【導讀】理飲用水技術風靡世界。但是過期的膜、及積累毒素的過濾層反會對人產生危害，必。須及時更換、處理。遺憾的是人們可能忽視和錯過更換和處理，喝二次污染水，實時。成專利推廣應用?，F(xiàn)代大學生學以致用服務社會用科技施惠人類的典型范例特質。1．以電化學原理研制水質電導率實時監(jiān)測傳感器，便于安裝在飲水機的管路上。器等外圍器件制成小盒裝置實物。編程實現(xiàn)上電時累計計時，水質變壞和濾膜到時之。時發(fā)出語音提示和聲光報警信號的功能。3．系統(tǒng)實際應用場合調試，編制使用說明，撰寫技術論文，爭取申報專利或創(chuàng)新參賽。1查找飲用水標準及與之相關的飲水機技術資料。2探討、計算電導率與水質變化的曲線關系。4設計選型、購買器件，動手制作小裝置。20xx年12月底—20xx年1月初，完成資料調研，寫出開題報告；解質（離子）時，水就可以導電，就可以測水中的電導率。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。

　　

【正文】 ，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 RST：復位輸入。 RST 引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平，所有的 I/O口都將復位到“ 1”狀態(tài)，當振蕩器政治工作時，持續(xù)兩個機器周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期為 12 個振蕩時鐘周期。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相發(fā)黨旗的輸出端。 表 部分串口說明 振蕩器特征 ： XTAL XTAL2 為片內振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示?？刹捎檬⒕杌蛱沾烧袷幤鹘M成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅動AT89C2051，時鐘信號從 XTAL1 輸入， XTAL2 應懸空。由于輸入靠內部電路是經過一個 2 分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范。 19 圖 晶振震 蕩電路 特殊功能寄存器 ： 片內特殊功能寄存器（ SFR）空間存儲區(qū)的影象圖如下表所示。并非存儲區(qū)中所有的地址單元都被占用，未占用的地址單元亦不能使用，如果對其進行讀訪問一般返回為隨機數(shù)，寫訪問也不確定。 這些單元是為了以后利用這些未使用的地址單元擴展新功能而設置。所以用戶軟件不要對它們寫“ 1”，在這種情況下，新位的復位或不激活值總為“ 0”。 某些指令的約束條件： AT89C2051 是經濟型低價位的微控制器，它含有 2K 字節(jié)的 Flash 閃速程序存儲器，指令系統(tǒng)與 MCS51 完全兼容，可使用 MCS51 指令系統(tǒng)對其進行編程。但是在使用某些有關指令進行編程時，需要注意一些事項。 和跳轉或分支有關的指令有一定的空間約束，使目的地址能安全在AT89C2051 的 2K 字節(jié)的物理程序存儲器空間內，必須注意這一點。對于 2K 字節(jié)存儲器的 AT89C2051 來說， LJMP 7E0H 是一條有效指令，而 LJMP 900H 則為無效指令。 分支指令 : 對于 LCALL、 LJMP、 ACALL、 AJMP、 SJMP、 JMP@A+DPTR 等指令 ，只要記住這些分支指令 的目的地址在程序存儲器大小的物理范圍內（ AT89C2051程序空間為： 000H7FFH 單元），這些無條件分支指令就會正確執(zhí)行，超出物 20 理空間的限制會出現(xiàn)不可預知的程序錯誤。 CJNE[… .]、 DJNZ[… .]、 JB、 JNB、JC、 JNC、 JBC、 JZ、 JNZ 等這些條件轉移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制引起不可預知的程序錯誤。至于中斷的使用， 80C51 系列硬件結構中已保留標準中斷服務子程序的地址。 與 MOVX 相關的指令，數(shù)據(jù)存儲器 AT89C2051 包含 128 字節(jié)內部數(shù)據(jù)存儲器，這樣， AT89C2051 的堆棧深度局限與內部 RAM128 字節(jié)范圍內，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問，也不支持外部程序存儲器的執(zhí)行，因此程序中不應有 MOVX[… .]指令。 程序存儲器的加密： AT89C2051 使用對芯片上的兩個加密進行編程或不編程來得到如下表所示的功能： 表 編程或編程對照表 空閑模式： 在空閑模式下， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內的外設仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產生。