at89s51英文手册

at89s51英文手册（共6篇）

at89s51英文手册 篇1

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作,从而控制机械开关的闭合,完成开锁、闭锁任务的电子产品。它具有保密性好、寿命长、操作简单等特点[1,2,3,4]。

本设计采用AT89S51作为主控芯片,结合外围电路,组成电子密码锁。用户想要开锁,必须先通过键盘输入正确的密码才能将锁打开。密码输入错误时有提示,为了提高安全性,当密码输入错误3次将报警。密码可以由用户自己修改设定,锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码,在输入新密码时需要二次确认,以防止误操作。

1 系统设计

本系统共由2部分构成,即硬件部分与软件部分。其原理框图如图1所示。

1.1 系统硬件设计

1.1.1 电源输入

密码锁主控部分电源需要用5 V直流电源供电,其电路图如图2所示。它可以把频率为50 Hz、有效值为220 V的单相交流电压转换为幅值稳定的5 V直流电压。其主要原理是把单相交流电经过变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳定的直流电压[5]。

1.1.2 键盘输入

本设计采用的是矩阵式按键键盘,它由行线和列线组成,按键位于行列的交叉点上,密码锁的密码由键盘输入完成。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。其具体功能及与单片机引脚接法如图3所示。

1.1.3 密码存储

本设计用EPROM芯片AT24C02存储密码,其接线如图4所示。

1.1.4 复位电路

复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作[6,7]。无论是在单片机刚开始接上电源时,还是断电后或者发生故障后都要复位。根据实际情况本设计选择如图5所示的复位电路[8]。

1.1.5 晶振电路

本设计中采用12 MHz作为系统的外部晶振。电容取值为20 pF。其电路图如图6所示。

1.1.6 显示电路

本设计的显示部分由液晶显示器LCD1602来完成。只有按下键盘上的开启按键后,显示器才处于开启状态。其显示部分引脚接口如图7所示[9]。

1.1.7 报警电路

报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成,加电后不发声,当有键按下时,发“叮”声,每按一下,发声一次,密码正确时,不发声直接开锁,当密码输入错误时,单片机的P2.1引脚为低电平,三极管T3导通蜂鸣器发出蜂鸣声报警。电路图如图8所示[10]。

1.1.8 开锁电路

开锁控制电路的功能是当用户输入正确的密码后,单片机控制电子锁内的微型继电器吸合。当继电器吸合以后带动锁杆伸缩,这时,锁勾在弹簧的作用下弹起,完成本次开锁。开锁以后,单片机自动清除掉由用户输人的这个密码。

1.2 系统软件设计

电子密码锁软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EPROM读写程序和延时程序等组成。主程序设计流程图如图9所示。

2 结 语

电子密码锁具有软硬件设计简单,易于开发,成本较低,安全可靠,操作方便等特点。同时,还具有按键有效提示,输入错误提示,修改密码等多种功能。可在意外泄密的情况下随时修改密码,保密性强,灵活性高,特别适合在家庭、办公室、学生宿舍及宾馆等场所使用。

摘要：针对传统机械锁结构简单、安全性能低的特点,采用AT89S51单片机作为主控芯片,结合外围的按键电路、显示电路、报警电路、存储电路以及开锁电路,设计出一款可以多次更改密码,并且具有声音报警功能的电子密码锁。实践证明,该密码锁具有设计方法合理,简单易行,成本低,使用安全等特点。

关键词：密码锁,AT89S51,报警,机械锁

参考文献

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[3]周明辉,张云.基于AT89C2051的多功能电子密码锁[J].中国科技博览,2009(14):230-231.

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[6]潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[7]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[8]杨振江,雷光纯.新颖实用电子设计与制作[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

[9]沈任远,吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京:机械工业出版社,2006.

