【正文】 上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時電容的負(fù)極和RESET 相連，電壓全部加在了電阻上，RESET 的輸入為高，芯片被復(fù)位。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電自動復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。MCS5l 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（ 第9 管腳） 出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。通常選取33pF 的陶瓷電容就可以了。和晶振并聯(lián)的兩個電容的大小對振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調(diào)作用。 ～ 12MHz 之間任選，甚至可以達(dá)到24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。XTAL1 和XTAL2 是獨立的輸入和輸出反相放大器，它們可以被配置為使用石英晶振的片內(nèi)振蕩器，或者是器件直接由外部時鐘驅(qū)動。⑴時鐘電路XTAL1（19 腳）：芯片內(nèi)部振蕩電路輸入端。：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。 ：T1，計時計數(shù)器1輸入。 ：INT1，外部中斷1輸入。 ：TXD，串行通信輸出。P3口：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。P2口：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。設(shè)計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。其他三個I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時可以推動8個LS的TTL負(fù)載。P0口：端口0是一個8位寬的開路汲極（OpenPSEN：其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。ALE：表示地址鎖存器啟用信號。內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。如果是使用EA/Vpp：低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。在XTAL1與XTAL2之間接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20pF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。XTAL1：單片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。AT89S51芯片各引腳功能如下： VCC：電源正端輸入，接+5V。還有由P0口、P1口、P2口、P3口的所有引腳構(gòu)成的單片機(jī)的輸入/輸出（I\O）引腳。工作電源又分主電源、備用電源和編程電源。圖36 AT89S51芯片引腳圖及相關(guān)電路它一共有40個引腳，引腳又分為四類。它集Flash程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中。因此，本設(shè)計選用了AT89S51。所以選擇了在市場上應(yīng)用比較廣泛的51系列單片機(jī)。單片機(jī)的特點可以歸納為以下幾個方面：集成度高、存儲容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價格比高、可靠性高這幾個方面[8]。硬件電路設(shè)計時，需根據(jù)時序關(guān)系及軟件進(jìn)行設(shè)計。OE為讀出數(shù)據(jù)允許信號。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，EOC輸出高電平。START的下降沿啟動8位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Vref：參考電壓。Vcc：+5V電源。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入高電平有效。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。OE：輸出允許信號，高電平有效。OUT8~OUT1：數(shù)據(jù)輸出線。輸入高電平有效。當(dāng)CBA=000時，IN0輸入，當(dāng)CBA=111時，IN7輸入。圖34 AD0809引腳圖及相關(guān)電路ADC0809各引腳功能如下：IN7~IN0 ：八個通道的模擬輸入量。轉(zhuǎn)換誤差為1/2LSB。由C、B、A的編碼來決定所選的模擬通道。 ADC0809的介紹ADC0809是八通道的八位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。按模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的原理可以分為3種：雙積分式、逐次逼近式及并行式A/D轉(zhuǎn)換器。%VPSS靈敏度V/PMv/Kpa響應(yīng)時間tRms上升報警時間20ms偏執(zhí)穩(wěn)定性177。其電路設(shè)計如圖33所示。還能為高水準(zhǔn)模擬輸出信號提供一個均衡壓力。圖32 LM35D相關(guān)電路 氣壓傳感器MPX4115MPX4115系列壓電電阻傳感器是一個硅壓力傳感器。該傳感器最大的特點是使用時無需外圍元件，也無需調(diào)試和校正（標(biāo)定），把測溫傳感器與放大電路做在一個硅片上，形成一個集成溫度傳感器。A；輸出電壓接數(shù)字萬用表2V直流電壓擋，℃的溫度讀數(shù)。在這里主要介紹2種用于數(shù)據(jù)采集的傳感器。首先傳感器負(fù)責(zé)采集信號的模擬量交給放大濾波電路進(jìn)行放大、濾波后，由AD0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；然后送到單片機(jī)進(jìn)行處理；最后在顯示電路中顯示，并通過RS232模塊傳送到PC機(jī)上。