1、本設(shè)計是以一個保溫箱為控制對象，以 AT89C51 為控制系統(tǒng)核心，通過單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度 的顯示和控制功能。本溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由溫度傳感器 AD590 對保溫箱溫度進(jìn)行檢 測，經(jīng)過調(diào)理電路得到合適的電壓信號。經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換芯片得到相應(yīng)的溫度值，將所得的溫度值和設(shè)定溫度 值相比較得到偏差。通過對偏差信號的處理獲得控制信號，去調(diào)節(jié)加熱器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度 的顯示和控制 。本文主要介紹了保溫箱溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法 ，論文主要由三部分構(gòu)成 。 系 統(tǒng)整體方案設(shè)計。 硬件設(shè)計，主要包括溫度檢測電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、鍵盤設(shè)計和控制電路

2、。 系統(tǒng)軟件設(shè)計，軟件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計，主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、鍵盤模塊和控制模塊等。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；傳感器；溫度檢測目錄緒論 1課題設(shè)計背景和目的 1國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 1溫度檢測的主要方法2課題設(shè)計的主要內(nèi)容3系統(tǒng)總體方案設(shè)計 4系統(tǒng)硬件設(shè)計方案 4芯片選擇 5溫度檢測 5A/D 轉(zhuǎn)換電路 5鍵盤輸入 6LED 顯示 6控制電路 6系統(tǒng)軟件設(shè)計方案 6系統(tǒng)硬件設(shè)計 7中央處理器 73.1.1 AT89C51 簡介 73.1.2 管腳說明83.1.3 特殊功能存儲器10芯片擦除 title= 下一頁 |3.1.5 復(fù)位電路的設(shè)計113.1.6 時鐘電路設(shè)計113.2

3、溫度傳感器 AD590 113.3 信號調(diào)理電路133.4 溫度標(biāo)定143.5 A/D 轉(zhuǎn)換163.6 LED 顯示193.7 鍵盤接口223.8 控制電路234 系統(tǒng)軟件設(shè)計254.1 程序初始化264.2 主程序 274.3 A/D 轉(zhuǎn)換子程序274.4 標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序284.5 顯示子程序294.6 控制子程序304.7 鍵盤子程序325 結(jié)論 35參考文獻(xiàn) 363.1.10致謝 37附錄 38附錄 A 系統(tǒng)硬件原理圖 38附錄 B PCB板圖 39單片機(jī)最小系統(tǒng) PCB 板圖 39調(diào)理電路、控制電路 PCB 板圖 39附件附件 1、開題報告附件 2 、原文： TEMPERATURE C

4、ONTROL附件 3、譯文：溫度控制1 緒論課題設(shè)計背景和目的在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。溫度作為一個基本物理量，它是一個和人們的生活環(huán)境、生產(chǎn)活動密切相關(guān)的重要物理量。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度作為一種常用的主要被控參數(shù)，在很多生產(chǎn)過程中我們需要對溫度參數(shù)進(jìn)行檢測。例如：在冶 金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、 熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測。采用單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡 單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn) ，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo) ，從而能夠

5、大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量 。 因 此單片機(jī)對溫度的控制問題是一個工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題 1 。本次設(shè)計采用 MCS-51 系列單片機(jī)和各種外圍電路構(gòu)成單片機(jī)溫度自動檢測和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí) 時檢測和控制。通過本次設(shè)計掌握溫度檢測控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法和軟件編寫方法。熟悉 Protel 軟件的 使用方法。通過課題的研究進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識，同時學(xué)習(xí)課程以外的相關(guān)知識，培養(yǎng)綜合使用知識的 能力。鍛煉動手能力和實(shí)際工作能力，將所學(xué)的理論和實(shí)踐結(jié)合起來。國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步。溫度測量系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是傳感器，它將溫度信號轉(zhuǎn)

