系列集成電路 7406 或 7407 低電平驅(qū)動(dòng)，也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)。在圖中， 接晶體管基極輸入端。當(dāng) 輸出高電平“1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V 電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平“0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。 圖 321 是一個(gè)簡單的使用三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路： 圖 321 三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)是為在溫濕度測量中對(duì)溫濕度的上下限超出是的提示報(bào)警，接口位于單片機(jī) AT89C51 的 口，但溫濕度過限時(shí)， 口被置 0，本系統(tǒng)開始工作。第四章 軟件設(shè)計(jì)溫度控制主程序的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問題：（1）鍵盤掃描、鍵碼識(shí)別和溫度顯示；（2）溫濕度采樣，數(shù)字濾波；（3）越限報(bào)警和處理；（5）溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和 T0 中斷服務(wù)程序兩部分組成。這里所需要注意的是標(biāo)度變換，下面簡單的介紹一下標(biāo)度變換：標(biāo)度變換：目的是要把實(shí)際采樣的二進(jìn)制值轉(zhuǎn)換成 BCD 形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū) 34H3BH。對(duì)一般線性儀表來說，標(biāo)度變換公式為： 式中：A0 為一次測量儀表的下限；Am 為一次測量儀表的上限；A X為實(shí)際測量值；N0 為儀表下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；Nm 為儀表上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量；N X 為測量所得數(shù)字量。000)(AmXX???主程序流程圖： 清標(biāo)志開始設(shè)堆棧清顯示清暫存T 0 初始化C P U 開中斷溫度采樣顯示串行口初始化掃描鍵盤T0 中斷流程圖：T 0 中斷恢復(fù)現(xiàn)場是否越限 ?顯示重裝時(shí)間常數(shù)報(bào)警程序保護(hù)現(xiàn)場設(shè)定 1 s 時(shí)間計(jì)數(shù) 是否到 1 s ?返回 NNYY標(biāo)度變換濕度數(shù)據(jù)采樣溫度采樣子程序流程圖：返回送采樣數(shù)據(jù)地址送出通道號(hào)送通道號(hào)初值啟動(dòng) A / D讀 A / D 數(shù)據(jù)修改地址及通道號(hào)采樣程序各通道都采樣一次NY鍵掃描程序流程圖：開始掃描鍵盤判斷是否有鍵按下 ？判斷是否真的有鍵按下 ？延時(shí) 2 0 m S開始鍵 ？ 啟動(dòng)系統(tǒng)工作YYNNY結(jié)束鍵N報(bào)警子程序流程圖：返回報(bào)警置位報(bào)警 標(biāo)志啟動(dòng)報(bào) 警報(bào) 警持續(xù) 計(jì) 數(shù)器置 初值結(jié)束語參考文獻(xiàn)1 張琳娜，劉武發(fā)．傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用．中國計(jì)量出版社，19992 沈德金，陳粵初．MCS51 系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗本┖娇蘸教齑髮W(xué)出版社,19903 ,19964 ,5 何立民．MCS51 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