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1、北方民族高校本科毕业设计（论文）答辩材料专业班级：测控技术与仪器学号：20090283学生姓名：李亮亮指导老师：丁黎明2013年04月基于单片机的酒后驾驶智能闭锁系统设计DESIGNOFINTELLIGENTLATCH-UPANTI-DRINKDRIVINGSYSTEMBASEDONSINGLE-CHIP学院：电气信息工程学院专业班级：测控技术与仪器学号：20090283学生姓名：李灵凫指导教师：丁黎明摘要1Abstract2第1章绪论41.1 选题的背景及意义41.1.1 选题的背景41.1.2 选题的意义51.2 国内外探讨现状61.2.1 国外探讨现状61.2.2 国内探讨现状813探讨
2、内容9第2章总体方案设计102.1 设计思路102.2 系统方案设计102.2.1 酒精传感器的选型112.2.2 单片机的选型122.2.3 模数转换芯片的选型13第3章系统硬件设计143.1 AT89系列微限制器的硬件结构特点143.1.1 AT89C52的主要技术性能特点153.2 模数转换芯片ADCO809的性能特点183.3 酒后驾驶闭锁系统硬件电路设计213.3.1 信号采集放大电路设计213.3.2 数码管显示电路设计223.3.3 报警电路设计253.3.4 继电器驱动电路设计253.3.5 系统总体硬件电路图26第4章系统软件设计274.1 主程序流程图274.2 源程序设计
3、28第5章系统软硬件调试315.1 51系列单片机软件开发及调试工具5.2 硬件系统仿真工具5.2.1 仿真电路图及仿真结果5.3 硬件电路连接及程序下载5.4 系统软硬件合成调试第6章结论参考文献致谢摘要随着交通行业技术的发展，以及汽车保有量的增加，汽车给人类带来舒适和便捷的同时，也给人类带来了交通事故频发等交通平安隐患，如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等，严峻威逼着人类生命和财产平安。随着我国马路运输业的发展，同其他国家相比，我国的道路交通平安形式更为严峻，特殊是由酒后驾车导致的交通事故发生率比较高。因此，从主动平安角度动身，禁止酒后驾驶人员启动汽车引擎，成为在车辆发生事故之前解除隐患的重要
4、探讨课题。本文在探讨国内外防止酒后驾驶技术的基础上，针对酒后驾车导致交通事故频发的事实，设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶限制系统。系统先检测司机呼出气体酒精浓度，显示检测结果，并据此执行相应的限制。本次设计主要完成以下几个方面的工作：(1)依据该系统的实际目的和系统装置所运用的特定环境，选择燃料电池型酒精传感器作为检测驾驶员呼出气体酒精含量的工具；采纳合适的仪表放大器、单片机、显示模块、报警模块、继电器驱动模块设计硬件系统；(2)在KeilUViSion3基础上编写完成系统的软件设计，并进行编译调试；(3)在ProteUS环境下对系统进行仿真(4)整合调试软硬件，并调试检验。试验表明：酒精传
5、感器模拟信号输出经A/D转换为数字信号被AT89系列单片机采集，据传感器输出电压与酒精浓度的对应关系式，系统软件能精确地将该电压信号换算成酒精浓度值，并将该值与电压值由数码管显示。酒精浓度超标时，报警模块启动并发出警告，主限制器限制继电器切断启动机电源，实现了本探讨的设计目标和要求。基于单片机的智能酒后驾驶闭锁系统工作性能稳定牢靠，为交通平安供应了主动性防护保障，具有肯定的好用价值。关键词：汽车；酒后驾驶；智能闭锁；单片机AbstractWiththedevelopmentoftransportindustryandtheincreasingofcars,vehiclebringsnotonl
6、ycomfortandconvenienceforhumanity,butalsohighfrequencyoftrafficaccidentsandothersafetyproblems,suchasdrunkdriving,whichseriouslythreatentohumanlifeandproperty.WiththedevelopmentofChinasroadtransportindustry,comparedwithothercountries,Chinasroadsecurityismoreserious,particularlytheincidenceoftraffica