6、換為電信號。另一部分是電子裝置，它主要完成對信號的接收、處理、對測點(diǎn)進(jìn)行控制、溫度顯示等功能。對應(yīng)于不同的溫度段及測量精度要求，測溫裝置也不盡相同，從傳感器方面看，己出現(xiàn)有各種金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料制成的傳感器，也有紅外傳感器。儀器本身也趨向小型化，多采用集成度較高的芯片或元件組成電路。對于測點(diǎn)較多，并具有報警、巡測、控制等多功能測溫裝置 ，一般采用單片機(jī)電路 。目前的溫度檢測技術(shù)原理很多 ，大致包括以下幾種 :(1) 物體熱脹冷縮原理 (2) 熱電效應(yīng) (3) 熱阻效應(yīng) (4) 利熱輻射原理。傳統(tǒng)的溫度傳感器 (如,熱電偶、鉑電阻、雙金屬開關(guān)等 ) 雖然有著各自不可替代的優(yōu)點(diǎn) ,但

7、由于自身因自熱效 應(yīng)影響了測量精度 ,從而制約了它們在微型化高端電子產(chǎn)品中的使用 。和之相比較 ,半導(dǎo)體溫度傳感器具有靈 敏度高、體積小、功耗低、時間常數(shù)小、自熱溫升小、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),無論是電壓、電流還是頻率輸出 ,在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi) ( - 55 150 )都和溫度成線性關(guān)系 ,適合在集成電路系統(tǒng)中使用。目前 ,半 導(dǎo)體溫度 | |傳感器工作的溫度范圍還限于 - 50 150 。未來主要的研究方向?qū)⑹侨绾螖U(kuò)大它的溫度適用范圍,以及智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面 2 。近年來，在溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域中，多種新的檢測原理和技術(shù)的開發(fā)使用己取得了具有實(shí)用性的重大進(jìn)展。 新一代溫度檢測元件正在不斷出現(xiàn)

8、和完善化， 主要包括以下幾種 。(1)晶體管溫度檢測元件 (2) 集成電路溫度 檢測元件 (3) 核磁共振溫度檢測器 (4)熱噪聲溫度檢測器 (5) 石英晶體溫度檢測器 (6)光纖溫度檢測器 (7) 激光 溫度檢測器。目前國內(nèi)外的溫度控制方式越來越趨向于智能化，溫度測量首先是由溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)的。測溫儀器由溫 度傳感器和信號處理兩部分組成。溫度測量的過程就是通過溫度傳感器將被測對象的溫度值轉(zhuǎn)換成電的或 其它形式的信號 ,傳遞給信號處理電路進(jìn)行信號處理轉(zhuǎn)換成溫度值顯示出來。溫度傳感器隨著溫度變化而引 起變化的物理參數(shù)有 : 膨脹、電阻、電容、熱電動勢 ,磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。隨著生

9、產(chǎn)的 發(fā)展 ,新型溫度傳感器還會不斷出現(xiàn) ,目前 ,國內(nèi)外通用的溫度傳感器及測溫儀大致有以下幾種: 熱膨脹式溫度計、電阻溫度計、熱電偶、輻射式測溫儀表、石英溫度傳感器測溫儀 3 。溫度檢測的主要方法 溫度的測量方法多采用集成的半導(dǎo)體模擬溫度傳感器，傳感器輸出的電壓或電流和溫度在一定范圍呈線性 關(guān)系。通過放大，采樣得到被測量。另一種溫度測量方法是使用熱電偶，其測量精度較高，但測試過程復(fù) 雜，測量時間長，而且采用電橋測量的系統(tǒng)抗干擾能力較差，誤差較大。隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，新型的數(shù)字化溫度傳感器其精度、穩(wěn)定性、可靠性及抗干擾能力都優(yōu)于模擬的溫度傳感器。數(shù)字溫度傳 感器也越來越的到廣泛的使用

10、4 。溫度檢測的方法根據(jù)敏感元件和被測介質(zhì)接觸和否，可以分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式檢測的方 法主要包括基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度檢測儀表；基于熱電效應(yīng)的熱電偶溫度檢測儀表。非 接觸式檢測方法是利用物體的熱輻射特性和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系 ，對物體的溫度進(jìn)行檢測 ，主要有亮度法、 全輻射法和比色法等。接觸式測溫是使測溫敏感元件和被測介質(zhì)接觸，當(dāng)被測介質(zhì)和感溫元件達(dá)到熱平衡 時，感溫元件和被測介質(zhì)的溫度相等。這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、精度高、穩(wěn)定性好、價格低、使 用十分廣泛，因此，本方案采用接觸式測溫法，選用相關(guān)類型的傳感器。由單片機(jī)組成的溫度測控系統(tǒng) ,通過在單片機(jī)外部添加各種

