【導(dǎo)讀】摘要所有單片機論文盡在QQ：1634189238。程序設(shè)計包括定時中斷服務(wù)程序、外中斷服務(wù)程序及主程序.

　　

【正文】 圖 4 AT89C2051 的結(jié)構(gòu)框圖 AT89C2051 是一帶有 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲體 (EEPROM)的低電壓 ,高性能 8位 CMOS 微型計算機。如圖 5所示。它采用 ATMEL 的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標準 MCS— 51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1 和閃速存儲器 ,ATMEL AT89C2051 是一強勁的微型計算機 ,它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。 36 圖 5 AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 此外 ,從 AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致（除模擬比較器外） ,引腳 RST、 XTAL XTAL2 的特性和外部連接電路也完 37 全與 51 系列單片機相應(yīng)引腳一致 ,但 P1口、 P3 口有其獨特之處。 AT89C2051 的引腳說明 AT89C2051 是一個有 20 個引腳的芯片 ,引腳如圖 4所示 ,與 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行對比可發(fā)現(xiàn) ,AT89C2051 減少了兩個對外端口（即 P0、 P2 口） ,使它最大可能地減少了對外引腳 ,因 而芯片尺寸有所減少。 AT89C2051 芯片的 20個引腳功能為： 1. Vcc：電源電壓。 2. GND：地。 3. P1口： P1口是一 8位雙向 I/O口?？谝_ ～ 。 和 要求外部上拉電阻。 和 還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入 (AIN0)和反相輸入（ AIN1)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動 LED 顯示。當 P1口引腳寫入“ 1”時 ,其可用作輸入端。當引腳 ～ 用作輸入并被外部拉低時 ,它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電 流 (IIL)。 P1 口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。 4. P3 口： P3口的 ～ 、 是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向 I/0引腳。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。 P3 口緩沖器可吸收 20mA 電流。當 P3 口引腳寫入“ 1”時 ,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時 ,被外部拉低的 P3 口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P3 口還用于實現(xiàn) AT89C2051 的各種功能，如下表所示。 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 5. RST：復(fù)位輸入。 RST 一旦變成高電平 ,所有的 I/O 引腳就復(fù)位到“ 1”。當振蕩器正在運行時 ,持續(xù)給出 RST 引腳兩個機器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個機器周期需 12個振蕩器或時鐘周期。 6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。 7. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 P3 口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時器 0 外部輸入 ) T1(定時器 1 外部輸入 ) 38 從上述引腳說明可看出 ,AT89C2051 沒有提供外部擴展存儲器與 I/O 設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號 ,因此利用 AT89C2051 構(gòu)成的單片機應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051 之外擴展存儲器或 I/O 設(shè)備 ,也即 AT89C2051 本身即構(gòu)成了最小單片機系統(tǒng)。 （ 2） 固態(tài)繼電器的技術(shù)參數(shù) 及選用 1）技術(shù)參數(shù) 輸入電壓范圍：在環(huán)境溫度 2539。c 下，固態(tài)繼電器能夠工作的輸入電壓范圍。 輸入電流：在輸入電壓范圍內(nèi)某一特定電壓對應(yīng)的輸入電流值。 接 通電壓：在輸入端加該電壓或大于該電壓值時，輸出端確保導(dǎo)通。 關(guān)斷電壓：在輸入端加該電壓或小于該電壓值時，輸出端確保導(dǎo)通。 反極性電壓：能夠加在繼電器輸入端上，而不應(yīng)起永久性破壞的最大允許反向電壓。 額定輸出電流：環(huán)境 2539。C 時的最大穩(wěn)態(tài)工作電流。 額定輸出電壓：能夠承受的最大負載工作電壓。 輸出電壓降：當繼電器處于導(dǎo)通時，在額定輸出電流下測得的輸出端電壓。 