7、ccidentscausedbydrunkdrivingisrelativelysohigh.Therefore,toprohibitactivelydrunk-driversfromstartingenginebecomenecessarybeforetheeventofvehicleaccident.Basedonpreventingdrink-drivingtechnologiesfromhomeandabroadandmicroprocessorcontrolunit,thispaperdesignsananti-drunk-drivingsystemtopreventtraffica
8、ccidentsfromoccurringtothegreatestextent.Thesystemtestsalcoholconcentrationindrivers*exhaledgasanddisplaysthevalue.Accordingtotheresult,thesystemadoptsdifferentcontrol.Themaincontentofthisthesisisasfollowing:(1) Selectthefuelcell-typealcoholsensortestingthealcoholconcentrationindriversbreathaccordin
9、gtosystemdevice,sactualpurposeandspecificenvironmentthesystemusedin.(2) Designthehardwaresystems,includingappropriateinstrumentationamplifier、single-chipLEDdisplaymodulealarmmoduleandrelaydrivermodule.CompletethesoftwaresystemundertheKeiluvision3.(3)TOemulatethesystemundertheProteus.(4) Integratethe
10、softwareintothehardwarethathasbeendesignedandactualtestitsperformance.Theexperimentaltestdemonstratesthatalcoholsensor,sanalogsignalisconvertedtodigitalsignalstoredinregisterthroughA/Dconvertingmodule.Thesystemprocessthefuelcell-typealcoholsensorsignalpreciselybasedonthecorrespondingrelationshipbetw
11、eensensoroutputvoltageandalcoholconcentration,whicharethendisplayedonLEDmonitor.Whenhealcoholconcentrationexceeds,voicealarmmodulewarnsdriver,theredlightthreatenscorrespondstotherelay,atthesametime,andthehostcontrollercontrolsrelayshuttingdownthevehicleenginepowertoavoiddrunkdrivingactively,realizin
12、gthisstudyquirements.Overall,theintelligentlatch-upanti-drinkdrivingsystemworkexcellently,cansatisfythesecuritydemandsandtherequestsofthisresearch.KEYWORDS:automobile,drunkdriving,intelligentlatch-up,single-chip第1章绪论1.1 选题的背景及意义1.1.1 选题的背景2008年世界卫生组织的事故调查显示，大约50%60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要缘由。在中
13、国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害骇人动目，已经成为交通事故的第一大“杀手”。2010年8月，十一届全国人大常委会第十六次会议将首次审议刑法修正案（八）草案，醉酒驾驶或被判刑。2012年最新出台的酒后驾驶惩罚规定刑法第一百三十三条之一（危急驾驶罪）在道路上驾驶机动车追逐竞驶，情节恶劣的，或者在道路上醉酒驾驶机动车的，处拘役，并惩罚金。有前款行为，同时构成其他犯罪的，依照惩罚较重的规定定罪惩罚。道路交通平安法第九十一条饮酒后驾驶机动车的，处暂扣六个月机动车驾驶证，并处一千元以上二千元以下罚款。因饮酒后驾驶机动车被惩罚，再次饮酒
