高精度超聲波測(cè)距電路的設(shè)計(jì)

1、摘 要 本文闡述了超聲波測(cè)距原理，介紹了如何用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度超聲波曾局的具體電路，分析了其各單元工作原理，并給出了其程序流程圖和源程序。提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)分析了影響測(cè)距系統(tǒng)精度的主要因素，設(shè)計(jì)了各單元電路的整體電路。重點(diǎn)介紹了提高測(cè)量精度的方案和具體實(shí)現(xiàn)電路。采用單片機(jī)的技術(shù)控制。并給出了控制流程圖。電路具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，精度高，應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。關(guān)鍵字：超聲波 測(cè)距 單片機(jī) AT89C51ABSTRACT A plan of ultrasonic distance measurement system based on AT89C51is

2、 derived in this paper, the main factors impact of precision are analyzed in detail and the unit circuit and complete circuit are given. The plan of improving the accuracy and specific circuit is introduced. All of the component is controller by AT89C51,and the control program flow is presented .Cir

3、cuit have many advantages such as simple structure ,easy to use. high accuracy and wide application.Keywords: ultrasonic distance measurement SCM AT89C51目 錄第一章 緒論1.1超聲波測(cè)距的意義1.2本課題的探究方法第二章 設(shè)計(jì)方案論證2.1設(shè)計(jì)任務(wù)2.2技術(shù)指標(biāo)2.3方框圖第三章 超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)3.1頻率產(chǎn)生電路3.2門控電路3.3發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路第四章 超聲波接收電路設(shè)計(jì)4.1超聲波接收，放大電路4.2信號(hào)篩選電路4.3信號(hào)整形電路4.4距

4、離顯示電路4.5超聲波測(cè)距電路原理圖4.6具體的工作原理分析第五章 軟件程序設(shè)計(jì) 第六章 直流電源設(shè)計(jì)致謝參考文獻(xiàn)第一章 緒論 1.1超聲波測(cè)距的意義一般認(rèn)為，關(guān)于超聲的研究最初起始于1876 年F1Galton 的氣哨實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)Galton 在空氣中產(chǎn)生的頻率達(dá)300K Hz, 這是人類首次有效產(chǎn)生的高頻聲。而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展往往與一些偶然的歷史事件相聯(lián)系。對(duì)超聲的研究起到極大推動(dòng)作用的是，1912 年豪華客輪Titanic號(hào)在首航中碰撞冰山后的沉沒，這個(gè)當(dāng)時(shí)震驚世界的悲劇促使科學(xué)家們提出用聲學(xué)方法來預(yù)測(cè)冰山，在隨后的第一次世界大戰(zhàn)中，對(duì)超聲的研究得以進(jìn)一步的促進(jìn)。近些年來，隨著超聲技術(shù)研究的

5、不斷深入，再加上其具有的高精度、無損、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，超聲的應(yīng)用變得越來越普及。目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在機(jī)械制造、電子冶金、航海、航空、宇航、石油化工、交通等工業(yè)領(lǐng)域。此外在材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占據(jù)重要地位。 而我國，關(guān)于超聲的大規(guī)模研究始于1956年。迄今，在超聲的各個(gè)領(lǐng)域都開展了研究和應(yīng)用，其中有少數(shù)項(xiàng)目已接近或達(dá)到了國際水平。 中國測(cè)試技術(shù)研究所李茂山在超聲波測(cè)距原理及實(shí)踐技術(shù)中詳細(xì)地闡述了超聲波的測(cè)距原理，并給出了實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距的具體框圖，并討論了影響超聲波測(cè)距精度的幾種原因。在本文中，他并未提及超聲波測(cè)距所需的一些具體電路，只是給出了測(cè)距一般所需的電路名稱，沒有提及各種電路間