整個系統(tǒng)包括：①數(shù)據(jù)采集模塊；②A/D轉(zhuǎn)換模塊；③單片機(jī)控制部分；④數(shù)據(jù)傳輸模塊；⑤數(shù)據(jù)顯示部分五大模塊。傳感器負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)、ADC0809負(fù)責(zé)將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量、單片機(jī)負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)、LCD電路負(fù)責(zé)顯示實時數(shù)據(jù)、RS232負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)上傳給電腦。應(yīng)該注意，若傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制數(shù)據(jù)，標(biāo)志字符也有可能在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)而引起誤操作，這是軟件流控制的缺陷，而硬件流控制不會有這個問題。常用方法是：當(dāng)接收端的輸入緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)量超過設(shè)定的高位時，就向數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出XOFF字符（十進(jìn)制的19或ControlS，設(shè)備編程說明書應(yīng)該有詳細(xì)闡述），發(fā)送端收到XOFF字符后就立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng)接收端的輸入緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)量低于設(shè)定的低位時，就向數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出XON字符（十進(jìn)制的17或ControlQ），發(fā)送端收到XON字符后就立即開始發(fā)送數(shù)據(jù)。② 軟件流控制由于電纜線的限制，我們在普通的控制通訊中一般不用硬件流控制，而用軟件流控制。這種硬件握手方式的過程為：我們在編程時根據(jù)接收端緩沖區(qū)大小設(shè)置一個高位標(biāo)志（可為緩沖區(qū)大小的75％）和一個低位標(biāo)志（可為緩沖區(qū)大小的25％），當(dāng)緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)量達(dá)到高位時，我們在接收端將CTS線置低電平（送邏輯0），當(dāng)發(fā)送端的程序檢測到CTS為低后，就停止發(fā)送數(shù)據(jù)，直到接收端緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量低于低位而將CTS置高電平。 ① 硬件流控制硬件流控制常用的有RTS/CTS流控制和DTR/DSR（數(shù)據(jù)終端就緒/數(shù)據(jù)設(shè)置就緒）流控制。因此流控制可以控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)程，防止數(shù)據(jù)的丟失。現(xiàn)在我們在網(wǎng)絡(luò)上通過MODEM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這個問題就尤為突出。這里講到的“流”，當(dāng)然指的是數(shù)據(jù)流。⑶ 串口調(diào)試中要注意的幾點：串口調(diào)試時，準(zhǔn)備一個好用的調(diào)試工具，如串口調(diào)試助手、串口精靈等，有事半功倍之效果； 強(qiáng)烈建議不要帶電插撥串口，插撥時至少有一端是斷電的，否則串口易損壞。表23 DB9和DB25的常用信號腳說明9針串口（DB9）25針串口（DB25）針號功能說明縮寫針號功能說明縮寫1數(shù)據(jù)載波檢測DCD8數(shù)據(jù)載波檢測DCD2接收數(shù)據(jù)RXD3接收數(shù)據(jù)RXD3發(fā)送數(shù)據(jù)TXD2發(fā)送數(shù)據(jù)TXD4數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR5信號地GND7信號地GND6數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好DSR6數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好DSR7請求發(fā)送RTS4請求發(fā)送RTS8清除發(fā)送CTS5清除發(fā)送CTS9振鈴指示DELL22振鈴指示DELL⑵ RS232C串口通信接線方法（三線制）首先，串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實現(xiàn)：同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連，同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連 對9針串口和25針串口，均是2與3直接相連；兩個不同串口（不論是同一臺計算機(jī)的兩個串口或分別是不同計算機(jī)的串口）。⑴ DB9和DB25的常用信號腳說明。表22 RS232C接口的主要電氣特性不帶負(fù)載時驅(qū)動器輸出電平Vo25V(25~+25V)負(fù)載電阻R0 3~7k?負(fù)載電容（包括線間電容）CL2 500pF空號（SPACE）或邏輯“0”時驅(qū)動器輸出電平+5～+15V在負(fù)載端傳號（MARK）或邏輯“1”時+3V驅(qū)動器輸出電平5~15在負(fù)載端3V輸出短路電流驅(qū)動器轉(zhuǎn)換速率30V驅(qū)動器輸出電阻R300? 串口通信基本接線方法目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(12m)，可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口(RS422,RS485較遠(yuǎn))，若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。圖29 DB25連接器的機(jī)械性能與信號線的排列⑵ 電氣特性RS232C采用負(fù)邏輯，即：邏輯“1”為5～15V，邏輯“0”為+5～+15V。