14、后驾驶机动车的，处十日以下拘留，并处一千元以上二千元以下罚款，吊销机动车驾驶证。醉酒驾驶机动车的，由公安机关交通管理部门约束至酒醒，吊销机动车驾驶证，依法追究刑事责任；五年内不得重新取得机动车驾驶证。饮酒后驾驶营运机动车的，处十五日拘留，并处五千元罚款，吊销机动车驾驶证，五年内不得重新取得机动车驾驶证。醉酒驾驶营运机动车的，由公安机关交通管理部门约束至酒醒，吊销机动车驾驶证，依法追究刑事责任；十年内不得重新取得机动车驾驶证，重新取得机动车驾驶证后，不得驾驶营运机动车。饮酒后或者醉酒驾驶机动车发生重大交通事故，构成犯罪的，依法追究刑事责任，并由公安机关交通管理部门吊销机动车驾驶证，终生不得重新取
15、得机动车驾驶证2013年1月1日违章扣分新规就将在全国统一正式实施（2010交通法规新规定）,从新规定中明显看出扣分惩罚明显加重，只要触到这几条高压线，12分将一下扣光112选题的意义每年因交通事故死亡10万人是一个什么概念？相当于一一年国家消逝一个小城镇；一年中每天从天上掉下一架满载300人的大型客机；一年中有30万个家庭遭到家破人亡的灭顶之灾；一年因交通事故造成的经济损失可达数十亿多元人民币，相当一个中等发达县的全年国民生产总值；一年造成的经济损失可以养活近万下岗职工；一年造成的经济损失可以使200万穷困地区失学儿童重新走进学堂。鉴于酒后驾驶这么大的危害，很有必要探讨一种特地帮助司机平安驾
16、驶的协助工具，即防酒后驾驶的智能闭锁装置，能够适时提示司机平安驾驶，更避开了因盲目自信而导致的交通事故，创建人类的美妙生活和社会的和谐。1.2 国内最新探讨探讨现状及发展前景1.3 .1国内探讨现状我国对于这方面的探讨比较少，香港一家公司独创了一种名为iKEY的车钥匙，能够有效而便利地防止醉酒驾驶。这种钥匙将感应器、远程信息处理等技术整合在车钥匙上，从外观看，它比正常的车钥匙多了一条锁棒。运用时，司机要先按iKEY上的起先按钮，绿色打算灯亮了之后，对着气孔吹气约两秒钟。当呼出气体的酒精含量低于规定值时，它会马上开锁，把锁棒收起来，车钥匙便能顺当插入钥匙孔，启动引擎。否则，钥匙将亮起红灯，锁棒便
17、不能收起来，汽车将无法启动。目前，国家交通技术领域正在开发探讨驾驶行为监控预警技术和装备，探讨内容：驾驶状态及车辆运行状态与环境实时检测技术,异样驾驶状态实时识别技术，驾驶意图、行为预料及违规操作判别技术，危急驾驶行为的预警方法与技术，驾驶行为监控预警系统集成技术。探讨目的：通过研发异样驾驶状态、违规操作、不良驾驶习惯等检测预警系统与装置，形成驾驶人行为的实时监控技术，为有效削减道路交通事故供应技术支撑，从而开发适用于驾驶行为监控系统原型样机，并将通过实车试验验证。虽然目前隧道窑生产过程的自动化己经取得了长足的进步，但是限于现有的技术和工艺水平,并没有真正实现隧道窑生产的全过程自动化。随着自动
18、限制技术的不断进步，隧道窑生产工艺的不断改进，隧道窑自动限制系统将更加完善，体现隧道窑特性的温度制度和压力制度将实现智能优化限制，限制系统将具有更高的精度、更快的速度以及更强的抗干扰性能。例如，窑炉监控系统能够依据己经设定的烧成制度，对窑内发生的各种变更自动进行调控。当系统当前状态发生变更时,限制系统将驱动执行机构对相应参数做出调整。隧道窑的协助过程也将进一步实现自动化、一体化。例如，隧道窑的进车、出车、窑门升降按预先设定的程序自动完成，在无人干预的状况下，窑车能在回车线上顺当完成码坯，砖坯转运，卸砖，返回等作业。利用电子计算机技术实现全过程自动化限制的隧道窑可以精确、刚好、灵敏地凋整各项热工
19、参数，削减对操作阅历的依靠，降低操作人员的劳动强度;提高窑炉运行稳定性，进一步改善产品的质量，增加产品的产量;并且进一步降低能耗，削减能源奢侈。1.2.2发展前景鉴于国内目前这种现状，这种能够自我预防，自我爱护的系统拥有广袤的市场及其前景。同时政府也会给与大力的财力支持与技术支持，各大汽车厂家也会期盼产品的最终探讨结果及其运用性，然后与之合作。这种利国利民的举措最终能不能够投入的生产，最终达到普及，这就要靠我们不断的探讨，不断的改进，最终能够满足社会的需求，达到人民的满足。1.4 探讨内容本课题将探讨基于AT89C51单片机限制的酒后驾车避险系统，重点对酒精检测电路，超标报警电路，汽车自锁限制