此時，片內 RAM 和所有特殊功能寄存器的內容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬 件復位終止。 和 在不使用外部上拉電阻的情況下應設置為“ 0”，或者在使用上拉電阻的情況下設置為“ 1”。 應注意的是：在用硬件復位終止空閑模式時， AT89C2051 通常從程序停止一直到內部復位獲得控制之前的兩個機器周期處恢復程序執(zhí)行。在這種情況下片內硬件禁止對內部 RAM 的讀寫，但允許對端口的訪問，要消除硬件復位終止空閑模式對端口意外寫入的可能，原則上進入空閑模式指令的下一條指令不 應對端口引腳或外部存儲器進行訪問。 21 Flash 閃速存儲器的編程： AT89C2051 是在擦除狀態(tài)下（也即所有單元內容 均為 FFH 時）用 2K 字節(jié)內 PEROM 代碼存儲陣列進行封裝微控制器，其程序存儲器是可反復編程的。代碼存儲陣列依次編程一個字節(jié)，一旦陣列被編程，如需要新變成一非空（空為：FFH）字節(jié)，必須對整個存儲器陣列進行點擦除。 AT89C2051 內 FLASH 閃存儲器的編程和校驗如圖。 內部地址計數(shù)器： AT89C2051 內部包含一個 PEROM 編程地址計數(shù)器，它總在 RST 上升沿來時復位到 00H，并在 XTAL1 引腳上出現(xiàn)正跳變脈沖時進行加1 計數(shù)。 編程方法：要對 AT89C2051 進行編程，使用以下方法。 上電次序： 在 VCC 和 GND 引腳之間加上電源。 設置 RST 和 XTAL1 為 GND 電平。 其它引腳置空，等待至少 10Ms 以上。 置 RST 引腳為高電平，置 引腳為高電平。 對引腳 、 、 、 按下表正確組合上邏輯高 “H” 或低 “L”電平可對 PEROM 進行編程操作。 表 AT89C2051 FLASH 閃存編程方式 編程和校驗方法如下： 22 4．在 000H 地址單元對 輸入數(shù)據(jù)代碼字節(jié)。 5．置 RST 端為 +12V，激活編程。 6．使 跳變依次來 編程 PEROM 陣列中的一字節(jié)或者加密位，寫字節(jié)周期是自身定時的，一般需時 。 7．當校驗已編程的數(shù)據(jù)，使 RST 從 +12V 降到邏輯電平“ H”，置 引腳到正確的電平即可從 P1 口讀取數(shù)據(jù)。 8．對下一地址單元編程字節(jié)，使 XTAL1 引腳正脈沖跳變依次使地址計數(shù)器加 1，在 P1 口輸入新的書字節(jié)。 9．重復 5 至 8，可對整個 2K 字節(jié)陣列全部編程，直到目標文件結束。 10．下電次序： 置 XTAL1 為低“ L”電平 置 RST 為“ L”電平 置空所有其它 I/O 引腳 關閉 VCC 電源 數(shù)據(jù)查詢： AT89C2051 具有寫周期結束的數(shù)據(jù)查詢功能，在寫周期期間，對最后寫入的字節(jié)嘗試讀降令 上寫入數(shù)據(jù)的操作結束。當寫周期完成，全部輸出端的真實數(shù)據(jù)有效，同時下一個周期開始，數(shù)據(jù)查詢可在寫周期被初始化的任一時刻開始。 Ready/busy:字節(jié)編程的進度通過“ RDY/BSY 輸出信號監(jiān)測，編程期間， 引腳在 變高“ H”后被拉低來指“ BSY”， 在編程結束后被再次拉高“ H”來指示“ RDY”。 程序校驗：如果加密位 LB LB2 沒有進行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過校驗數(shù)據(jù)線讀取： 使 RST 從“ L”變?yōu)椤?H”，復位內部的地址計數(shù)器為 000H。 對代碼數(shù)據(jù)加上正確的控制信號即可在 P1 口引腳上讀取數(shù)據(jù)。 XTAL1 引腳跳變一次使內部地址計數(shù)器加 1。 從 P1 口讀取下一個代碼字節(jié)。 重復 3 到 4 步驟，即可將全部單元的數(shù)據(jù)讀取。 加密位不可直接校驗，加密位的校驗可通過對存儲器的校驗和寫入狀態(tài)來驗 23 證。 芯片擦除：利用控制信號的正確組合并保持 引腳 10ms 的低電平即可將PEROM 陣列（ 2K 字節(jié)）和兩個加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”可被再次編程之前進行。 讀片內簽名字節(jié)：除 、 必須被拉成邏輯低電平外，讀簽名字節(jié)的過程和單元 000H、 001H 及 002H 的正常校驗相同，返回值意義如下： （ 000H） =1EH 聲明產品有 ATMEL 公司制造。 （ 001H） =21H 聲明為 89C2051 單片機 。 