11、接口電路，可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對 溫度控制對象的溫度的顯示和控制。同時也能根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)多路巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、報警及記錄 ,對各個參數(shù)以一定的周期進(jìn)行檢查和測量,檢測的結(jié)果經(jīng)計算機(jī)處理后再進(jìn)行顯示 、打印和報警 , 以提醒操作人員注意或直接用于生產(chǎn)控制 5 。課題設(shè)計的主要內(nèi)容本溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它用溫度傳感器將檢測到的溫度信號經(jīng)放大，AD 轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示當(dāng)前溫度值，用當(dāng)前溫度值和設(shè)定溫度值進(jìn)行比較6 。根據(jù)比較的結(jié)果得到控制信號用以控制繼電器的通斷，實(shí)現(xiàn)對加熱器的控制。通過這種控制方式實(shí)現(xiàn)對保溫箱的溫度控制。本 課題設(shè)計的內(nèi)容主要包括硬件

12、設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成, 硬件部分主要完成主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、控制執(zhí)行等電路的設(shè)計。軟件程序編寫主要用來實(shí)現(xiàn) 對溫度的檢測、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、 LED 顯示、繼電器控制等數(shù)據(jù)處理功能。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計本次設(shè)計采用 MCS-51 單片機(jī)作為控制芯片，采用半導(dǎo)體集成溫度傳感器AD590 采集溫度信號。通過溫度傳感器將采集的溫度信號轉(zhuǎn)換成和之相對應(yīng)的電信號，經(jīng)過放大處理送入A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入到控制芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通| |過在芯片外圍添加顯示、控制等外圍電路來實(shí)現(xiàn)對保溫箱溫度的實(shí)時檢測和控制功能。本系統(tǒng)功能

13、由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成,硬件部分主要完成傳感器信號的采集處理,信息的顯示等 ;軟件主要完成對采集的溫度信號進(jìn)行處理及顯示控制等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1 所示：圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)硬件設(shè)計方案 單片機(jī)使用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計就是為本單片機(jī)溫控系統(tǒng)選擇合適的、最優(yōu)的系統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能 要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、 A/D 轉(zhuǎn)換器、設(shè)計合適的接口電路等。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)本著以 下原則：盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)常規(guī)用法。本設(shè)計采用了典型的顯示電路、 A/D 轉(zhuǎn)化電路，為硬 件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合使用軟件方案一并考慮。軟件能實(shí)現(xiàn)的功能

14、盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。由 軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時間比硬件實(shí)現(xiàn)長，且占用 CPU 時間。由于本設(shè)計的響應(yīng)時間要求不高， 所以有一些功能可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)，如鍵盤的去抖動問題。系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。本系統(tǒng)的硬件電路主要包括模擬部分和數(shù)字部分，從功能模塊上來分有主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯 示電路、控制執(zhí)行電路。系統(tǒng)硬件包括：溫度傳感器、信號調(diào)理電路、A D轉(zhuǎn)換器件、 MCS-51 單片機(jī)、鍵盤輸入、 LED 溫度顯示器、溫度控制電路。芯片選擇單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲器和各種輸入輸出接口電路的微型計算機(jī)，

15、簡稱單片機(jī)。單片機(jī)以其較高的性能價格比受到了人們的重視和關(guān)注。它的優(yōu)點(diǎn)就是體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、 對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。單片機(jī)根據(jù)其基本操作處理的位數(shù)可 分為 4、8 、16、32 位單片機(jī)，使用最為廣泛的是八位單片機(jī)。根據(jù)本次設(shè)計的實(shí)際情況和要求，在本次 設(shè)計中采用 AT89C51 作為系統(tǒng)的控制芯片。 AT89C51 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 4K 的系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，和工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指 令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)

16、可編程，亦適于常規(guī)編程器。溫度檢測本課題設(shè)計的溫度控制范圍為 25-80 攝氏度 ，溫度傳感器采用采用 AD590 半導(dǎo)體集成溫度傳感器 。A/D590 具有較高的精度和重復(fù)性，不需輔助電源，線性好，使用方便，便于微機(jī)系統(tǒng)測控。被測溫度信號為一路 由 AD590 測得的代表溫度的電壓信號，經(jīng)溫度調(diào)理電路放大后使其在 0-5V 范圍內(nèi)，使其適合于 A/D 轉(zhuǎn)換 器的輸入電壓范圍。A/D 轉(zhuǎn)換電路A/D 轉(zhuǎn)換電路的種類很多，例如，計數(shù)比較型、逐次逼近型、雙積分型等等。選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器件主要從轉(zhuǎn)換速度、精度和價格上考慮。逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，在精度、速度和價格上都比較適中，是最常用的 A/

