【正文】 XTAL1：振蕩器反向放大器及內(nèi)部時鐘。當 EA 端為高電 平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器總的指令。欲使 CPU 僅訪問為部程序存儲器（地址為 0000H～ FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位，可禁止 ALE 操作。然而要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。在 Flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器工作時，要保持 RST 腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù) 位。 P3口也可作為特殊功能口，其功能見表 51。 表 51 P3口特殊功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口） TXD(串行輸出口） INT0(外部中斷 0） INT1(外部中斷 1） T0(定時∕計數(shù)器） T1(定時∕計數(shù)器） WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 P3口 ： P3 口為一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2口的輸出緩沖器能驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口使用，并當某個引腳被外部信號拉低時 會 輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)；在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口線上的內(nèi)容在整個訪問期間不改變。 在 Flash 編程和程序校驗期間， P1 口接收低 8 位地址。 P1口 ： P1 口為一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口輸出緩沖器能驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。作為輸出口用時，每腳可吸收 8個 TTL 邏輯門電路。 GND：接地。同時， AY89C51 單片機還可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式：空閑方式停止 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；掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 AT89C51 單 片機相關(guān)特性及參數(shù)介紹 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫 Flash 只讀存儲器和 128 字節(jié)的隨機存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元。下面將介紹本設(shè)計中有關(guān)硬件和軟件部分的安裝與調(diào)試。硬件調(diào)試是指在 硬件全部焊接好 以 后 ,檢查是否 有 焊錯 、 漏焊 、 虛焊 、 元件有沒有接錯 、 接反 的過程。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 圖 51 AT89C51 單片機引腳圖 5 安裝 與調(diào)試 安裝是產(chǎn)品開發(fā)結(jié)構(gòu)化的表現(xiàn)，合理的安裝可以節(jié)約空間，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊。 當無線接收模塊（ LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊）收到無線發(fā)射模塊（彩色電視遙控器）的脈沖信號后，其 Vout腳輸出 高 脈沖信號 ，單片機接收到該 脈沖信號 后讓 P27 口上電，當 P27 口有高電平輸出 時，通過基極偏置電阻 R1 給三極管加一偏置電流，三極管 Q1正向偏置，直流繼電器 KA 吸合，音樂集成電路發(fā)出報警信號，播放一遍音樂后便處在預(yù)警狀態(tài)，當 彈簧開關(guān) KM1 受到 外界 振動信號觸發(fā)后將會再次接通音樂集成電路，達到電動車防盜報警的目的。 在本設(shè)計中為了安全保護須在音樂集成電路中接入電磁繼電器，而繼電器的選用為了達到供電電壓的一致從而選用 5V直流繼電器。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。 電磁繼電器的選用 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一 種“自動開關(guān)”，在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 三極管的工作狀態(tài)的判斷方法 三極管的工作狀態(tài)可以分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，根據(jù)三極管發(fā)射極和集電極偏置情況，可以判別其工作狀態(tài)： （ 1）對于 NPN 三極管來說，當 Ube≤ 0 時，三 極管發(fā)射極處于反向偏置， Ib≈ 0，三極管工作在截止區(qū)； （ 2）當晶體三極管發(fā)射極處于正向偏置而集電極處于反向偏置時，三極管工作在放大區(qū)， Ic隨 Ib近似作線性變化； （ 3）當發(fā)射極和集電極均處于正向偏置狀態(tài)時，三極管工作在飽和區(qū)， Ic 基本上不隨 Ib而變化，失去了放大功能。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效（因為 沒有偏置時集電極電流為 0，不能再減小了）。但實際中要放大的信號往往遠比 要小，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流 Ib 的改變（因為小于 時，基極電流都是 0）。首先是由于三極管BE 結(jié)的非線性（相當于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，常取 ）。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。如果我們將一 個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流 Ib 的變化， Ib的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic 很大的變化。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極 E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。我們僅以 NPN 型硅 三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。晶體三極管按材料分常見的有兩種：鍺管和硅管。所以本設(shè)計將采用 IN4007 型鍺二極管。當整流二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。 （ 2） 反向特性 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。只有當正向電壓達到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為 ，硅管約為 ）以后，整流二極管才能直正導(dǎo)通。 （ 1）正向特性 在電子電路中，將整流二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式稱為正向偏置。在電路中，電流只能從二極管的正極 流入，負極流出。 當外加的反向電壓高到一定程度時，pn 結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為整流二極管的擊穿現(xiàn)象。 當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑制作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。 整流二極管的選用 整流二極管的工作原理 晶體二極管為一個由 p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體形成的 pn結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 空間電荷層，并建有自建電場。 （ 5）音樂集成電路由 CMOS 電路構(gòu)成，因此焊接時應(yīng)將電烙鐵外殼可靠接地，或待電烙鐵燒熱后切斷電源用余熱進行焊接。 （ 3）外接電阻阻值大小 與 輸出樂曲的音調(diào)有關(guān)，阻值小時音調(diào)高，阻值大時音調(diào)低，調(diào)試時應(yīng)注意阻值的選取。 （ 2） 不同系列的音樂集成電路，它們的工作電壓差異較大，如 2830 系列最大工作電壓為 ，若大于這個電壓音調(diào)就會失真，而 2850 系列的工作電壓為 ～ 5V。 音樂集成電路使用過程中應(yīng)注意的問題 （ 1） 音樂集成電路種類很多，每一個系列的集成電路的外形和接線方式一樣 ，但樂曲不同。 （ 6） 節(jié)奏發(fā)生器 節(jié)奏發(fā)生器按 存儲器（ ROM） 的數(shù)據(jù)分配，可提供八種節(jié)拍去控制 ROM 地址時鐘 ，如 1/ 1/ 3/ 3/ 4拍。 （ 4） 驅(qū)動電路 不同的集成電路驅(qū)動電路各不相同，有的在輸出端輸出電流，可直接驅(qū)動壓電蜂鳴器 ， 有的集成電路內(nèi)還設(shè)置有前置放大器。 （ 3） 包絡(luò)發(fā)生器 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 包絡(luò)發(fā)生器的功能是產(chǎn)生包絡(luò)信號，包絡(luò)信號的形狀決定著樂曲的音色。 （ 2） 音調(diào)發(fā)生器 音調(diào)發(fā)生器按 存儲器（ ROM） 的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。 圖 41 音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 下面將圖中各電路的功能作以簡要介紹。它具有聲音悅耳 、外接元件少、價格低、功能全面及使用方便等特點，因而音樂集成電路在家用電器，時鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。下面將對該部分的設(shè)計做詳細的介紹。 圖 310 無線收發(fā)模塊 本章小結(jié) 本章介紹了作為本設(shè)計無線收發(fā)模塊的 LRT15CTM4S系列電子元件 的一般特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性， 并根據(jù)其特性設(shè)計出無線收發(fā)模塊。 材料配置 表 310 LRT15CTM4S系列材料配置 規(guī)格 配置 備注 集成電路 硅 (99%) 光電二極管 硅 (99%) 引線框架 鐵（ %），銀（ %） 環(huán)氧樹脂 樹脂（ %），固化劑（ %） 銀環(huán) 銀（ 80%）樹脂（ 10%），固化劑（ 10%） 導(dǎo)線 金（ %） 盾狀盒 鐵（ 99%），錫（ 1%） 內(nèi)部 外部尺寸 （ 單位： mm） 圖 310 LRT15CTM4S系列外部尺寸 無線收發(fā)模塊設(shè)計 本設(shè)計無線接收模塊的設(shè)計如圖 310 所示， LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 模塊的 Vcc 腳接 +5V 電壓， GND 腳接地， Vout 腳接 AT89C51 單片機的 P00 口。 （ 5）遠程控制系統(tǒng)的表現(xiàn)取決于環(huán)境條件和周邊元件的能力。 （ 3）為了防止靜電的損害，在使用前確保人體和烙鐵間接地。 表 35靈敏度與供電電壓 表 36電源電流與電壓 表 37輸出脈沖 寬度與距離 表 38方向性（水平 /垂直） 表 39測試條件 參數(shù) 試驗條件 備注 高溫 Ta=+75,Vcc= t=500h ①，② 低溫 Ta=25, Vcc= t=500h ①，② 高氣溫 /高濕度 Ta=+80℃ 90%RH, Vcc= t=500h ①，② 熱循環(huán) Ta=30℃ ()+85℃ () 20圈 ② ，③ 屬性測試 高度 =75cm 3次 ④ ① 負載測試 的 供電電壓是 5V ② 光 電 學(xué)特性 正常條件下 應(yīng) 在停止 2小時后恢復(fù)正常 ③ 加熱 周期測試應(yīng) 在 無負載 條件下 重復(fù) 20次 ④ 測試裝置應(yīng)從高度 75 厘米 的硬木版上下降 3次 外部特征 注意事項 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 （ 1）在不會造成其變型或變質(zhì)的地方儲存和使用。 15 m 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 通過下表可以看出當 LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊 的供電電壓為 5V 時，其靈敏度最高；供電電壓和電流是成正比關(guān)系，即供電電壓越大電源電流越大，反之越?。痪嚯x和輸出脈沖寬度近似成反比例關(guān)系，即距離越遠輸出脈沖寬度越窄，反之越寬。 22 m 圖 177。 28 m 圖 177。 表 34 光電特性 參數(shù) 符號 條件 最小 典 型 最大 單位 供電電壓 Vcc 5 V 供電電流 Icc 無信號輸入 1 mA 包過濾器中心頻率 fo 3 fo 3 % 峰值波長 λ p 940 nm 高層次的輸出電壓 Voh 圖 V 低層次的輸出電壓 Vol 圖 V 高層次輸出脈沖寬度 Twh 圖 450 600 750 μ s 低層次輸出脈沖寬度 Twl 圖 450 600 750 μ s 到達物距離 L 圖 177。不過敏感性會根據(jù)干擾信號的強弱而有所降低，更重要的是電子鎮(zhèn)流器的高調(diào)制的振蕩幅度。所有 LRT15CTM4S 系列的紅外接收機模塊都可以制止這種干擾信號如圖 36和圖 37所示。 一種熒光燈 電子鎮(zhèn)流器造成的不同類型的干擾信號。不過靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖的水