[10]赵文博.新型常用集成电路速查手册[M].北京:人民邮电出版社,2006.

at89s51英文手册 篇2

关键词：AT89S51；光电检测；硬件电路；太阳能跟踪系统

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0001-03

1 内核设计

51单片机是本系统的核心处理器，在本设计中它的主要作用是：接收从光电检测部分得到的信号，通过对该信号的分析处理后，输出信号控制步进电动机转动，从而带动太阳光接收装置水平竖直双轴转动，最终实现对太阳能的跟踪。

本设计中采用的是AT89S51单片机。AT89S51是一个低功耗高性能单片机，DIP40封装有40个引脚，32个外部双向并行I/O口线，2个外部中断源，2个16位可编程的定时/计数器，2个全双工串行通信口，支持在线编程。

2 光电检测模块的设计

2.1 光电传感器的选择

本设计采用光敏二极管作为前端太阳能电池板上的检测传感装置，因其具有良好的光电特性和较高灵敏度，且具有良好的稳定性和输出持续性。其符号和外形，如图1所示。

光敏二极管的参数：

①Umax：最高工作电压，无光照，其反向电流不超过0.1安培时，两端所加的反向最高电压值。

②Tr：响应时间，将光信号转换为电信号所需的时间。

③IL：光电流，有光照时，其两端加有正常反向工作电压时的电流值。

④Sn：光电灵敏度，光敏二极管对光的敏感程度。

⑤ID：暗电流，无光照射时，光敏二极管两端加有正常工作电压时的反向电流。

主要型号与参数，如图2所示。

根据上表，对价格、响应时间、灵敏度等参数进行综合考量后，确定了本设计中光敏二极管的型号：

①2CU1E作为检测昼夜的光敏元件。原因：响应时间短，光敏区大，易接收光线。

②2CU101D作为检测阴晴的光敏元件。原因：灵敏度高，细微的光线变化也能检测到

③3DU33作为晴天时检测太阳光是否正射的光敏元件，原因光敏区大，感应电流大，响应时间短。

2.2 前端太阳能检测装置的设计

前端太阳能光线检测装置由五个光敏二极管的组成，外部套有顶部开孔的圆柱形罩子，如图3 所示。

要想达到理想的检测效果，则需对罩子上开孔的直径、罩子的高度、内部光敏二极管的排列及间距等有严格的要求。照射的示意图，如图4所示。

为了达到良好的照射效果，圆柱体外罩上孔的直径D应为光敏二极管3DU33（D0）的直径5 mm。并处于其正上方。确保阳光直射时，完全照射到D0上。

同时必须注意的是：D0与D1、D2、D3、D4中任一个光敏二极管之间的距离不可以小于5 mm，各二极管之间的间距略大于光敏二极管的直径便可，确保光线时刻都能照射到任一个光敏二极管，且只能照射到卫衣一个光敏二极管上。因此，本设计中将间距定为6 mm（二极管直径为5 mm）。

我们设定每次检测的间隔时间为15 min，直射D0开始， 15 min后，太阳偏移，光线经外罩中孔斜射入内，照射二极管。当太阳光斜射时，设斜射角度为β，则可计算出圆柱型外罩的高度。在下一次检测到来之前，即15 min内，光线要从正射D0移动到照射D0不足直径的一半，或能照射到D1＼D2＼D3＼D4中的任意一个的直径一半以上。则阳光移动距离的L要大于或等于0.5倍光敏二极管的直径，即>=2.5 mm，同时要小于或等于1.5倍光敏二极管直径，再加二极管之间6mm的间距，即<=13.5 mm。

故可得以下结论：L=Htanβ，（2.5≤L≤13.5）（1）

H=Lcotβ（2）

太阳24个小时旋转360 °，每10 min移动的角度是一个定值。每小时15 °，则太阳15 min约为 4 °，可计算出：36 mm≤H ≤193 mm。本设计中取高度为40 mm。

2.3 光电检测电路设计

光电检测部分的电路主要有：昼夜检测电路、阴晴检测电路、晴天光线检测电路。

2.3.1 昼夜检测电路

昼夜检测电路的作用是通过初检判断当前是白天还是黑夜，若为黑夜，则系统进入中断，无需工作，切换为睡眠模。若为白天，则进一步进行阴晴检测步骤。

工作原理：采用2CU1E型光敏二极管作为光敏元件，用其判断白天黑夜。比较电路采用运算放大电路，该运放的输出端接单片机P3.2上。运放的反相输入端接固定电压+5 V，运放的同相输入端接2CU1E光敏二极管的正极，通过试验确定R51=100 kΩ，R52=1 kΩ，R2=1 kΩ，R53=1 kΩ。昼夜检测电路原理图，如图5所示。