17、D轉(zhuǎn)換器。雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有精度高、抗干擾性好、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢。近年來在微機(jī)使用領(lǐng)域中也得到了廣泛的使用。本次設(shè)計采用八路模擬輸入通道的逐次逼近型的八位 A/D 轉(zhuǎn)換器ADC0809 。采用 ADC0809 作為和單片機(jī)的接口電路，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，轉(zhuǎn)換速度較高。采用 ADC0809作為 A/D 轉(zhuǎn)換器具有和單片機(jī)連接簡單的優(yōu)點(diǎn)，它是八位的轉(zhuǎn)換器可以和八位的單片機(jī)直接連接，這樣就簡化了系統(tǒng)的連接電路也有利于系統(tǒng)軟件的編寫。鍵盤輸入鍵盤可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤，鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件譯碼器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編號和鍵值的稱為編碼式鍵盤；靠軟件識別的為非編碼式鍵盤。

18、在單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)中，用得最多的是非編 碼鍵盤。在這里采用的就是非編碼式鍵盤。鍵盤的連接方式采用獨(dú)立連接式，這種連接方式能夠簡化程序 的| |編寫。LED 顯示在單片機(jī)使用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（ LCD）。采用 LED 作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示器具有價格低、性能穩(wěn)定和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。LED 顯示方式有靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示和串口顯示。為了節(jié)省系統(tǒng)本身的硬件資源，在這里 LED 的顯示方式采用串行靜態(tài)顯示方式。利用串口可以 工作在移位寄存器方式，驅(qū)動 LED 靜態(tài)顯示。這樣就可以充分的利用并行口，并將并行口用到最需要的地 方去，同時主程序不需要掃描顯示器，使

19、它有更多的時間處理其他事情。這種顯示方法用于顯示位數(shù)少、 顯示亮度大的地方能夠達(dá)到很好的顯示效果?？刂齐娐房刂齐娐纷鳛閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的后向通道，他是將單片機(jī)處理后的數(shù)字控制信號用輸出口輸出，并將該數(shù)字信號用于對控制對象的控制。由于單片機(jī)的輸出信號電平很低，無法直接驅(qū)動外圍設(shè)備進(jìn)行工作，因此在單片機(jī)的后向通道中需要外圍設(shè)備的驅(qū)動、信號電平的轉(zhuǎn)換以及隔離放大等技術(shù)。本次設(shè)計采用繼電器作為 控制電路的主要器件，通過繼電器可以實(shí)現(xiàn)直流信號控制交流負(fù)載的功能，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的控制功 能。2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，采用模塊化設(shè)計可以簡化系統(tǒng)軟件的編寫，使軟件編寫思路更加簡單明了

20、。系統(tǒng)軟件主要由三大模塊組成：主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制模塊。主程序模塊用于實(shí)現(xiàn)各 個子程序間的跳轉(zhuǎn)。功能實(shí)現(xiàn)模塊主要由 A/D 轉(zhuǎn)換子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、繼電器控制程 序等部分組成。運(yùn)算控制模塊涉及標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序等。系統(tǒng)硬件設(shè)計中央處理器MCS-51 系列單片機(jī)是 8 位增強(qiáng)型，其主要的技術(shù)特征是為單片機(jī)配置了完善的外部并行總線和具有多級 識別功能的串行通訊接口（ UART），規(guī)范了功能單元的 SFR 控制模式及適應(yīng)控制器特點(diǎn)的布爾處理系統(tǒng) 和指令系統(tǒng)。屬于這類單片機(jī)的芯片有許多種，如 8051 、8031 、80C51 等等。由于單片機(jī)具有較高的性 能比，國內(nèi) MCS