20、电路的探讨。其中有一下几个难点值得留意：(1)、酒精传感器的选型及其酒精检测电路的设计；(2)、单片机对信号的采集及其处理；(3)、自锁限制电路的设计。详细完成的内容：(1)设计智能闭锁系统的功能、结构组成以及限制系统中的功能模块；（2）仔细学习AT89C51芯片的特性和功能，设计自动限制系统的硬件电路。以AT89C51为核心，功能模块划分为酒精传感器酒精浓度信号采集放大电路、AT89C51微限制器接口电路、报警电路、酒精浓度显示电路、继电器接口电路等；（3）软件编程。依据软件实现的功能，分为酒精传感器模拟输出电压线性化处理、气体浓度显示、报警、继电器驱动子程序等；（4）硬软件结合调试。第2章
21、系统设计要求与技术指标及原理2.1系统设计要求应用单片机技术设计一个基于单片机的防酒后驾驶限制系统设计。系统能通过高灵敏度的呼气式酒精传感器检测司机的酒精摄入量，当司机体内酒精浓度超标时，限制系统会自动切断汽车启动系统，使汽车无法正常启动。系统可显示司机摄入的酒精浓度，并具有实时监测和光电、语音报警功能2.2系统设计技术指标1,设计51单片机最小系统;2,设计LED显示电路；3,设计信号采集转换电路;4,设计限制切断汽车启动系统接口电路2. 3系统原理系统硬件原理框图下面对该系统做下简洁的介绍：本系统主要由电源模块、酒精传感器、AT89系列单片机、模数转换模块、LED显示模块、报警模块、继电器
22、驱动模块等组成，其主要任务是采集酒精传感器的输出电压信号，放大后经过ADeO809模数转换和AT89C52单片机处理，当检测到酒精浓度超过标定值时，能够通过LED显示传感器的输出电压值，并通过报警模块和驱动继电器动作，切断汽车引擎电源。2.1 酒精传感器的选型目前普遍运用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型二种。这二种能够制造成便携型呼气酒精测试器，适合于现场运用，半导体基本运用于民用市场；电化学型基本运用于执法交警部门，在国外，电化学运用范围更广。半导体型采纳氧化锡半导体作为传感器，这类半导体器件具有气敏特性，当接触的气体中其敏感的气体浓度增加，它对外呈现的电阻值就降低，半导体型呼气酒精测
23、试仪就是利用这个原理做成的。这种半导体在不同工作温度时，对不同的气体敏感程度是不同的，因此半导体型呼气酒精测试仪中都采纳加热元件，把传感器加热到肯定的温度，在该温度下，该传感器对酒精具有最高的敏感度。燃料电池型呼气酒精测试仪采纳燃料电池酒精传感器作为气敏元件，它属于电化学类型，因此乂称为电化学型。燃料电池是当前全世界都在广泛探讨的环保型能源，它可以干脆把可燃气体转变成电能，而不产生污染。作为酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采纳贵金属白金作为电极，在燃烧室内充溢了特种催化剂，它能使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在二个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上。此电压与
24、进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比，这就是燃料电池型呼气酒精测试仪的基本工作原理。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的明显优点。但缺憾的是由于燃料电池酒精传感器的结构要求特别精密，制造难度相当大，目前世界上只有欧美等少数几个国家能够生产。因其材料成本高（相当于半导体酒精传感器的几十倍），所以价格相当昂贵，导致燃料电池型酒精测试仪的价格是半导体型酒精测试仪好几倍的事实基于本次设计要求和运用环境、精度的考虑，本次课题选用燃料电池型酒精传感器。燃料电池型酒精传感器的消耗电流小，并且通电初期的稳定时间短，其电路部分仅须要电池就可以满足供电须要，比半导体传感器的精度高
25、、灵敏度高、性能稳定、抗干扰性强，相宜用在检验人体呼出气体的酒精含量中。3. 2单片机的选型随着信息技术的高速发展，如今越来越多的电子产品向智能化、微型化、低功耗方向发展，越来越多的产品须要实时限制和信号处理，要求电子设计技术须要有新的变革和飞跃，而以往的纯数字电路设计系统工作量大、敏捷性差、系统牢靠性差。单片机的设计系统克服了纯数字电路系统设计中存在的缺陷，使电子电路设计有了新的飞跃69。单片机将微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM等）、输出/输入口（I/O）、定时/计数器、中断系统等集成在一块集成电路芯片上，称之为单片微型计算机，简称单片机（MCU）。单片机的应用从根本上变更了限制系