6、的匹配。 1998年，曼內(nèi)斯德馬泰克(秦皇島)有限公司推出了一種數(shù)字式超聲波位移測(cè)量儀，李忠杰在數(shù)字式超聲波位移測(cè)量儀的研究一文中介紹了這種數(shù)字式超聲波位移測(cè)量儀的結(jié)構(gòu)，工作原理和功能，其數(shù)據(jù)處理借助于單板機(jī)，給出了程序框圖，對(duì)儀表的各部分硬件電路做了較詳細(xì)的說明，并列出了部分儀表的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并分析了誤差產(chǎn)生的原因。在此文中，給出了超聲波測(cè)距儀在對(duì)液壓缸位移進(jìn)行測(cè)量時(shí)與其它位移傳感器的優(yōu)勢(shì)所在，并給出了單片機(jī)的程序框圖。中國科學(xué)院上海聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的王潤田在雙頻超聲波測(cè)距一文中提出了一種雙頻超聲波測(cè)距的原理和方法，由于空氣對(duì)超聲波的吸收與超聲波的平方成正比，因此，用來測(cè)距的超聲波的頻率不能很高，但

7、另一方面頻率越低，波長越長，測(cè)長的絕對(duì)誤差就越大，測(cè)距的范圍加大與測(cè)量精度實(shí)際上是一對(duì)矛盾。王潤田提出，為了在一個(gè)較長的范圍內(nèi)達(dá)到測(cè)距的精度，在測(cè)距時(shí)同時(shí)發(fā)射兩個(gè)頻率的超聲波，頻率較大的測(cè)較近的距離，頻率較小的測(cè)較長的距離，這樣在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)距精度。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，測(cè)距問題顯得越來越重要。目前常用的測(cè)距方式主要有雷達(dá)測(cè)距、紅外測(cè)距、激光測(cè)距和超聲測(cè)距4種。與其他測(cè)距方法相比較，超聲測(cè)距具有下面的優(yōu)點(diǎn)： (1) 超聲波對(duì)色彩和光照度不敏感，可用于識(shí)別透明及漫反射性差的物體(如玻璃、拋光體)。 (2) 超聲波對(duì)外界光線和電磁場(chǎng)不敏感，可用于

8、黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強(qiáng)、有毒等惡劣環(huán)境中。 (3) 超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、費(fèi)用低、技術(shù)難度小、信息處理簡單可靠、易于小型化和集成化。因此，超聲波作為一種測(cè)距識(shí)別手段，已越來越引起人們的重視。 1.2本課題的研究方法 超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物 位測(cè)量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此在移 動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。 為了使移動(dòng)機(jī)器人能自動(dòng)避障行走，就必須裝備測(cè)距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的距離信息（

9、距離和方向）。本文所介紹的三方向（前、左、右）超聲波測(cè)距系統(tǒng)，就是為機(jī)器人了解其前方、左側(cè)和右側(cè)的環(huán)境而提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)距離信息。 二、 超聲波測(cè)距原理 1、 超聲波發(fā)生器 為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一 類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生 的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。 2、壓電式超聲波發(fā)生器原理 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超

10、聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信 號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波 時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。 3、超聲波測(cè)距原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停 止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2第

11、二章 設(shè)計(jì)方案論證2.1設(shè)計(jì)任務(wù)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距的電路設(shè)計(jì)2.2技術(shù)指標(biāo)1.測(cè)距系統(tǒng)精度 1CM2.測(cè)距范圍 0.01M9.99M2.3 方框圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)指標(biāo)要求，本人構(gòu)思出一下方框圖超聲波接受信號(hào)放大施密特整形門控電路超聲波發(fā)射信號(hào)整形40KkHz振蕩頻率AT89C52數(shù)碼顯示12MHz精確振蕩第三章 超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)超射波發(fā)射電路主要由頻率產(chǎn)生電路，門控電路，發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路組成。逐次設(shè)計(jì)如下：3.1頻率產(chǎn)生電路頻率產(chǎn)生電路主要由單片機(jī)AT89C52組成。AT89C52單片機(jī)的選擇：AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89C52是一個(gè)低電壓，高

