【正文】 在 FLASH 編程和校驗(yàn)時， P1 口作為低八位地址接收。 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。 當(dāng) P0 口作為輸入口使用時，應(yīng)先向口鎖存器寫入 1，此時 P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。 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。 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。 采用 40 引腳雙列直插封裝（ DIP）的 AT89C51 單片機(jī)引腳分配圖如圖 所示： X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1 圖 AT89C51 引腳圖 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 而 AT89C51 的各個引腳的功能如下： VCC：電源端，為 +5V?？臻e時停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。低功耗空閑和掉電模式 功能特性概述 : AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能 :4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM, 32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器 ， 一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。6 個中斷源 32 個可編程 I/U 口線 三級加密程序存儲器 1000 次擦寫弓周期 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化框圖如圖 所示。 此外， 單片機(jī) 在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途 [9]。 在大型 電路 中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 誤率，也方便于更換。如音樂集成 單片機(jī) ，看似簡單的功能，微縮在純電子 芯片 中（有別于 磁帶機(jī) 的原理），就需要復(fù)雜的類似于計算機(jī)的原理。 （ 5） 設(shè)備領(lǐng)域 :單片機(jī) 在醫(yī) 用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 （ 3） 家用電器 :家用電器廣泛采用了 單片機(jī) 控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他 音響 視頻器材、再到 電子秤 量設(shè)備和 白色家電 等。 （ 2） 工業(yè)控制 :單片機(jī)具有體積小、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機(jī)器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。采用 單片機(jī) 控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或 數(shù)字電路 更加強(qiáng)大。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。 應(yīng)用范圍： 單片機(jī) 滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。他們都是準(zhǔn)雙向端口 ，每個端口各有 8 條 I/O 線，均可輸入 /輸出。這同一般微處理器不同， 89C51 的片內(nèi) RAM 和工作寄存器排在一個隊列里統(tǒng)一編址。 數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 89C51 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器為 128 字節(jié)，地址為 00H~7FH,用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存以及數(shù)據(jù)緩沖等。 (2)存儲器 ： 89C51 片內(nèi)有 Flash ROM(程序存儲器，只能讀 )和 RAM（數(shù)據(jù)存儲器，可寫可讀）兩類，他們有各自獨(dú)立的存儲空間，與一般微機(jī) 的存儲器配置方式很不相同。外部總線又稱為系統(tǒng)總線，分為數(shù)據(jù)總線 DB、地址總線 AB 和控制總線 CB。其主要功能有： (1) 從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置 ； (2) 對指令進(jìn)行譯碼和測試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便于執(zhí)行規(guī)定的動作 ； (3) 指揮并控制 CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動的方向。 運(yùn)算器有兩個功能： (1) 執(zhí)行各種算 術(shù)運(yùn)算 ； (2) 執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較 ； 運(yùn)算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號來指揮的，并且，一個算術(shù)操作產(chǎn)生一個運(yùn)算結(jié)果，一個邏輯操作產(chǎn)生一個判決。 ALU 能完成對這兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。 Logical Unit，簡稱ALU）、累加器和寄存器等幾部分組成。各部分功能如下： (1)中央處理單元（ 89C51 CPU） ： 主要有運(yùn)算器和控制器兩部分，運(yùn)算器主要執(zhí)行各 種算數(shù)以及邏輯運(yùn)算；控制器主要負(fù)責(zé)指令的寄存與調(diào)用等。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng) [8]。 當(dāng)前趨勢 ： SoC 嵌入式系統(tǒng) (System on Chip）式的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決，因此，專用 單片機(jī) 的發(fā)展自然形成了 SoC 化趨勢。 Philips 公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將 MCS51 從單片微型計算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。從這一角度來看， Intel 逐漸淡出 MCU 的發(fā)展也有其客觀因素。 