26、统传统的设计思想和设计方法。以前采纳硬件电路实现的大部分限制功能，单片机可以通过软件方法来实现。单片机从工业测控对象、环境、接口特点等动身，向着增加限制功能、提高工业环境下的牢靠性、敏捷便利的构成应用计算机系统界面接口的方向发展。其主要特点有品种多样，型号繁多，性能提高，容量扩大，低功耗，软件应用配套，具有系统扩展和配置等。主要应用领域包括:智能化家用电器、办公自动化设备、商业营销设备、工业自动化限制、智能化仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、航空航天系统和高防军事、尖端武器等领域70。目前最常用的是AVR、MCS-51、PIC系列单片机。51系列单片机的优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完
27、整的按位操作的系统，称作位处理器，能够进行的位传送、置位、清零、测试、逻辑运算等,功能完备。51系列的另外一个优点是乘法和除法指令，给编程带来便利7Intel公司51系列的典型产品是8051,片内有4K字节的一次性程序存储器（OTP）OAtmel公司就将其改为电可改写的闪速存储器（Flash）,容许改写1000次以上，这给编程和调试带来极大的便利，其产品AT89C51、AT89C52等成为了当今最流行的八位单片机。PIC系列单片机采纳Harvard双总线结构，运行速度快，指令流水线结构,程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理。但编程时分页比较麻烦，扩展实力比较弱。AVR是集合了PlC和51
28、的优势的，指令周期比PIC还要快，性价比比PlC要高，FLASH在线编程比Ple便利，学AVR会感到它的结构跟PlC差不多，许多相像的，就是用C语言开发置位麻烦一点，位操作不如PIC和51便利，工业级也用的不广，多用于仪器、通信上。基于本设计要求的性价比以及所实现功能，选用Atmel公司的AT89C52单片机。2.2.3模数转换芯片的选型AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次靠近型、并行比较型/串并行型。1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间（脉冲宽度信号）或频率（脉冲频率），然后由
29、定时器/计数器获得数字值。其优点是用简洁电路就能获得高辨别率，但缺点是由于转换精度依靠于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采纳积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。2）逐次比较型（如ADCo808/ADC0809）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB起先，依次地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（12位）时价格便宜，但高精度（12位）时价格很高。3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采纳多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称F
30、LaSh（快速）型。由于转换速率极高，n位的转换须要2n-l个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特殊高的领域。串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器协作DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Halfflash（半快速）型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（MultistepZSubrangling）型AD而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。AD转换器的主要技
31、术指标1）分辩率（ReSOlUtiOn）指数字量变更一个最小量时模拟信号的变更量，定义为满刻度与2n的比值。分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。2）转换速率（COnVerSionRate）是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD,逐次比较型AD是微秒级属中速AD,全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率(SamPleRale)必需小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是ksps和Msps,表示每秒采样千/百万次