12、性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Fla

13、sh存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性：· 兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash ROM · 32個(gè)雙向I/O口 · 256x8bit內(nèi)部RAM · 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 · 時(shí)鐘頻率0-24MHz · 2個(gè)串行中斷 · 可編程UART串行通道 · 2個(gè)外部中斷源 · 共6個(gè)中斷源 · 2個(gè)讀寫

14、中斷口線 · 3級(jí)加密位 · 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能AT89C52各引腳功能及管腳電壓概述：AT89C52P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸

15、入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 P0 口P0 口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)

16、用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電

17、流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表1。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。引腳號(hào) 功能特性P1.0 T2,時(shí)鐘輸出P1.1 T2EX(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2） P2 口P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問外

18、部程序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，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(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 口P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接

19、收一些用于Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對(duì)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。該位置位后，只有一

20、條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無效。 PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的

21、指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。 XTAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。 特殊功能寄存器在AT89C52 片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80H-FFH 共128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（SFE），SFR 的地址空間映象如表2 所示。并非所有的地址都被定義，從80HFFH 共128 個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對(duì)沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應(yīng)將數(shù)據(jù)“1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予

22、新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。AT89C52除了與AT89C51所有的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 和定時(shí)/計(jì)數(shù)器1 外，還增加了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2。定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的控制和狀態(tài)位位于T2CON（參見表3）T2MOD（參見表4），寄存器對(duì)（RCAO2H、RCAP2L）是定時(shí)器2 在16 位捕獲方式或16 位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲/自動(dòng)重裝載寄存器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT89C52 有256 個(gè)字節(jié)的內(nèi)部RAM，80H-FFH 高128 個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存器（SFR）地址是重疊的，也就是高128字節(jié)的RAM 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。當(dāng)一條指令訪問7FH 以上的

23、內(nèi)部地址單元時(shí)，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高128 字節(jié)RAM 還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。例如，下面的直接尋址指令訪問特殊功能寄存器0A0H（即P2 口）地址單元。MOV 0A0H，#data間接尋址指令訪問高128 字節(jié)RAM，例如，下面的間接尋址指令中，R0 的內(nèi)容為0A0H，則訪問數(shù)據(jù)字節(jié)地址為0A0H，而不是P2 口（0A0H）。MOV R0，#data堆棧操作也是間接尋址方式，所以，高128 位數(shù)據(jù)RAM 亦可作為堆棧區(qū)使用。·定時(shí)器0和定時(shí)器1：AT89C52的定時(shí)器0和定時(shí)器1 的工作方式與AT89C

24、51 相同。 定時(shí)器2定時(shí)器2 是一個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。它既可當(dāng)定時(shí)器使用，也可作為外部事件計(jì)數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON（如表3）的C/T2 位選擇。定時(shí)器2 有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON 的控制位來選擇。定時(shí)器2 由兩個(gè)8 位寄存器TH2 和TL2 組成，在定時(shí)器工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期TL2 寄存器的值加1，由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)振蕩時(shí)鐘構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/12。在計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，當(dāng)T2 引腳上外部輸入信號(hào)產(chǎn)生由1 至0 的下降沿時(shí)，寄存器的值加1，在這種工作方式下，每個(gè)機(jī)器周

25、期的5SP2 期間，對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣。若在第一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為1，而在下一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為0，則在緊跟著的下一個(gè)周期的S3P1 期間寄存器加1。由于識(shí)別1 至0 的跳變需要2 個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期），因此，最高計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/24。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間，以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次。 捕獲方式在捕獲方式下，通過T2CON 控制位EXEN2 來選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時(shí)器2 是一個(gè)16 位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出時(shí)，對(duì)T2CON 的溢出標(biāo)志TF2 置位，同時(shí)激活中斷。如果EXEN2=1，定時(shí)器2 完成相同的

