【正文】 電路可靠地工作，常將 RC 電路在接施密特電路后，再接入單片機復位端和外圍電路復位端，如圖 所示。 圖 所示為一種上電與按鍵復位電路，在實際應用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復位電路，如果這些復位電平與單片機的要求 一致，則可以與相連。上電復位所需要的最短時間是振蕩器建立時間加上 2 個機器周期。上電瞬間RST 端電位與 VCC 相同，隨著電容充電電流的減小， RST 端的電位逐漸下降。復位電路通常采用上電自動復位、按鈕復位和按鈕脈沖復位。 單片機的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。 圖 復位電路 復位 功能 ： 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。因而，復位是一個很重要的操作方式。 沈陽理工大學學士學位論文 20 最小系統(tǒng)的設計 復位電路 MCS51 單片機復位電路 是指 單片機的初始化操作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是 ：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 。當 P3 口寫入 ―1‖后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 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) /地址的第八位。 P0： 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。 在 40 個管腳中，其中有 32 個腳可用于各種控制，比如控制小燈的亮與滅、控制電機的正轉與反轉、控制電梯的升與降等，這 32 個腳叫做單片機的“端口”，在單片機技術中，每個端口都有一個特定的名字，比如第一腳的那個端口叫做“ ”。 圖 是常用的一種單片機，型號為 AT89C51，它將計算機的功能都集成到這個芯片內部去了，就這么一個小小的芯片就能構成一臺小型的電腦，因此叫做單片機。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲 器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 標準包裝： 50/管 類別：電位器 系列： 3296 密封式 沈陽理工大學學士學位論文 16 電阻（歐姆）范圍： 10 歐姆 —2 兆歐姆 功率（瓦特）： ， 1/2W 公差：177。 非線繞電位器：可分為實心電位器、膜式電位器 實心電位器：它又可分為有機合成，無機合成導電塑料 膜式電位器：它又可分為碳膜電位器，金屬膜電位器 2. 按調節(jié)方式分類：旋轉式電位 器，推拉式電位器，直滑式電位器 3. 按電阻值變化規(guī)律分類：直線式電位器，指數(shù)式電位器，對數(shù)式電位器 4. 按 結構特點分類：單圈電位器，多圈電位器，雙聯(lián)電位器，多聯(lián)電位器，抽 頭式電位器，開關式電位器，鎖緊式電位器，非鎖緊式電位器，貼片式電位器。 沈陽理工大學學士學位論文 15 圖 電位器 3296 1. 按電阻材料分類 線繞電位器：它的電阻體是用電阻絲繞在涂有絕緣材料的金屬或非金屬板上制成的。當電阻體的兩個固定觸點之間外加一個電壓 時，通過轉動或滑動系統(tǒng)改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。電位器基本上就是滑動變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開關和激光頭功率大小調節(jié)電位器是一種可調的電子元件。當電阻體的兩個固定觸點之間外加一個電壓時，通過轉動或滑動系統(tǒng)改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。電位器的電阻體有兩個固定端，通過手動調節(jié)轉軸或滑柄，改變動觸點在電阻體上的位置，則改變了動觸點 與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。 電位器 3296 電位器 3296（如圖 ） 廣泛應用于儀器儀表、電器、音響設備、通訊、醫(yī)療設施、安防產(chǎn)品、 UPS 電源、工業(yè)控制電視機、錄像機、 MP Mp VCD 機、 DVD 機、電話機、辦公自動化設備和信息通訊設備等領域。第三部分是供電。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 圖 電平轉換器 MAX232CPE 管腳 引腳介紹： 第一部分是電荷泵電路。用于嵌入式設備上的應用。 TXD 接 SX52 的 RA2 腳，RXD 接 RA3 腳， RSRXD 和 RSTXD 是 RS232 電平，為標準串口電平。 MAX232CPE用于完成計算機 232 端口數(shù)據(jù)電平轉換，連接 CMOS 電路的，換言之，如果離開它 ，我們就無法用軟件監(jiān)控電源狀態(tài)了，需要串口返回信號。第二字母，表示封裝， P 為 PDIP 封裝，有 16 管腳。本文采用的是 MAX232CPE 電平轉換器，第一字母表應用級別。 互聯(lián)的話一定要做電平轉換的 。 VCE=20V 1 μA 集電極光電流 IL VCE=5V IF=10mA mA 飽和壓降 VCE(sat) IF=10mA IC= V 傳輸特性 上升時間 Tr VCE=5V IC=2mA RL=100OΩ 5 μs 下降時間 Tf 5 Ms 沈陽理工大學學士學位論文 13 輸出低電平是 。 