輸出漏電流：當繼電器處于關(guān)斷狀態(tài)施加額定輸出電壓時，流經(jīng)負載的電流值。 接通時間：當繼電器接通時，加輸入電壓到接通電壓開始 至輸出達到其電壓最終變化的 90%為止之間的時間間隔。 1關(guān)斷時間：當繼電器關(guān)斷時，切除輸入電壓到關(guān)斷電壓開始至輸出達到其電壓最終變化的 10%為止之間的時間間隔。 1過零電壓：對交流過零型固態(tài)繼電器，輸入端加入額定電壓，能使繼電器輸出端導(dǎo)通的最大起始電壓。 1最大浪涌電壓：繼電器能承受的而不致造成永久性損壞的非重復(fù)浪涌 (或過載 )電流。 1電器系統(tǒng)峰值：在繼電器工作狀態(tài)繼電器輸出端能夠承受的最大迭加的瞬時峰值擊穿電壓。 1電壓指數(shù)上升率 dv/dt：繼電器的輸出元件能夠承受的不使其導(dǎo)通的電壓上升率。 1工作溫度：繼電器安規(guī)范安裝或不安裝散熱板時，其正常工作的環(huán)境溫度范 39 圍。 固態(tài)繼電器的選用 輸入特性 為了保證固態(tài)繼電器的正常工作，必須考慮輸入條件，通常輸入電壓為階躍函數(shù)，然而，如果輸入電壓是斜坡，就會出現(xiàn)半周循環(huán)現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是由于開關(guān)半導(dǎo)體器件在正，反觸發(fā)時不完全對稱，因此，如果輸入電壓斜坡上升，這種開關(guān)在負載為某一極性時就可能處罰，而當負載電壓為反極性時就可能不處罰，而出現(xiàn)半周導(dǎo)通現(xiàn)象，這種現(xiàn)象將持續(xù)到輸入量足以使輸出完全導(dǎo)通為止。輸入端出現(xiàn)的瞬態(tài)，可以使繼電器誤動， 尤其是當繼電器響應(yīng)時間等于或小于噪聲脈沖持續(xù)時間時，繼電器就會導(dǎo)通，對輸入信號進行濾波有助于減少這種現(xiàn)象。當反極性 (反向輸入 )電壓適用時，繼電器輸入端可以承受最大輸入電壓值或其它規(guī)定值的反極性電壓，超過該值，可能造成 SSR 的永久性破壞，當反極性電壓不適用時，或繼電器規(guī)定不能反向施加輸入電壓時，使用時一定注意，不能使輸入電壓反向。 2 輸出特性 SSR給出的最大額定輸出電流一般指常溫下或常溫到高溫下的最大額定輸出電流而且對大于 10A 的繼電器還指帶有規(guī)定散熱器時的最大額定輸出電流。對功率 SSR，當工作溫度上升或 不帶散熱器時，最大輸出電流相應(yīng)下降。當負載很輕即負載電阻或阻抗很大時，接通時的輸出電流下降，該電流與關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流之間的比值下降。對交流 SSR，這時的漏電流可能會使接觸器嗡嗡作響，或使電機繼續(xù)運轉(zhuǎn) 。當輸出電流小于最小額定電流時， SSR 的直流失調(diào)電壓和波形失真都會超過規(guī)定值，輸出電流過小，也會使輸出可控硅不能在規(guī)定的零電壓范圍內(nèi)導(dǎo)通。為了改善這種狀況，可以在負載兩端并聯(lián)一定的電阻， RC 或燈泡。 SSR的許多負載如燈負載，電動機負載，感性和容性負載，在接通時的過渡過程會形成浪涌電流，由于散熱不及，浪涌 電流是使固態(tài)繼電器損壞的最常見的原因。為了適應(yīng)這種情況， SSR根據(jù)其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和輸出器件特性，一般均給出了過負載 (或浪涌電流 )參數(shù)倡議額定輸出電流 (最大值 )的倍數(shù)，脈沖 (浪涌 )持續(xù)時間，循環(huán)周期和次數(shù)來表示。一般，直流 SSR 的過負載 (浪涌 )額定值遠小于同功率的交流 SSR。另外， SSR 的性質(zhì)還與接通時的電流上升率 di/dt 密切相關(guān)。 di/dt超過某一值會使 SSR的可控硅輸出器件損壞。為避免上述浪涌電流對 SSR的損壞， 40 可不同程度的降額使用 SSR，必要時，可在負載電路中串聯(lián)電阻，將浪涌電流和可能發(fā)生的短路電流限 制在 SSR所允許的過負載范圍內(nèi)，也可利用快速熔斷的保險絲來保護 SSR。對于 SSR，特別對交流 SSR，電壓指數(shù)上升率是一個重要參數(shù)。這是因為當 SSR 關(guān)斷時，若輸出端電壓上升率超過 SSR 規(guī)定的 dv/dt，可能使 SSR誤接通，嚴重時會造成 SSR的損壞一般 SSR 規(guī)定的 dv/dt 為 100v/us，也有的達200v/us。交流 SSR 多在電流過零時判斷，對感性和容性負載，在電流達零并關(guān)斷時，線電壓并不為零。功率因數(shù) cosψ 越小，這個電壓越大，在關(guān)斷時，這一較大的電壓將以較大的上升率加在 SSR 的輸出端。另外， SSR 關(guān)斷時， 感性負載上會產(chǎn)生反電勢，該反電勢同電壓一起形成的過電壓將加在 SSR 的輸出端。在使用 SSR 反轉(zhuǎn)電容分相電機和反接未停轉(zhuǎn)的三相電機時，都可能在 SSR 的輸出端產(chǎn)生二倍于線電壓的過壓效應(yīng)。 dv/dt 和過電壓是使 SSR 失效的重要模式，因此要認真對待。一般，在可能產(chǎn)生二倍線電壓效應(yīng)的場合應(yīng)選擇最大額定輸出電壓高于二倍線電壓的 SSR。 在 dv/dt 和過電壓嚴重的線路中，一般也應(yīng)使 SSR 的最大額定輸出電壓高于二倍線電壓。對一般的感性負載， SSR 的最大額定輸出電壓也應(yīng)為線電壓的 1。 5倍。另外，可以在 SSR 輸出端并聯(lián) RC吸收回 路或其它瞬態(tài)抑制回路。 