26、操作，而當(dāng)T2EX 引腳外部輸入信號(hào)發(fā)生1 至0 負(fù)跳變時(shí)，也出現(xiàn)TH2 和TL2 中的值分別被捕獲到RCAP2H 和RCAP2L 中。另外，T2EX 引腳信號(hào)的跳變使得T2CON 中的EXF2 置位，與TF2 相仿，EXF2 也會(huì)激活中斷。捕獲方式如圖4 所示。 自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)器）方式當(dāng)定時(shí)器2工作于16位自動(dòng)重裝載方式時(shí)，能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式，這個(gè)功能可通過特殊功能寄存器T2CON（見表5）的DCEN 位（允許向下計(jì)數(shù)）來選擇的。復(fù)位時(shí)，DCEN 位置“0”，定時(shí)器2 默認(rèn)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)。當(dāng)DCEN置位時(shí)，定時(shí)器2 既可向上計(jì)數(shù)也可向下計(jì)數(shù)，這取決于T2EX 引腳的值

27、，參見圖5，當(dāng)DCEN=0 時(shí)，定時(shí)器2 自動(dòng)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)，在這種方式下，T2CON 中的EXEN2 控制位有兩種選擇，若EXEN2=0，定時(shí)器2 為向上計(jì)數(shù)至0FFFFH 溢出，置位TF2 激活中斷，同時(shí)把16 位計(jì)數(shù)寄存器RCAP2H 和RCAP2L重裝載，RCAP2H 和RCAP2L 的值可由軟件預(yù)置。若EXEN2=1，定時(shí)器2 的16 位重裝載由溢出或外部輸入端T2EX 從1 至0 的下降沿觸發(fā)。這個(gè)脈沖使EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。定時(shí)器2 的中斷入口地址是：002BH 0032H 。當(dāng)DCEN=1 時(shí)，允許定時(shí)器2 向上或向下計(jì)數(shù)，如圖6 所示。這種方式下，T2E

28、X 引腳控制計(jì)數(shù)器方向。T2EX 引腳為邏輯“1”時(shí)，定時(shí)器向上計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)0FFFFH 向上溢出時(shí)，置位TF2，同時(shí)把16 位計(jì)數(shù)寄存器RCAP2H 和RCAP2L 重裝載到TH2 和TL2 中。 T2EX 引腳為邏輯“0”時(shí)，定時(shí)器2 向下計(jì)數(shù)，當(dāng)TH2 和TL2 中的數(shù)值等于RCAP2H 和RCAP2L中的值時(shí)，計(jì)數(shù)溢出，置位TF2，同時(shí)將0FFFFH 數(shù)值重新裝入定時(shí)寄存器中。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 向上溢出或向下溢出時(shí)，置位EXF2 位。 波特率發(fā)生器當(dāng)T2CON（表3）中的TCLK 和RCLK 置位時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 作為波特率發(fā)生器使用。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 作為發(fā)送器或接收器，其發(fā)送和

29、接收的波特率可以是不同的，定時(shí)器1 用于其它功能，如圖7 所示。若RCLK 和TCLK 置位，則定時(shí)器2工作于波特率發(fā)生器方式。波特率發(fā)生器的方式與自動(dòng)重裝載方式相仿，在此方式下，TH2 翻轉(zhuǎn)使定時(shí)器2 的寄存器用RCAP2H 和RCAP2L 中的16位數(shù)值重新裝載，該數(shù)值由軟件設(shè)置。在方式1 和方式3 中，波特率由定時(shí)器2 的溢出速率根據(jù)下式確定：方式1和3的波特率=定時(shí)器的溢出率/16定時(shí)器既能工作于定時(shí)方式也能工作于計(jì)數(shù)方式，在大多數(shù)的應(yīng)用中，是工作在定時(shí)方式（C/T2=0）。定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器時(shí)，與作為定時(shí)器的操作是不同的，通常作為定時(shí)器時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期（1/12 振蕩頻率）

30、寄存器的值加1，而作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，在每個(gè)狀態(tài)時(shí)間（1/2 振蕩頻率）寄存器的值加1。波特率的計(jì)算公式如下：方式1和3的波特率=振蕩頻率/32*65536-(RCP2H,RCP2L)式中（RCAP2H，RCAP2L）是RCAP2H 和RCAP2L中的16 位無符號(hào)數(shù)。定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器使用的電路如圖7 所示。T2CON 中的RCLK 或TCLK=1 時(shí)，波特率工作方式才有效。在波特率發(fā)生器工作方式中，TH2 翻轉(zhuǎn)不能使TF2 置位，故而不產(chǎn)生中斷。但若EXEN2 置位，且T2EX 端產(chǎn)生由1 至0 的負(fù)跳變，則會(huì)使EXF2 置位，此時(shí)并不能將（RCAP2H，RCAP2L）的內(nèi)容重

