【正文】 oscillator, as shown in Figure a quartz crystal or ceramic resonator may be used. To drive the device from an external clock source, XTAL2 should be left unconnected while XTAL1 is driven as shown in Figure are no requirements on the duty cycle of the external clock signal, since the input to the internal clocking circuitry is through a dividebytwo flipflop, but minimum and imum voltage high and low time specifications must be observed. 中文譯文微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)廣義地說，是用于處理信息的，這種信息可以是電話交談，儀器讀數(shù)或企業(yè)帳戶，但是各種情況下都涉及相同的主要操作：信息處理存儲(chǔ)和傳遞。在常規(guī)的電子設(shè)計(jì)中，這些操作都是以功能平臺方式組合起來的，例如計(jì)數(shù)器，無論是電子還是機(jī)械，都要存儲(chǔ)當(dāng)前，按要求將該增1。采用計(jì)數(shù)器的電子鐘之類的任一系統(tǒng)要使其存儲(chǔ)和處理能力遍布整個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)槊總€(gè)計(jì)數(shù)器都能存儲(chǔ)和處理一些數(shù)字。系統(tǒng)，它將處理，存儲(chǔ)和傳輸三個(gè)功能分離形成不同的系統(tǒng)單元。這種三個(gè)主要單元的分離方法是馮諾依曼在20世紀(jì)40年代所設(shè)想出來的，并且是針對微計(jì)算機(jī)的設(shè)想。從此所有制成的計(jì)算機(jī)都是用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，盡管包含寬廣的物理形式，從根本上來說他們均是具有相同基本設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)中，處理是由系統(tǒng)完成的。存儲(chǔ)是利用存儲(chǔ)器電路，而的信息傳輸則是利用特定的輸入/輸出（I/O）電路。要在一個(gè)微處理器時(shí)鐘中找出執(zhí)行計(jì)數(shù)功能的一個(gè)特殊硬件是不可能的，因?yàn)闀r(shí)間存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而在固定的時(shí)間間隔下由微處理器控制增值。但是，規(guī)定系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的軟件包含實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器功能的單元。由于系統(tǒng)幾乎完全由軟件所定義，所以對微處理器結(jié)構(gòu)和其輔助電路這種看起來非常抽象的處理方法使其在應(yīng)用時(shí)非常靈活。這種設(shè)計(jì)過程主要是軟件工程，而且在生產(chǎn)軟件時(shí)，就會(huì)遇到產(chǎn)生于常規(guī)工程中相似的構(gòu)造和維護(hù)問題。 微型計(jì)算機(jī)的三個(gè)組成部分圖顯示出了微型計(jì)算機(jī)中這三個(gè)單元是如何按照機(jī)器中的信息通信方式而聯(lián)接起來的。該系統(tǒng)由微處理器控制，微處理器存儲(chǔ)器和輸入/輸出單元的信息傳輸。外部的連接與工程系統(tǒng)的其余部分（即非計(jì)算機(jī)部分）有關(guān)。盡管圖中顯示的只有一個(gè)存儲(chǔ)單元，實(shí)際中有RAM和ROM兩種不同的存儲(chǔ)器被使用。由于概念上的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器更像一個(gè)公文柜，上述的“存儲(chǔ)器”一詞是非常不恰當(dāng)?shù)?；信息存放在一系列已的“箱子”中，而且可問題由“箱子”的序列號進(jìn)行信息的參考定位。微計(jì)算機(jī)使用RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），在RAM中數(shù)據(jù)被寫入，并且在需要被再次讀出。這種數(shù)據(jù)能以所希望的次序從存儲(chǔ)器中讀出，不必寫入時(shí)的相同次序，所以有“隨機(jī)”存取存儲(chǔ)器。另一類型ROM（只讀存儲(chǔ)器）用來保持不受微處理器影響的固定的信息標(biāo)本；這些在電源切斷后不會(huì)丟失，并通常用來保存規(guī)定微處理器化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的程序。ROM可像RAM一樣被讀取，但與RAM不一樣的是不能用來存儲(chǔ)可變的信息。有些ROM在制造時(shí)將其數(shù)據(jù)標(biāo)本放入，而另外的則可通過特殊的設(shè)備由用戶編程，所以稱為可編程ROM。被廣泛使用的可編程ROM可利用特殊紫外線燈察除，并被成為EPROM，即可察除可編程只讀存儲(chǔ)器的縮寫。