表21 RS232C串行標(biāo)準(zhǔn)接口信號的定義及信號的分類引腳號信號名稱簡稱方向信號功能1保護(hù)地————接設(shè)備外殼，安全地線2發(fā)送數(shù)據(jù)TXDDCEDTE發(fā)送串行數(shù)據(jù)3接收數(shù)據(jù)RXDDTEDTE接收串行數(shù)據(jù)4請求發(fā)送RTSDCEDTE請求切換到發(fā)送方式5清除發(fā)送CTSDTEDCE清除發(fā)送6數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DSRDTEDCE準(zhǔn)備就緒7信號地————信號地8載波檢測（RLSD）DCDDTEDCE已接收到遠(yuǎn)程信號20數(shù)據(jù)終端就緒DTRDCEDTE準(zhǔn)備就緒22振鈴指示RIDTE通知DTE，通信線路已妥通常使用25芯的接插件（DB25插頭和插座）來實現(xiàn)RS—232C標(biāo)準(zhǔn)接口的連接。⑴ 接口信號一個完整的RS232C接口有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的25芯插頭座。RS—232C標(biāo)準(zhǔn)接口的全稱是“使用二進(jìn)制進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口”。RS232C串行接口總線適用于：設(shè)備之間的通信距離不大于15m，傳輸速率最大為20kb/s。 RS232C接口RS232是微型計算機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。例如：在長距離傳輸時，使用RS422標(biāo)準(zhǔn)，能有效地抑制共模信號干擾。⑵ 抗干擾能力串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)的選擇，在保證不超過其使用范圍情況下，還要考慮其抗干擾能力，以保證信號的可靠傳輸。通常情況下，適當(dāng)?shù)亟档屯ㄐ潘俣龋商岣咄ㄐ啪嚯x，反之亦然。為保證通信的可靠性要求，在選擇接口標(biāo)準(zhǔn)時，須注意兩點：①通信速度和通信距離，②抗干擾能力。適合于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場合，為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離，EIA又公布了RS—422，RS—423和RS一485串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)。RS—232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的、在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線。借助串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口，不同類型的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以很容易實現(xiàn)它們之間的串行通信連接。USB和IEEE 1394是近幾年發(fā)展起來的新型接口標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口（Serial Communication Interface）按國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提供的電氣標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議劃分為RS23RS48USB、IEEE 1394等。數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)n…校驗字節(jié)12個同步字符連續(xù)傳送n個字符校驗圖28 數(shù)據(jù)同步串行傳輸格式⑷ 單工、半雙工和全雙工傳輸：單工傳輸指數(shù)據(jù)只能按單一方向發(fā)送和接收；半雙工傳輸指數(shù)據(jù)可以在兩個方向傳輸?shù)荒芡瑫r進(jìn)行，即交替收、發(fā)；全雙工傳輸指數(shù)據(jù)可以在兩個方向同時傳輸，即同時收和發(fā)。在發(fā)送數(shù)據(jù)前，在每幀開始必須加上規(guī)定的幀同步碼元序列，接收端檢測出該序列標(biāo)志后，確定幀的開始，建立雙方同步。該方式，如圖28必須在收、發(fā)雙方建立精確的位定時信號，以便正確區(qū)分每位數(shù)據(jù)信號。停止位是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。Ⅳ停止位在奇偶位或數(shù)據(jù)位（當(dāng)無奇偶校驗位時）之后發(fā)送的是停止位。就數(shù)據(jù)傳輸而言，奇偶校驗位是冗余位，但它表示數(shù)據(jù)的一種性質(zhì)，這種性質(zhì)用于檢錯，雖有限但很容易實現(xiàn)。Ⅲ奇偶校驗位數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗位。數(shù)據(jù)位的位數(shù)可以是7或8位的數(shù)據(jù)。因此，起始位所起的作用就是表示數(shù)據(jù)傳輸開始。起始位1幀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7停止位奇偶校驗停止位ASCⅡ碼ASCⅡ碼011P1P…第n1個字符第n+1個字符第n個字符數(shù)據(jù)流圖27 數(shù)據(jù)異步傳輸格式由圖可知，1幀數(shù)據(jù)是由以下4個部分按順序組成的：Ⅰ起始位當(dāng)通信線上沒有數(shù)據(jù)傳輸時，線路處于邏輯“1”狀態(tài)。字符可以連續(xù)發(fā)送，也可單獨發(fā)送，不發(fā)送字符時，連續(xù)發(fā)送止信號。當(dāng)發(fā)送一個字符代碼時，字符前面要加一個“起”信號，長度為1個碼元寬，極性為“0”，即空號極性；而在發(fā)完一個字符后面加一個“止”信號，長度為1，極性為“1”，即傳號極性。如圖26所示。0011101000111010儀 器計 算 機(jī)圖25 并行傳輸方式② 串行傳輸是構(gòu)成字符的二進(jìn)制代碼在一條信道上以位（碼元）為單位，按時間順序逐位傳輸?shù)姆绞?。這種通信方式數(shù)度快，但傳輸線多，價格貴，適合近距離傳輸。⑵ 并行傳輸與串行傳輸：① 并行傳輸是構(gòu)成