31、新裝入TH2 和TL2 中。所以，當(dāng)定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，T2EX 可作為附加的外部中斷源來使用。需要注意的是，當(dāng)定時(shí)器2 工作于波特率器時(shí)，作為定時(shí)器運(yùn)行（TR2=1）時(shí)，并不能訪問TH2 和TL2。因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)狀態(tài)時(shí)間定時(shí)器都會(huì)加1，對(duì)其讀寫將得到一個(gè)不確定的數(shù)值。然而，對(duì)RCAP2 則可讀而不可寫，因?yàn)閷懭氩僮鲗⑹侵匦卵b載，寫入操作可能令寫和/或重裝載出錯(cuò)。在訪問定時(shí)器2或RCAP2 寄存器之前，應(yīng)將定時(shí)器關(guān)閉（清除TR2）。 可編程時(shí)鐘輸出定時(shí)器2 可通過編程從P1.0 輸出一個(gè)占空比為50%的時(shí)鐘信號(hào)，如圖8 所示。P1.0 引腳除了是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的I/O 口外，還可以通過編

32、程使其作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部時(shí)鐘輸入和輸出占空比50%的時(shí)鐘脈沖。當(dāng)時(shí)鐘振蕩頻率為16MHz 時(shí)，輸出時(shí)鐘頻率范圍為61Hz4MHz。當(dāng)設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 為時(shí)鐘發(fā)生器時(shí)，C/T2（T2CON .1）=0，T2OE （T2MOD.1） =1，必須由TR2（T2CON.2）啟動(dòng)或停止定時(shí)器。時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時(shí)器2 捕獲寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重新裝載值，公式如下：輸出時(shí)鐘頻率=振蕩器頻率/4*65536-(RCP2H,RCP2L)在時(shí)鐘輸出方式下，定時(shí)器2 的翻轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生中斷，這個(gè)特性與作為波特率發(fā)生器使用時(shí)相仿。定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，還可作為時(shí)鐘發(fā)生

33、器使用，但需要注意的是波特率和時(shí)鐘輸出頻率不能分開確定，這是因?yàn)樗鼈兺褂肦CAP2L和RCAP2L。 UARTAT89C52的UART 工作方式與AT89C51 工作方式相同。 中斷AT89C52 共有6 個(gè)中斷向量：兩個(gè)外中斷（INT0 和INT1），3 個(gè)定時(shí)器中斷（定時(shí)器0、1、2）和串行口中斷。所有這些中斷源如圖9 所示。這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器IE 的置位或清0 來控制每一個(gè)中斷的允許或禁止。IE 也有一個(gè)總禁止位EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。注意表5 中的IE.6 為保留位，在AT89C51 中IE.5 也是保留位。程序員不應(yīng)將“1”寫入這些位，它們是將來AT89

34、 系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的。定時(shí)器2 的中斷是由T2CON 中的TF2 和EXF2 邏輯或產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，這些標(biāo)志位不能被硬件清除，事實(shí)上，服務(wù)程序需確定是TF2 或EXF2 產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標(biāo)志位。定時(shí)器0 和定時(shí)器1 的標(biāo)志位TF0 和TF1 在定時(shí)器溢出那個(gè)機(jī)器周期的S5P2 狀態(tài)置位，而會(huì)在下一個(gè)機(jī)器周期才查詢到該中斷標(biāo)志。然而，定時(shí)器2 的標(biāo)志位TF2 在定時(shí)器溢出的那個(gè)機(jī)器周期的S2P2 狀態(tài)置位，并在同一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志。 時(shí)鐘振蕩器AT89C52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出