在 TxD 和 RxD 上：邏輯 1(MARK)=3V～ 15V 邏輯 0(SPACE)=+3～＋ 15V； 在 RTS、 CTS、 DSR、 DTR 和 DCD 等控制線上：信號有效（接通， ON 狀態(tài)，正電壓）＝ +3V～ +15V 信號無效（斷開， OFF 狀態(tài)，負電壓 )=3V～15V TTL 輸出 高電平 ，輸出低電平 。 圖 內部電路示意圖 特點： 、高可靠性 ，光縫 4mm，腳距 應用： 、復印機、打印機 、轉數(shù)測量、碎紙機 、 CDROM、娛樂設備等 ① ④ ② ③ ① Anode 陽極 ② Cathode 陰極 ③ Collector 集電極 ④ Emitter 發(fā)射極 沈陽理工大學學士學位論文 12 表 41 H92B4 極限參數(shù) 項目 符號 數(shù) 值 單位 輸入 耗散功率 P 80 nW 反向電壓 VR 5 V 正向電流 IF 50 nA 輸出 集電極功耗 PC 50 nW 集電極電流 IC 20 nA 集 射電壓 VCEO 30 V 射 集電壓 VCEO 5 V 工作溫度 Topr 20∽ +65 ℃ 儲存溫度 Tstg 20∽ +75 ℃ 焊接溫度 Tsol 240 ℃ 表 42 H92B4 光電特性 (Ta=25℃ ) 電平轉換器 MAX232CPE 介紹 MAX232CPE 芯片是美信（ MAXIM）公司專為 RS232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用 +5V單電源供電。它是利用被測物對光束的遮擋，由 同步回路選擇通電路，從而檢測物體的有無。當葉片數(shù)較多時，旋轉一周可以獲得多個脈沖信號。以透射式為例，如圖 所示，當不透光的物體擋住發(fā)射與接 收之間的間隙時，開關管關斷，否則打開。 轉速傳感器輸出電壓幅度在 0— 呈正弦波變化 ,由此可見 ,紅外線接收三極管的光信號轉化為電信號的電壓 Uo 很微弱 (一般為 mV 量級 ),需要進行信號處理。 R 的計算公式為： R=(Ucc – U1 – U2) / I1 （ ） 計算得： Rmin=425Ω； Rmin=465Ω。 圖 所示為轉速傳感器電路，因為紅外光不可見，用肉眼是無法判斷紅外線是否工作，故將紅外線的輸出回路串接了一個普通光電二極管作為判別光源發(fā)生回路是否為通路。測速齒盤上有 30個齒槽，當測速齒槽旋轉一周，光敏元件就能感受與開孔數(shù)相等次數(shù) 的光次數(shù)。是目前常用的一種測量轉速的方法。 轉速信號采集 在設計中采用光電傳感器采集信號，這種傳感器是把旋轉軸的轉速變?yōu)橄鄳l率的脈沖，然后用測量電路測出頻率，由頻率值就可知道所側轉素值。出于單片機在測量轉速方面具有體積小、性能強、成本低 的特點，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。 綜上所述，方案二使用光電傳感器來作為本設計的最佳選擇方案。接到單片機 89C51 的相應管腳上，通過 89C51 內部定時 /計時器 T0、T1 及相應的程序設計，組成一個數(shù)字式轉速測量系統(tǒng)。光電頭采用低功耗高亮度 LED ,光源為高可靠性可見紅光 ,無論黑夜還是白天 ,或是背景光強有大范圍改變都不影響接收效果。從圖中可見 ,轉子由一直流調速電機驅動 ,可實現(xiàn)大轉速范圍內的無級調速。 圖 霍爾轉速傳感器的結構原理圖 沈陽理工大學學士學位論文 7 圖 方案 霍爾轉速傳感器的接線圖 缺點：采用霍爾傳感器在信號采樣的時候，會出現(xiàn)采樣不精確，因為它是靠磁性感應才采集脈沖的，使用時間長了會出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。霍爾轉速傳感器的結構原 理圖如圖 , 霍爾轉速傳感器的接線圖如圖 。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感，粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結構也可以做的較為簡單，只要在轉軸的圓周上粘上一?；蛘邇闪４配摚尰魻栭_關靠近磁鋼，就有信號輸出，轉軸旋轉時，就會不斷產(chǎn)生脈沖信號輸出。下面就看一下我們對兩套設計方案的簡要說明。再就是二次儀表的要求 ,除了顯示以外還有控制、通訊和遠傳方面的要求。 單片機：對處理過的信號進行轉換成轉速的實際值， 送入 LED LED 顯示：用來對所測量到的轉速進行顯示。 圖 系統(tǒng)原理圖 各部分模塊的功能： 傳感器：用來對信號的采樣。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉速測量方法的使用范圍。提高采樣速率通常就要減小采樣時間 T, 而 T 的減小會使采到的脈沖數(shù)值 N 下降 ,導致脈沖當量 (每個脈沖所代表的轉速 ) 增高 ,從而使得測量精度變得粗糙。 如果 m=60, 那么 1 秒鐘內脈沖個數(shù) N 就是轉速 n, 即 : n=N/ (mT) =N/60 1/60=N 通常 m為 60。 T——— 采樣時間、單位 :分鐘 。即： n=N/ (mT) n ——— 轉速、單位 :轉 / 分鐘 。不論長期或臨時轉速測量 ,都可以在微處理器的參與下 ,通過測量轉軸上預留的一轉一齒的鑒相信號或光電信號的周期 ,換算出轉軸的頻率或轉速。 轉速測量原理 一般的轉速長期測量系統(tǒng)是預先在軸上安裝一個有 60 齒的測速齒盤 ,用變磁阻式或電渦流式傳感器獲得一轉 60 倍轉速脈沖 ,再用測頻的辦法實現(xiàn)轉速測量。但隨著精度和頻率的提高 , 采樣周 期將大大延長 ,并且判斷 m1 也要延長采樣周期 ,不適合實時測量。對于多周期測頻法 ,測量相對誤差為： Er3 =測量誤差值 /實際測量值 100%=1/m2 100 % 從上式可知 ,被測脈沖信號周期數(shù) m1 越大 , m2 就越大 ,則測量精度就越高。對于測頻率法 ,測量相對誤差為： Er1 =測量誤差值 /實際測量值 100 % =1/N 100