74LS05 反相器六非門 (OC 門 ): 雙 24 譯碼器 74LS139 41 TC4013BP 電機 1） 步進電機 步進電機作為執(zhí)行元件 ,是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展 ,步進電機的需求量與日俱增 ,在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。 上個世紀就出現(xiàn)了步進電動機 ,它是一種可 以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵 ,動作原理和今天的反應(yīng)式步進電動機沒有什么區(qū)別 ,也是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。在本世紀初 ,由于資本主義列強爭奪殖民地 ,造船工業(yè)發(fā)展很快 ,同時也使得步進電動機的技術(shù)得到了長足的進步。到了 80年代后 ,由于廉價的微型計算機以輸入 輸出 使能 E 選擇 B A Y0 Y1 Y2 Y3 1 0 0 0 0 X X 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 輸入 輸出 C D R S Q ˉ Q 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 Q ˉ Q 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 42 多功能的姿態(tài)出現(xiàn) ,步進電動機的控制方式更加靈活多樣。原來的步進電機控制系統(tǒng)采用分立元件或者集成電路組成的控制回路 ,不僅調(diào)試安裝復(fù)雜 ,要消耗大量元器件 ,而且一旦定型之后 ,要改變控制方案就一定要重新設(shè)計電路。計算機則通過軟件來控制步進電機 ,更好地挖掘出電動機的潛力。因此 ,用計算機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢 ,也符合數(shù)字化的時代趨勢。步進電機和普通電動機不同之處是步進電機接受脈沖信號的控制。步進電機靠一種叫環(huán)形分配器的電子開關(guān)器件 ,通過功率放大器使勵磁繞組按照順序輪流接通直流電源。由于勵磁繞組在空間中按一定的規(guī)律排列 ,輪流和直流電源接通后 ,就會在空間形成一種階躍變化的旋轉(zhuǎn)磁場 ,使轉(zhuǎn)子步進式的轉(zhuǎn)動 ,隨著脈沖頻率的增高 ,轉(zhuǎn)速就會增大。步進電機的旋轉(zhuǎn)同時與相數(shù)、分配數(shù)、轉(zhuǎn)子齒輪數(shù)有關(guān)。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機、永磁式步進電機、混合式步進電機和單相式步進電機 等。其中反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成 ,定子上有多相勵磁繞組 ,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)階段 ,反應(yīng)式步進電機獲得最多的應(yīng)用。 1） 常用單相交流感應(yīng)電動機種類 在家用電器設(shè)備中 ,常配有小型單相交流感應(yīng)電動機。交流感應(yīng)電動機因應(yīng)用類別的差異 ,一般可分為分相式電動機、電容啟動式電動機、永久分相式電容電動機、罩極式電動機、永磁直流電動機及交直流電動機等類型。 一般的三相交流感應(yīng)電動機在接通三相交流電后 ,電機定子繞組通過交變電流后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并感應(yīng)轉(zhuǎn)子 ,從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電動勢 ,并相互作用而形成轉(zhuǎn)矩 ,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。但 單相交流感應(yīng)電動機 ,只能產(chǎn)生極性和強度交替變化的磁場 ,不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 ,因此單相交流電動機必須另外設(shè)計使它產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 ,轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動 , 所以常見單相交流電機有分相啟動式、罩極式、電容啟動式等種類。 分相啟動式電動機 分相式電動機廣泛應(yīng)用于電冰箱、洗衣機、空調(diào)等家用電器中。該電機有一個鼠籠式轉(zhuǎn)子和主、副兩個定子繞組。兩個繞組相差一個很大的相位角 ,使副繞組中的電流和磁通達到最大值的時間比主繞組早一些 ,因而能產(chǎn)生一個環(huán)繞定子旋轉(zhuǎn)的磁通。這個旋轉(zhuǎn)磁通切割轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體 ,使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)一個較大的電流 ,電流所產(chǎn)生的磁通 與定子磁通相互作用 ,轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。當電機一旦啟動 ,轉(zhuǎn)速上升至額定轉(zhuǎn)速 70%時 ,離心開關(guān)脫開副繞組即斷電 ,電機即可正常運轉(zhuǎn)。 43 罩極式電動機 罩極式單相交流電動機 ,它的結(jié)構(gòu)簡單 ,其電氣性能略差于其他單相電機 ,但由于制作成本