35、端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖10。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10F。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖10 右圖所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。由于外部時(shí)鐘信

36、號(hào)是通過一個(gè)2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 空閑節(jié)電模式在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 自身處于睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，同時(shí)將片內(nèi)RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑狀態(tài)只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在此狀態(tài)下，片內(nèi)硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但可以訪問端口引腳，當(dāng)用復(fù)位終止空閑方式時(shí)，為避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫

37、入指令。 掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器，但不改變RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 程序存儲(chǔ)器的加密AT89C52 有3 個(gè)程序加密位，可對(duì)芯片上的3 個(gè)加密位LB1、LB2、LB3 進(jìn)行編程（P）或不編程（U）來得到。當(dāng)加密位LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間，EA 端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且

38、這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位為止。為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存的EA 電平值必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。 Flash存儲(chǔ)器的編程AT89C52單片機(jī)內(nèi)部有8k字節(jié)的Flash PEROM，這個(gè)Flash 存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為FFH），用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。編程接口可接收高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號(hào)。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM 編程器兼容。AT89C52 單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號(hào)和讀取芯片內(nèi)的

39、簽名字節(jié)獲得該信息。AT89C52 的程序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)的PEROM 程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用片擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清除。 編程方法編程前，須按表9 和圖11 所示設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)， AT89C52 編程方法如下：1 在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。2 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。3 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。4 在高電壓編程方式時(shí)，將EA/Vpp 端加上+12V 編程電壓。5 每對(duì)Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/PROG 編程脈沖。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約

40、為1.5ms。重復(fù)15 步驟，改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束。 數(shù)據(jù)查詢AT89C52 單片機(jī)用Data Palling 表示一個(gè)寫周期結(jié)束為特征，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的一個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（P0.7）是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完成后，所輸出的數(shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù)，即可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，Data Palling 可能隨時(shí)有效。·Ready/Busy：字節(jié)編程的進(jìn)度可通過“RDY/BSY 輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)，編程期間，ALE 變?yōu)楦唠娖健癏”后，P3.4（RDY/BSY）端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程完成后，

41、P3.4 變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)。·程序校驗(yàn)：如果加密位LB1、LB2 沒有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù)，采用如圖12的電路。加密位不可直接校驗(yàn)，加密位的校驗(yàn)可通過對(duì)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)和寫入狀態(tài)來驗(yàn)證。·芯片擦除：利用控制信號(hào)的正確組合（表6）并保持ALE/PROG 引腳10mS 的低電平脈沖寬度即可將PEROM 陣列（4k字節(jié)）和三個(gè)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”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。·讀片內(nèi)簽名字節(jié)：AT89C52 單片機(jī)內(nèi)有3 個(gè)簽名字節(jié)，地址為030H、031H 和032H。用于聲明該器件的廠商、

42、型號(hào)和編程電壓。讀AT89C52 簽名字節(jié)需將P3.6 和P3.7 置邏輯低電平，讀簽名字節(jié)的過程和單元030H、031H 及032H 的正常校驗(yàn)相仿，只返回值意義如下：（030H）=1EH 聲明產(chǎn)品由ATMEL公司制造。（031H）=52H 聲明為AT89C52 單片機(jī)。（032H）=FFH 聲明為12V 編程電壓。（032H）=05H 聲明為5V 編程電壓。1 單片機(jī)ATMEL89C2051 介紹89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處

43、理器，俗稱單片機(jī)。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。主要特性1主要特性： ·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 ·全靜態(tài)工作：0Hz-24

44、Hz ·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ·128*8位內(nèi)部RAM ·32可編程I/O線 ·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道 ·低功耗的閑置和掉電模式 ·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被

45、拉高。 P1口：P1口是一個(gè)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。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“

46、1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3

47、.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想

48、禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程

49、電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3振蕩器特性： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4芯片擦除： 整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前

50、，該操作必須被執(zhí)行。 此外，AT89C51設(shè)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。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 5.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：8位CPU；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；32根I/O線；外部存貯器尋址范圍ROM、RAM64K；2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 89C2051P3.0 VCCP3.2 P1.7P3.3 P1.6P3.1 P1.5P3.4 P1.4P3.5 P1.3XTAL1 P1.2XTAL2 P1.1RST P1.