2.3.2 阴晴检测电路

本设计中采用两种太阳能跟踪方法：光电跟踪法和角度跟踪法。由于白天的太阳光线的强弱是不确定的，有阳光灿烂的晴天，也有阴云密布的阴天。有时阴天的太阳光线较弱，无法使光敏二极管导通，从而导致系统的光电检测模块失效，甚至是整个系统的混乱，此时采用角度跟踪法更加合理。所以，在确定为白天之后，需要判断的是否为晴天。电路图，如图6所示。

2.3.3 晴天时的光电检测电路

该电路是本设计中实现太阳能光电跟踪方式的核心电路。将五个3DU33型光敏二极管按照图5安放在前端圆柱形太阳光接收装置的底部。与接收阳光照射的电池表面平行，目的是保持统一的阳光入射角度。

此电路由D0-D4五个3DU33型光敏二极管、R0-R4五个定值电阻 、一个LM324芯片（封装四个运算放大器U1-U3）构成。具体接线如下：5个3DU33型光敏二极管的负极共接电源；它们的正极分别与LM324芯片的输入端相接：LM324芯片的4个同相输入端均连接在D0的正极上，芯片的4个反相输入端分别与剩余四个3DU33型光敏二极管D1-D4的正极相连接。构成了D0与D1、D2、D3、D4组成的四个相同的比较电路。LM324芯片的四个输出端即四个运放的输出端与单片机 AT89S51 P2.0-P2.3并行I/O口线相连接。因此，通过读取P2.0-P2.3端口输入电平的高低即可判断出太阳光线入射的角度。电路图，如图7所示。

3 电机控制电路设计

在前篇所述的光电检测电路中，光信号一步一步被转化为单片机可识别的电信号，从而完成由单片AT89S51为内核的太阳能跟踪系统的实现。本设计采用步进电动机来控制前端太阳能接收装置的角度调整。而电机的转动是通过AT89S51来控制的，通过对两级 NPN三极管导通和截止的控制，进而实现对继电器闭合或断开的控制，从而达到控制电机的转动目的。如图8所示。

该电路的工作原理：当太阳光未正射前端接收装置，通过前端的光电检测电路，将电信号转换为单片机AT89S51可以识别的电信号，假设D1受到光照，此时单片机的P2.0口线会输入一个低电平。此时通过软件控制系统的程序将P1.4口线清零，导致电机控制电路的第一个晶体管Q1截止，第二个晶体管Q2导通，于是继电器闭和，电动机有电流而转动，由此实现了单片机对电动机的控制。

4 时钟电路设计

当光电检测电路检测到当前天气为阴天时，软件控制系统将转变太阳能跟踪方式，采用角度跟踪方式，由于角度跟踪方式是将当地当时的太阳角度参数的计算函数写入，只需确定当前时间就可计算出确切数值。

本设计中采用DALLAS公司生产的DS1302串行实时时钟芯片，与单片机相连，需要的串行时钟SCLK、数据线I/O、复位线RST三根线。数据是以一次1-31个字节进行传送的。如图9所示。

5 结 语

基于AT89S51单片机的太阳能跟踪系统，采用光电检测追踪与角度追踪相结合的太阳能跟踪方式，使用电机带动双轴实现360度无死角旋转，能够实现低成本、高精度、高稳定性的跟踪效果。

参考文献：

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[2] 王东娇，朱林泉，薛忠晋.太阳能独立光伏发电系统控制系统的研究与 设计[J].山西电子技术，2010，（2）.

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[4] Datta M，Senjyu T，Yona A，et al.A coordinatedcontrol method for

leveling PV output powerfluctuations of PV-diesel hybrid systems

connected toisolated power utility[J]. 2009.

[5] Zekai en .Solar energy in progress and future research trends.

at89s51英文手册 篇3

1 系统设计

本电子琴系统主要包括MCS-51单片机,键盘模块,发声模块以及显示模块,电路设计框图如图1所示。

2 硬件系统设计

2.1 MCS-51单片机

本系统的单片机选用AT89S51单片机[1],AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。[1,4,5]

AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。此外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。AT89S51在空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。AT89S51单片机管脚图如图2所示。