21、-51 系列單片機(jī)使用最廣，易于開發(fā)、使用靈活、而且體積小、易于開發(fā)、抗干擾能力強(qiáng)， 可以工作于各種惡劣的條件下，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。本設(shè)計本著實(shí)用性和適用性的要求，選擇 AT89C51 單片 機(jī)作為中央處理器。AT89C51 簡介AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的具有低電壓，高性能 CMOS 的 8 位微處理器， 俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，和工業(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和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微 控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了

22、一種靈活性高且價廉的方案 。如圖 3.1 為 AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 。圖 3.1AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖AT89C51 單片機(jī)和 MCS-51 系列單片機(jī)兼容 , AT89C51 內(nèi)部有 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 , 128*8 位內(nèi)部 RAM,兩個 16位定時器 /計數(shù)器, 5 個中斷源 , 32可編程 I/O 線及串行通道 。閃爍存儲器是一種可編程又可擦 除只讀存儲器 （EEPROM），給用戶設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)帶來很大的方便，深受廣大用戶的歡迎。AT89C51 有片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ,具有低功耗的閑置和掉電模式 ,在空閑方式下， CPU 停止工作，但允許 內(nèi)部

23、RAM、定時器 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在掉電方式下，能保存RAM 的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件工作。還具有三級程序存儲器鎖定 , 全靜態(tài)工作頻率 0Hz-24Hz, 數(shù)據(jù)保留時間可長達(dá) 10 年。管腳說明如圖 3.2 為 AT89C51 引腳圖 ,各引腳功能說明如下 7: VCC: 電源 GND: 地 P0口 ： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式 | |下，P0 具有內(nèi)部上拉

24、電阻。在 flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。圖 3.2 AT89C51 引腳圖 P1口 ： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 對 P1 端口寫 “ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低 的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL ）。此外， P1.0 和 P1.2 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù) 輸入（ P1.0/T2 ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ P1.1/T2EX ） P2口

25、：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 對 P2 端口寫 “ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低 的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL ）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存 儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種使用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉 發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時， P2 口也接收高 8 位

26、地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，對 P3 端口寫 “ 1時”，內(nèi)部上拉電阻把端口 拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流IIL ）。 P3 口亦作為 AT89C51 特殊功能（第二功能）使用，如表 3-1 所示表 3-1 AT89C51 引腳號第二功能P3.0RXD （串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0 （外部中斷 0）P3.3INT0 （外部中斷 0）P3.4T0（定時器 0 外部輸入）P3.5T1（定時器 1 外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P

27、3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST: 復(fù)位輸入，晶振工作時， RST腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計時完成后，RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址 8EH） 上的 DISRTO 位可以使此功能無效。DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號 （ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈 沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時

28、， ALE 脈沖將會 跳過。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR的第 0 位置“1”，ALE 操作將無效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN外: 部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) AT89C51 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。 EA/VPP訪: 問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H

29、 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。在 flash 編程期間， EA也接收 12 伏 VPP電壓。 XTAL1振: 蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2振: 蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能存儲器在單片機(jī)內(nèi)高 128B RAM 中，由有 21 個特殊功能寄存器（ AFR），它們離散的分布在 80H-FFH 的 RAM 空 間中，訪問特殊功能寄存器只允許使用直接尋址方式。表 3-2 為 AT89C51 單片機(jī)特殊功能寄存器及其相應(yīng) 地址7 。表 3-2 專用寄存器名稱，功能及對應(yīng)的 RAM 地址名稱簡單描述地址ACC累加器（專門用于存儲算術(shù)和邏輯運(yùn)算的結(jié)果）0E0HBB 寄存器（專門用于乘 /除法運(yùn)算）0F0HPSW程序狀態(tài)寄存器0D0HSP推棧指針寄存器81HDPTR16 位數(shù)據(jù)指針寄存器。 CPU 訪問外部 RAM 時地址指針，由兩個 8 位寄存器 DPH （83H ）、 DPL （ 82H ）組成且可單獨(dú)訪問。P0端口 0 狀態(tài)寄存器（初始值為 0FFH ）80HP1端口 1 狀態(tài)寄存器（初始值為 0FFH ）90HP2端口 2 狀態(tài)寄存器（初始值為 0FFH ）0A0HP3端口 3 狀態(tài)寄存器（初始值為 0FFH ）0B0HIP中斷優(yōu)先級控制寄存器0B8HIE中斷允許控制寄存器0