中期發(fā)展 ： MCU 即微控制器（ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。 “創(chuàng)新模式 ”獲得成功，奠定了 SCM 與通用計算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。而在作為 掌上電腦 和手機(jī)核心處理的高端 單片機(jī) 甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作 系統(tǒng) 。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位 單片機(jī) 迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位 單片機(jī) ，但因?yàn)樾詢r比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。其 中最成功的是 INTEL 的 8031，此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51系列 MCU 系統(tǒng)。單片機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)了。最 早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個 芯片 中，使 計算機(jī)系統(tǒng) 更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控 制設(shè)備當(dāng)中，當(dāng)時的單片機(jī)是 4 位、 8 位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出 32 位 300M 的高速單片機(jī)。同時，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)是一種集成電路芯片，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是是采用超大湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，和計算機(jī)相比較單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲量小，輸入輸出接口簡單，功能較低。如圖 所示： P 1 2P 1 3X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2VsV o u tG NDA S D X 圖 ASDX 001 與單片機(jī)的連接電路原理圖 單片機(jī)電路設(shè)計 單片機(jī)，全稱單片微型計算機(jī)（英語： SingleChip Microputer），又稱微控制器（ Microcontroller），是把中央處理器、存儲器、定時 /計數(shù)器（ Timer/Counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。由 +Vs 腳引入正 5 負(fù)電壓， Vout 為數(shù)據(jù)輸出腳，將所測量得到的數(shù)字電壓信號傳送到單片機(jī)的 1腳， ASDX 001 的地腳為 GND 腳，接地。 多 路 分配 器模 / 數(shù) 轉(zhuǎn)化 器微 控制 器模 / 數(shù) 轉(zhuǎn)化 器A S I C輸 出接 地2 2 0 u F+ V s電 橋傳 感 器C 圖 3. 2 ASDX 001 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 傳感器電路設(shè)計 ASDX 001 的外圍引腳共有 8 個，其中 5 個為空腳。 圖 ASDX 001 外部結(jié)構(gòu)圖 （ 2） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ： ASDX 001 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括 4 部分 ： （ 1） 多路分配器； （ 2） 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器； （ 3） 微控控制； （ 4） 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器。差壓型裝置允許在傳感膜片的任一側(cè)施加壓力，可用于表壓和差壓的測量 [7]。 該壓力傳感器可用于測量絕壓、差壓和表壓。此系列傳感器可用于非腐蝕性、非電離的工作流體，如空氣和干燥氣體。具有可用單一 +5 Vdc供電電壓土作的特性。 所有 ASDX DO 壓力傳感器的精度在滿量程范圍內(nèi)為 177。 ASDX 001 壓力傳感器采用 的是 標(biāo)準(zhǔn) DIP 封裝，可對傳湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 感器 的 偏置、靈敏度、溫度系數(shù)和非線性度進(jìn)行 定期的 數(shù)字校正。 ASDX 001 傳感器的 尺寸要比 SDX 稍微 大 些 ，能提供高電平 ( V 測量范圍 )的輸出電壓，價格 較為 便宜。 數(shù)字傳感器 ASDX 001屬于微型結(jié)構(gòu)壓力傳感器 ASDX DO 系列 的產(chǎn)品 。 傳感器簡 介 壓力傳感器是電子血壓計的核心部分之一，人體血壓一般在 0~300mmhg 之間。 （ 4） 開關(guān)傳感器： 當(dāng)一個被測量的信號達(dá)到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。 （ 2） 數(shù)字傳感器： 將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）。 一般按照 輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)分類 主要分為：（ 1）模擬傳感器；（ 2）數(shù)字傳感器；（ 3） 膺數(shù)字傳感器 ；（ 4） 開關(guān)傳感器 。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器， 主要原理是依靠 化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象 測量 的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號 ，方便人們使用 。 傳感器工作原理的分類 有物理傳感器、化學(xué)傳感器兩類。 電 源 電 路氣 泵 控 制 電 路比 例 閥 電 路時 鐘 頻 率 電 路復(fù) 位 電 路單 片 機(jī)A T 8 9 C 5 1按 鍵 控 制電 路液 晶 顯 示模 塊 圖 系統(tǒng) 方框 圖湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第三章 硬件設(shè)計 傳感器電路設(shè)計