2.2 键盘模块

本设计键盘模块采用4*4矩阵键盘,原理图如图3所示。

在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式,如图1所示。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。这样,一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键(9键)。由此可见,在在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式,如图1所示。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。这样,一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键(9键)。由此可见,在需要的键数比较多时,采用矩阵法来做键盘是合理的。采用矩阵法来连接键盘是非常合理的矩阵式结构的键盘显然比独立式键盘复杂一些识别也要复杂一些在上图中列线通过电阻接电源并将行线所接的单片机4个I/O口作为输出端而列线所接的I/O口则作为输入端这样当按键没有被按下时所有的输出端都是高电平,代表无键按下。行线输出是低电平一旦有键按下,则输入线就会被拉低,这样通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。[5,6]

2.3 发声模块

本设计发声模块主要采用LM386,LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。

LM386内部电路原理图如图4所示。与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。

第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。

第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。

第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。

引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,故为OTL电路。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。

电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。

2.4 显示模块

LED显示模块是利用AT89S51单片机的P0端口的P0.0-P0.7连接到一个共阴数码管的a-h的笔段上,数码管的公共端接地。在数码管上循环显示0-9数字,时间间隔0.2秒。

3 发声原理及程序流程图

3.1 音乐发声原理

用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐,而音乐是由音符组成。不同的音符是由相应频率的振动产生。由8051单片机模拟产生音符,只需算出音频周期T=1/f,利用音频的变化产生不同电平驱动发声模块,来达到产生音乐的目的,因此我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式(MODE1)下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶,例如,频率为523Hz,其周期T=1/523=1912μs,因此只要令计数器计时956μs/1μs=956,每计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。

计数脉冲值与频率的关系式是:

式中,N是计数值;fi是机器频率(晶体振荡器为12MHz时,其频率为1MHz);fr是想要产生的频率。

其计数初值T的求法如下:

例如:设K=65536,fi=1MHz,求低音DO(261Hz)、中音DO(523Hz)、高音DO(1046Hz)的计数值。

低音DO的T=65536-500000/262=63627

中音DO的T=65536-500000/523=64580

高音DO的T=65536-500000/1046=65059

单片机12MHZ晶振,高中低音符与计数T0相关的计数值如表1所示。

3.2 音乐发声程序流程图

图5为发声程序流程图。

4 结束语

本系统是利用AT89S51单片机设计的电子琴,硬件电路简单,如果设计对象是更为复杂的电子琴系统,其实际原理与方法与本设计基本相同。另外,实例所设计的计算器是用LED数码管显示的,当然也可以用其他的器件显示,如LCD液晶显示屏,这样就可以显示出更加丰富的字符,在此基础上,还可以编写更加完善的程序来实现更多的功能。

摘要：单片机的应用已经越来越贴近生活,用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。该文阐述的主要内容是一种基于51单片机的电子琴的设计,其核心芯片是AT89S51单片机,内部电路包括键盘模块、发声模块和显示模块,本系统运行稳定,功能较为完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的实用价值。

关键词：AT89S51单片机,电子琴,LM386,LED

参考文献

[1]龙威林,杨冠声,胡山.单片机应用入门:AT89S51和AVR[M].北京:化学工业出版社,2008.

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[3]赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京:人民邮电出版社,2003.

[4]杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[5]张虹.单片机原理及应用[M].北京:中国电力出版社,2009.

at89s51英文手册 篇4

随着科学技术的不断提高, 人们对日常生活中的安全防盗器件的要求越来越高。传统的机械式钥匙由于安全性能差, 携带不便等缺点, 已不能满足人的需要, 随着大规模集成电路技术的发展, 特别是单片机的问世, 出现了许多带微处理器的电子密码锁, 有效地克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点, 使密码锁在技术和性能上都有了大大的提高, 并且还具有易操作、功耗低、成本低等优点, 从而使电子密码锁成为目前市场上的主流产品。而近年来出现的智能密码锁, 由于其成本较高, 一定程度上限制了这类产品的普及和推广。

基于以上思路, 本文采用ATMEL公司的AT89S51单片机设计一款电子密码锁, 主要具有如下功能:可以设置6位密码, 密码通过键盘输入, 数码管显示, 并且用户可以自行修改设定密码;该密码锁通过利用串行E2PROM存储器, 将密码存入E2PROM, 增强了密码的安全性。此外, 该锁还具有报警锁定等功能。