另有新類型的期器件不必用紫外線燈而用電察除，所以稱為電可察除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM。 微處理器在程序控制下處理數(shù)據(jù)，并控制流向和來自存儲(chǔ)器和輸入/輸出裝置的信息流。有些輸入/輸出裝置是通用型的，而另外一些則是設(shè)計(jì)來控制如磁盤驅(qū)動(dòng)器的特殊硬件，或控制傳給其他計(jì)算機(jī)的信息傳輸。大多數(shù)類型的I/O裝置在某種程度下可編程，允許不同形式的操作，而有些則包含特殊用途微處理器的I/O裝置不用主微處理器的直接干預(yù)，就可實(shí)施非常復(fù)雜的操作。 假如應(yīng)用中不需要太多的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，微處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出可全被包含在同一集成電路中。這通常是低成本應(yīng)用情況，例如用于微波爐和自動(dòng)洗衣機(jī)的控制器。當(dāng)商品被大量地生產(chǎn)時(shí)，這種單一芯片的使用就可節(jié)省相當(dāng)大的成本。當(dāng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，更強(qiáng)更強(qiáng)的處理器和更大更大數(shù)量的存儲(chǔ)器被包含形成單片微型計(jì)算機(jī)，結(jié)果使最終產(chǎn)品的裝配成本得以節(jié)省。但是在可預(yù)見的未來，當(dāng)需要大量的存儲(chǔ)器或輸入/輸出時(shí)，還是有必要繼續(xù)將許多集成電路相互聯(lián)結(jié)起來，形成微計(jì)算機(jī)。 微計(jì)算機(jī)的另一主要工程應(yīng)用是在過程控制中。這是，由于裝置是按特定的應(yīng)用情況由微機(jī)編程實(shí)現(xiàn)的，對用戶來說微計(jì)算機(jī)的存在通常就更加明顯。在過程控制應(yīng)用中，由于這種設(shè)備以較少的數(shù)量生產(chǎn)，將整個(gè)系統(tǒng)安裝在單個(gè)芯片上所獲取的利益常比不上所涉及的高設(shè)計(jì)成本。而且，過程控制器通常更為復(fù)雜，所以要將他們做成單獨(dú)的集成電路就更為困難?？刹捎脙煞N處理，將控制器做成一種通用的微計(jì)算機(jī)，正像較強(qiáng)版本的業(yè)余計(jì)算機(jī)那樣；或者做成“包裹”式系統(tǒng)，按照像電磁繼電器那樣的較老式的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來取代控制器。對前一種情況，系統(tǒng)可以用常規(guī)的編程語言來編程，正如以后要介紹的語言那樣；而另一種情況，可采用特殊用途的語言，例如那種使控制器功能按照繼電器相互連接的方法進(jìn)行描述。兩種情況下，序均能存于RAM，這讓程序能按應(yīng)用情況變化時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的變化，但是這使得總系統(tǒng)易受掉電影響而工作不正常，除非使用電池保證供電連續(xù)性。另一種選擇是將程序在ROM中，這樣他們就變成電子“硬件”的一部分并常被稱為“固件”。 盡管大規(guī)模集成電路的應(yīng)用使小型和微型計(jì)算機(jī)的差別變得“模糊”，更復(fù)雜的過程控制器需要小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)他們的過程。各種類型的產(chǎn)品和過程控制器代表了當(dāng)今微計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛性，而具體的結(jié)構(gòu)取決于對“產(chǎn)品”一詞的解釋。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)的所有工程和科學(xué)上的應(yīng)用都能指定來進(jìn)行這些種類的某一或某些工作。而在本設(shè)計(jì)中壓力和壓力變送器當(dāng)某一力加到某一面積上，就形成壓力，假如這力是1牛頓均勻地加在1平方米的面積上，這壓力被定義為1帕斯卡。壓力是一種普遍的工藝狀態(tài)，它也是這個(gè)星球上的一個(gè)生活條件：我們生活在向上延伸許多英里的大氣海洋的底部。空氣物質(zhì)是有重量的，而且這種下壓的重量形成大氣壓。水，是生活的必需品，也是在壓力之下提供給我們中的大多數(shù)人。在典型的過程工廠中，壓力影響沸點(diǎn)溫度、凝固點(diǎn)溫度、過程效率、消耗和其他重要因數(shù)。壓力的測量和控制，或者壓力的不足―真空，在典型的過程控制中是極為重要的。工廠中的工作儀器通常包括壓力計(jì)、精密紀(jì)錄儀、以及氣動(dòng)和電動(dòng)的壓力變送器。壓力變送器實(shí)現(xiàn)壓力測量并產(chǎn)生正比于所傳感壓力的氣動(dòng)或電信號輸出。在過程工廠中，將控制儀表遠(yuǎn)遠(yuǎn)放在過程的附近是不現(xiàn)實(shí)的，并且大多數(shù)測量是不容易從遠(yuǎn)處傳來的。壓力測量是一個(gè)例外，但是，如果要離測量點(diǎn)幾百英尺外指示或記錄某種危險(xiǎn)化學(xué)品的高壓，就會(huì)有來自這個(gè)壓力所載的化學(xué)品所引發(fā)的危險(xiǎn)。