51、0GND P3.75個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；全雙工串行口；布爾處理器；3.2門控電路為了在本超聲波測(cè)距電路中實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波發(fā)射和接收的自動(dòng)控制，必須在電路中加入門控電路。下面結(jié)合圖3講述一下該門控電路的作用。由S=1/2vt，式中，V為聲波在空氣中的傳播速度，他和空氣的溫度有關(guān)，溫度每升高一攝氏度聲速增加0.6m/s，如果T已知，距離便可確定，如何測(cè)量時(shí)間T呢？把輸出脈沖作為一閘門信號(hào)，讓已知頻率FC脈沖恰好能通過閘門，那么：T=NTC，式中，TC為已知脈沖的周期；N為脈沖周期個(gè)數(shù)或者脈沖的個(gè)數(shù)。閘門信號(hào)與已知脈沖信號(hào)的關(guān)系如圖在本電路設(shè)計(jì)中門控電路由RS觸發(fā)器完成，而RS觸發(fā)器是用D觸發(fā)器C

52、D4013中的一個(gè)D觸發(fā)器來完成。當(dāng)R=1(S=0)時(shí)撫復(fù)位，即Q=0;S=1(R=0)時(shí)復(fù)位，即Q=1，在院里分析中，就利用它的這一特性。當(dāng)上電復(fù)位時(shí)，D觸發(fā)器CD4013的Q腳輸出低電平加到單片機(jī)的P3.3口，不啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)數(shù)器，處于等待狀態(tài)。1:CD4013在電子技術(shù)中，N/2(N為奇數(shù))分頻電路有著重要的應(yīng)用，對(duì)一個(gè)特定的輸入頻率，要經(jīng)N/2分頻后才能得到所需要的輸出，這就要求電路具有N/2的非整數(shù)倍的分頻功能。CD4013是雙D觸發(fā)器，在以CD4013為主組成的若干個(gè)二分頻電路的基礎(chǔ)上，加上異或門等反饋控制，即可很方便地組成N/2分頻電路。圖1是3/2分頻電路。IC1、IC2均接成二分

53、頻器，所以該電路是由四分頻電路與反饋控制電路組成，計(jì)數(shù)脈沖由異或門F1輸出。fi既作為分頻信號(hào)又作為時(shí)鐘脈沖接入異或門的一個(gè)輸入端，從四分頻電路的IC2的Q2輸出端引出反饋信號(hào)作F1的另一輸入端。輸出信號(hào)fo從IC1的Q1端輸出。圖2是其工作波形。設(shè)電路初始狀態(tài)均在復(fù)位狀態(tài)，Q1、Q2端均為低電平。當(dāng)fi信號(hào)輸入時(shí)，由于輸入端異或門的作用(附表是異或門邏輯功能表)，其輸出還受到觸發(fā)器IC2的Q2端的反饋控制(非門F2是增加的一級(jí)延遲門，A點(diǎn)波形與Q2相同)。在第1個(gè)fi時(shí)鐘脈沖的上升沿作用下，觸發(fā)器IC1、IC2均翻轉(zhuǎn)。由于Q2端的反饋?zhàn)饔檬沟卯惢蜷T輸出一個(gè)很窄的正脈沖，寬度由兩級(jí)D觸發(fā)器和反相門的延時(shí)決定。當(dāng)?shù)?個(gè)fi脈沖下跳時(shí)，異或門輸出又立即上跳，使IC1觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)，而IC2觸發(fā)器狀態(tài)不變。這樣在第1個(gè)輸入時(shí)鐘的半個(gè)周期內(nèi)促使IC1觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖端CL1有一個(gè)完整周期的輸入，但在以后的一個(gè)輸入時(shí)鐘的作用下，由于IC2觸發(fā)器的Q2端為高電平，IC1觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入跟隨fi信號(hào)(反相或同相)