32、(kilo/MillionSamplesperSecond)0809是一款8通道复用的8位AD转换器，数据获得的关键部分是它的8位模/数转换器。这个部分主要是由3部分组成：256R的阶梯网络，连续靠近的电阻，和比较器。连续靠近电阻(SAR)通过8次迭代去大约靠近输入电压，只要输出是几位，那么就须要几次迭代。SAR通过8组开关组和比较器完成获得输入电压对应参考电压的数字信号。基于本次设计的要求，选用ADCO809模数转换芯片。第3章系统硬件设计3.1AT89系列微限制器的硬件结构特点AT89系列单片机是ATMEL公司的8位FlaSh单片机系列这个系列单片机的最大特点是在片内含有FlaSh存储器因
33、此，在应用中有着特别广泛的前途,特殊是在便携式省电及特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用AT89系列单片机是以8051核构成的，所以，它和8051系列单片机是兼容的系列这个系列对于以8051为基础的系统来说，是特别简洁进行取代和组成的故而对于熟识8051的用户来说，用ATMEL公司的89系列单片机进行取代8051的系统设计是轻而易举的事。89系列单片机的优点：(1)内部含Flash存储器在系统的开发过程中可以特别简洁进行程序的修改这就大大缩短了系统的开发周期同时在系统工作过程中能有效地保存一些数据信息即使外界电源损坏也不会影响到信息的保存。(2)和80C51插座兼容89系列单片机的引脚是和8
34、0C51的引脚一样的所以当用89系列单片机取代80C51时可以干脆进行代换这时不管采纳40引脚或是44引脚的产品只要用相同引脚的89系列单片机取代80C51的单片机即可。(3)静态时钟方式89系列单片机采纳静态时钟方式所以可以节约电能这对于降低便携式产品的功耗特别有用。(4)错误编程亦无废品产生一般的OTP产品一旦错误编程就成了废品而89系列单片机内部采纳了Flash存储器所以错误编程之后仍可以重新编程直到正确为止故不存在废品。(5)可进行反复系统试验用89系列单片机设计的系统可以反复进行系统试验每次试验可以编入不同的程序这样可以保证用户的系统设计达到最优而且随用户的须要和发展还可以进行修改使
35、系统不断能追随用户的最新要求。89系列单片机的内部结构89系列单片机的内部结构和80C51相近主要含有如下一些部件：(1)8031CPU(6)片内RAM(2)振荡电路并行IO接口(3)总线限制部件(4)中断限制部件(5)片内Flash存储器(8)定时器(9)串行IO接口(10)片内 EEPROM在89系列单片机中AT89C1051的Flash存储器容量最小只有1K而AT89S55的Flash存储器容量最大有20K在这个系列中结构最简洁的是AT89C1051它内部不含串行接口;最困难的是AT89S8252它内部不但含标准的串行接口还含有一个串行外围接口SPIWatchdog定时器双数据指针EEP
36、ROM电源下降的中断复原等功能和部件。3.1.1AT89C52的主要技术性能特点AT89C52是一个低电压，高性能CMoS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的FlaSh只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采纳ATMEL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位中心处理器和FlaSh存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52的主要功能特性有：兼容MCS51指令系统，8k可反复擦写(1000次)FlashROM,32个双向I/O口，256x8bit内部RAM,3个16位可编程定时/计数器中
37、断，时钟频率0-24MHz,2个串行中断,可编程UART串行通道，2个外部中断源,共8个中断源,2个读写中断口线,3级加密位,低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能。而在本次设计中只须要用到最基本的4个输入输出I/O口功能。通过汇编或是C语言编程，可以用指令对单片机的各输入输出进行限制，还可以进行各种基本运算。AT89C52单片机各引脚功能如下：T2P1. O C T2EXZP1.1 C Pl. 2 C Pl. 3 C Pl . 4 C Pl . 5 C Pl . 6 C Pl. 7 C RST CRXDZP3. O C TXDZP3.1 C IMT0ZP3. 2 C INTl ZP3.