為了消除這一問題，開發(fā)了一種信號傳輸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)常?？墒菤鈩?dòng)或者電動(dòng)的。使用這種系統(tǒng)，就可以在某一地點(diǎn)安裝大多數(shù)的指示、記錄和控制儀器。這也是最少數(shù)量的操作者有效的運(yùn)行工廠成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)使用氣動(dòng)傳送系統(tǒng)時(shí)，測量信號就由變送器將比例為0%～100%的測量值轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)信號。變送器安裝在靠近過程中的測量點(diǎn)上。變送器輸出―對氣動(dòng)變送器是輸出壓力―通過管道傳給記錄或控制儀表。氣動(dòng)變送器的標(biāo)準(zhǔn)輸出范圍是20～100kPa，這信號幾乎在全球使用。當(dāng)使用電子壓力變送器時(shí)，壓力就被轉(zhuǎn)換成電流或電壓形式的電信號。其標(biāo)準(zhǔn)范圍對電流來說是4～20mA DC，對電壓信號來說是1～5V DC。當(dāng)今，另一種電信號形式變的越來越常用，就是數(shù)字或離散信號?；谟?jì)算機(jī)或微處理器的儀器或控制系統(tǒng)的應(yīng)用正推動(dòng)這類信號的應(yīng)用不斷增加。有時(shí)，分析獲取描述傳感器/變送器特性的參數(shù)是很重要的。當(dāng)量程已知，去獲取增益就非常簡單。假定電子壓力傳感器的量程為0～600kPa，增益定義為輸出變化除以輸入變化。這里，輸出的電信號（4～20mA DC），而輸入的過程壓力（0～600kPa），這樣增益就為此外我們在本設(shè)計(jì)中還必須對溫度進(jìn)行測量，溫度測量在工業(yè)控制中是很重要的，因?yàn)樗鳛橄到y(tǒng)或產(chǎn)品狀態(tài)的直接指標(biāo)，或者作為如反應(yīng)率、能量流、渦輪機(jī)效率和潤滑質(zhì)量等間接指標(biāo)?，F(xiàn)行的溫度分度已使用了約200年，最初的儀器是基于氣體和液體的熱膨脹?，F(xiàn)在盡管有許多其他類型的儀器在使用，這些填充式系統(tǒng)仍常用于直接的溫度測量。有代表性的溫度傳感器包括：填充式熱系統(tǒng)、玻璃液體溫度計(jì)、熱電偶、電阻溫度探測器、熱敏電阻、雙金屬器件、光學(xué)和輻射高溫計(jì)和熱敏涂料。電氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括高的精度和靈敏度，能實(shí)現(xiàn)開關(guān)切換或掃描多個(gè)測量點(diǎn)，可在測量元件和控制器之間長距離傳輸，出現(xiàn)事故時(shí)可調(diào)換元件，快速響應(yīng)，以及具有測量高溫的能力。其中熱電偶和電阻溫度探測器則被最廣泛的使用。說明 該AT89C51是一種低功耗，高性能CMOS 8位4K的閃存可編程和可擦除只讀存儲(chǔ)器（PEROM）字節(jié)的微型計(jì)算機(jī)。該設(shè)備是采用Atmel的高密度非易失性內(nèi)存技術(shù)，并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS 51指令集和引腳兼容。片上閃存程序存儲(chǔ)器可以編程就可以在系統(tǒng)或由傳統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器編程。通過將集成在一個(gè)芯片上通用的8位閃存的CPU，Atmel的AT89C51是一個(gè)強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)高度靈活和成本有效的解決方案為許多嵌入式控制應(yīng)用。 功能特點(diǎn) AT89S51內(nèi)提供了以下標(biāo)準(zhǔn)特性：4K字節(jié)閃存，128字節(jié)RAM，32個(gè)I / O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，片上振蕩器和時(shí)鐘電路。此外，AT89C51是靜態(tài)邏輯設(shè)計(jì)與操作頻率下降到零，并支持兩種軟件可選的節(jié)電模式?？臻e模式時(shí)CPU停止工作，而RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電模式保存RAM的內(nèi)容，但凍結(jié)振蕩器關(guān)閉，直到下一個(gè)硬件復(fù)位芯片其它功能。 引腳說明 Vcc：電源電壓。 接地：接地。RST 復(fù)位輸入。此管腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，而振蕩器運(yùn)行將使器件復(fù)位。 進(jìn)修/編 地址鎖存使能鎖存在訪問外部存儲(chǔ)器地址的低字節(jié)輸出脈沖。（編）是在1 / 6振蕩器頻率恒定的速率發(fā)射，并可能對外部定時(shí)或時(shí)鐘的用途。請注意，但是，一個(gè)ALE脈沖被跳過在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 如果需要時(shí)，ALE操作可以通過設(shè)置位SFR的位置8EH 0。隨著位設(shè)置，ALE為活躍，只有在執(zhí)行MOVX或MOVC指令。否則，腳弱拉高。設(shè)置的ALE 禁用位微控制器沒有影響，如果在外部執(zhí)行模式。1