聲音控制模塊 聲音輸出部分選擇了 WT588DU 芯片，產品特征： 28 腳模塊封裝，可通過更換存儲器以獲得不同長度的語音存儲時間；支持 2M bit ～ 32M bit 容量的SPIFlash（注： 1byte=8bit）；采用 WT588D20SS 語音芯片當作主控核心；內嵌獨特的人聲語音處理器，使 語音表現(xiàn)極為自然悅耳；內置 13Bit/DA 轉換器，以及 12Bit/PWM 音頻處理，確保高品質語音輸出；支持加載 6K～ 22KHz 采樣率WAV 音頻； PWM 輸出可直接推動 ，推挽電流充沛；支持DAC/PWM 兩種輸出方式；支持按鍵控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式；按鍵控制模式底下可以設置多種 IO 口觸發(fā)方式；任意設定顯示語音播放狀態(tài)信號的 BUSY 輸出方式；最多可加載 500 段用于編輯的語音； 220 段可控制地址位，單個地址位最多可加載 128 段語音，地址位內的語音組合播放；語音播放停止馬上進入 休眠模式；配套 WT588D VoiceChip 上位機軟件，接口簡單，使用方便。能極大限度的發(fā)揮 WT588DU 語音模塊各項功能；在軟件中可完成控制模式設置、語音組合、調用語音、插入靜音等操作；可隨意插入靜音，靜音時間范圍為 10ms～ 25min； USB 下載方式，支持在線下載 /脫機下載；即便是在WT588DU 語音模塊通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到 SPIFlash；工作電壓 ～ ；休眠電流小于 10uA；抗干擾性強，可應用在工業(yè)領域； 按鍵控制模式觸發(fā)方式靈活，可隨意設置任意按鍵為脈沖可 重復觸發(fā)、脈沖不可重復觸發(fā)、無效按鍵、電平保持不可循環(huán)、電平保持可循環(huán)、電平非保持可循環(huán)、上一曲不循環(huán)、下一曲不循環(huán)、上一曲可循環(huán)、下一曲可循環(huán)、音量 +、 24 音量 、播放 /暫停、停止、播放 /停止等 15 種觸發(fā)方式；一線串口控制模式及三線串口控制模式可通過 MCU 發(fā)碼端控制語音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小，或者直接觸發(fā) 0～ 219 地址位的任意語音。其應用范圍廣，幾乎可以涉及到所有的語音場所，如報站器、報警器、提醒器、鬧鐘、學習機、智能家電、治療儀、電子玩具、電訊、倒車雷達以及各種自動控制裝置等場所，工藝上達到工業(yè)應用的要求。 圖 WT588DU 封裝圖 25 應用方框圖 管腳描述 表 WT588DU 管腳描述 封裝引腳 引腳標號 簡述 功能描述 1 NC NC 空 2 NC NC 空 3 NC NC 空 4 NC NC 空 5 NC NC 空 6 NC NC 空 7 RESET TESET 復位腳 8 DAC DAC 音頻輸出腳需外接功放才能驅動揚聲器。 WT588DU BUSY 輸出 輸入端 USB 下載 音頻輸出 圖 WT588DU 方框圖 26 續(xù)表 9 PWM+ PWM+ PWM + 音頻輸出腳，跟 P WM 組合可直接驅動揚聲器 10 PWM PWM PWM 音頻輸出腳，跟 P WM + 組合直接驅動揚聲器 11 P14 SPIFLASH_DI 燒寫程序數(shù)據(jù)輸入腳（利用外部下載器下載時用到） 12 P12 SPIFLASH_DO 燒寫程序數(shù)據(jù)輸出 腳（利用外部下載器下載時用到） 13 P13 SPIFLASH_DK 燒寫程序時鐘腳（利用外部下載器下載時用到） 14 GND GND 地線腳 15 P15 SPIFLASH_CS 燒寫程序片選腳（利用外部下載器下載時用到） 16 P03 K4/CLK/DATA 按鍵 /三線時鐘 /一線數(shù)據(jù)輸入腳 17 P02 K3/CS 按鍵 / 三線片選輸入腳 18 P01 K2/DATA 按鍵 /三線數(shù)據(jù)輸入腳 19 P00 K1 按 鍵 20 VCC VCC 模擬電源輸入腳 21 BUSY BUSY 語音播放忙信號輸出腳 22 VDD VDD 數(shù)字電源輸入腳 23 NC NC 空 24 NC NC 空 25 GND GND USB 地線 26 D USB _DATA USB 數(shù)據(jù) 27 D+ USB_ DATA+ USB 數(shù)據(jù) + 28 VDD_ USB VDD_ USB USB 電源正極 27 電氣參數(shù) 表 WT588DU 電氣參數(shù) 參數(shù) 標記 環(huán)境條件 最小值 典型值 最大值 單位 工作電壓 VDD Fsys =8MHz V 工作電流 IOP 1 沒有負載 mA 停止電流 IDD 2 沒有負載 650 uA 休眠模式電流 IOP 2 沒有負載 5 10 uA 低電壓輸入 V IL 所有引腳輸入 VSS V 高電壓輸入 VIH 所有引腳輸入 VDD V 輸入電流 IIN 1 VIN =0 上拉阻抗 =500 KΩ 5 9 14 uA 輸入電流 IIN 2 VIN=0 上拉電阻 =150 KΩ 1 5 30 45 uA 輸出電流（ BP0） IOL VDD=3V， VOUT