38、 3 CT0P3. 4 C T1P3. 5 C TORP3. 6 C RDP3. 7 C XTAL2 C XTALl CPDIP GND 匚01234567830 123456789111111111120987654321038765432143333333333222222222VCCPO. O /ADO PO. 1AD1 PO. 2AD2 PO. 3ZAD3PO.4ZAD4PO. 5ZAD5PO. 6ZAD6PO. 7ZAD7 EAZV ALEZPESN P2. 7ZA15P2.GA14P2. 5ZA1 3P2. 4/Al 2P2. 3/AllP2. 2/Al OP2. 1 ZA9P2.
39、 0ZA8PDIP封装的T89C52引脚图PO口PO口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能汲取电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口PO写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，PO接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口Pl是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，Pl的输出缓冲级可驱动（汲取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口
40、。作输入口运用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（11L）。P2口P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O,P2的输出缓冲级可驱动（汲取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口运用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（HL）O在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR指令）时，P2送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MoVXRl指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和
41、一些限制信号。P3口P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/OoP3口输出缓冲级可驱动（汲取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）oP3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的其次功能P3口还接收一些用于FlaSh闪递存储器编程和程序校验的限制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般状况下，ALE仍以时钟振荡频率的
42、1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要留意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）0如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的DO位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MoVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储
43、器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH）,EA端必需保持低电平（接地）。需留意的是：假如加密位LBl被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必需是该器件是运用12V编程电压Vpp。XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。XTAL2振荡器反相放大器的输出端。特殊功能寄存器在AT89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器(SFE),并非全部的地址都被定义
44、，从80HFFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将数据力”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赐予新的功能，在这种状况下，复位后这些单元数值总是“0”。AT89C52除了与AT89C51全部的定时/计数器0和定时/计数器1外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2的限制和状态位位于T2CON,T2MOD,寄存器对(RCAo2H、RCAP2L)是定时器2在16位捕获方式或16位自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。数据存储器AT89C52有256个字节的内部RAM,80H-F
45、FH高128个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时，指令中运用的寻址方式是不同的，也即寻址方式确定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。假如指令是干脆寻址方式则为访问特殊功能寄存器。3. 2模数转换芯片ADC0809的性能特点ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的限制逻辑的CMoS组件。它是逐次靠近式A/D转换器，可以和单片机干脆接口。(1) ADC0809的内部逻辑结构由下图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存
46、与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平常，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。该八位转换芯片，是把基准电压量化成256等份，然后通过逐次靠近法，对外部的模拟信号进行取样比较，确定其所在的等级，即所对应的8位二进制数的大小。由此可知，8位转换芯片的精确度为基准电压除以256的值，如接5V基准电压时，精确度约为0.020V。(2) ADC0809引脚结构ADC0809各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。IN0-IN7：8位模拟量输入引脚
47、。VCC：+5V工作电压。GND：地。REF(+)：参考电压正端。REF(一)：参考电压负端。START：A/D转换启动信号输入端。ALE：地址锁存允许信号输入端。(以上两种信号用于启动A/D转换)EOC：转换结束信号输出引脚，起先转换时为低电平，当转换结束时为高电平。0E：输出允许限制端，用以打开三态数据输出锁存器。CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）oA、B、C：地址输入线。ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性，电压范围是05V,若信号太小，必需进行放大；输入的模拟量在转换过程中应当保持不变，如若模拟量变更太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和限制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平常，地址锁存与译1IN3IN2IN4JNlDS5INO1.N6AIN7BSTCEOCALED3D7OED6CLKD5VCCD4VREFDOGNDVrREF-DlD22822732642552462372282192010191118121713161415
