3.2.1电源模块
通过连接外部家用市电交流220V/50HZ,经过变压器初级绕组,次级绕组输出交流电变换成电路所需的低压交流电,桥式整流交流信号(正弦信号)的负半周期翻转,经滤波电路就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分,但其脉动较大,需要经过滤波电路消除其脉动成分,使其更接近于直流,此时,发光二极管指示灯亮,表示电路接通,通过常用器件三端稳压集成电路7805,输出正5V直流电压的稳压电源电路,7805应配上散热板。
图3.2.1电源电路
3.2.2芯片模块
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含有4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器,器件采用AEMEL公司的高密度,非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元,功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域,下面管脚说明。
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如所示:
口管脚 备选功能
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 /INT0(外部中断0)
P3.3 /INT1(外部中断1)
P3.4 T0(记时器0外部输入)
P3.5 T1(记时器1外部输入)
P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)
P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
图3.2.2单片机芯片引脚图
3.2.3时钟模块
时钟电路是计算机的心脏,它控制着计算机的工作节奏,可以通过提高时钟频率来提高CPU的速度,目前51系列单片机都采用CMOS工艺,允许的最高频率是随型号而变化的。最高频率达60MHZ。
89C51等COMS型单片机内部了有一个可控的反相放大器,引脚XTAL2,XTAL1为反相放大器的输入端和输出端,在XTAL2,XTAL1上外接晶振(或陶瓷谐振器)和电容便组成振荡器,如图所示。电容C1,C2的典型值为30PF正负10PF,振荡器频率主要取决于晶振的频率,但必须小于器件所允许的最高频率。振荡器的工作爱-PD控制,复位以后PD=0(PD=1)振荡器工作,可由软件置“1”PD(使-PD=0),使振荡器停止振荡,从而使整个单片机停止工作,以达到节电目的。
图3.2.3单片机时钟电路 3.2.4按键模块
键盘是单片机不可缺少的输入设备,是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可分为非编码键盘和编码键盘,在单片机中使用的都是非编码键盘,国为它结构简单,成本低廉。常用的有独立式键盘,行列式键盘等。本设计使用独立式键盘,如图3.2.4所示,它将每一个按键对应连接到I/O输入线, 8个按键,互不干扰,使用灵活,当相应按键按下的状态进行编码,例如,P1.0被按下,则P1口是11111110,则P1口直接在状态编码为FEH。通过程序进行识别当前是否有键按下,特点只能用于按键少,占用引脚端口。