(二) 系统结构

本设计的电子密码锁系统主要包括MCS-51单片机, 开锁电路、键盘电路、显示电路、密码保护电路以及报警电路等, 电路设计如图1所示。

(三) 硬件电路设计

1. MCS-51单片机

本文设计的电子密码锁是以单片机AT89S51为核心, AT89S51是一种带有4KB可反复擦写的Flash只读程序存储器的低功耗、高性能CMOS微处理器, 它可以兼容标准MCS-51指令系统, 芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元, 可广泛应用于许多嵌入式控制应用系统。AT89S51具有如下特点:40个引脚, 4KB片内程序存储器, 128B的随机存取数据存储器, 32个外部双向输入/输出口, 5个中断优先级2层中断嵌套中断, 2个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口, 和一个可以提供0-33MHz的片内时钟振荡器。

2. 键盘电路设计

本设计所采用键盘控制电路如图2所示。每一条水平线 (行线) 与垂直线 (列线) 的交叉处不相通, 而是通过一个按键来连通, 利用这种行列式矩阵结构只需要4条行线和4条列线, 即可组成4×4个按键的键盘。在图中行线所接的单片机4个I/O口作为输出端, 而列线所接的I/O口则作为输入端。当按键没有被按下时所有的输出端都是高电平, 代表无键按下。一旦有键按下, 则输入线就会被拉低, 这样通过读入输入线的状态就可知是否有键按下。

3. 显示电路设计

本系统采用串行静态显示方式, 通过在单片机的两个串行口上扩展6片串行输入并行输出的移位寄存器作为静态显示接口, 来完成系统的显示功能, 电路如图3所示。从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器74LS164, 由于移位脉冲的作用, 使数据向右移, 从而达到多位显示的目的, 此外, 移位寄存器还兼作数码管的驱动。这里的数码管采用八段共阴数码管。

4. 密码保护电路设计

密码保护电路的作用是在电源断开的时候, 存储当前设定的密码信息, 从而可以克服了旧式电子密码锁电路断电后所设置密码丢失的缺点。其电路如图4所示, 其中AT24C04是4KB的电可擦除存储芯片, 采用串口的方式与单片机进行数据的传送。

(四) 软件设计

本系统的软件设计主要包括主程序和子程序设计, 其中主程序完成键盘输入, 密码判断、开锁和报警功能, 子程序主要完成数码管显示功能, 具体可以分为主程序模块、键盘模块、显示模块、掉电保护模块, 其程序流程图如图5所示.

(五) 总结

本文主要介绍基于AT89S51单片机的电子密码锁设计方法, 系统实现了密码锁的控制功能, 此外由于采用AT24C04芯片, 增加了系统的安全性和可靠性, 在家庭住宅, 办公保险等领域具有广泛的实用性。

摘要：单片机已经在家电领域中得到了广泛的应用, 文章介绍一种利用AT89S51单片机来设计电子密码锁方法。该系统主要由单片机、矩阵键盘、LED显示和报警系统等几个部分组成, 可以完成开锁、修改密码、超次锁定、报警等功能, 具有结构简单、功能齐全和安全可靠等特点。

关键词：电子密码锁,AT89S51单片机,AT24C04

参考文献

[1]张友德, 等.单片微型机原理、应用与实验[M].复旦大学出版社, 2005.

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at89s51英文手册 篇5

将系统划分为单片机控制系统、遥控系统、驱动系统和电源系统模块,其总框图如图1所示。

2 系统硬件设计与实现

2.1 发收电路模块

采用PT2262-PT2272红外遥控发射/接收芯片。PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。其工作原理如下:

PT2262-IR发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态,数据输入有“1”和“0”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定,编码从输出端Dout输出,通过红外发射管发射出去。Dout输出的编码信号是调制在38k Hz载波上的,OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,一般电阻可在430k—470k之间选择即可。

PT2272的暂存功能是指当发射信号消失时,PT2272的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指,当发射信号消失时,PT2272的数据输出端仍保持原来的状态,直到下次接收到新的信号输入[1]。

图2是红外发射和接收的典型应用原理图,为了能正确解调出调制的编码信号,接收端需加一级前置放大级,保证输入PT2272的信号幅度足够大。PT2272各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。

2.2 单片机系统电路

采用AT89S51单片机构成最小控制系统。P3端口为遥控控制口输入,P0口为开关控制口输出;P1口外接数码管显示电路。电路如图3所示。

2.3 电源电路

由于本设计不需要高功率电源,所以采用三端稳压器足以满足要求。电路如图4所示。电路需要两个不同电压供电,采用了两个三端稳压器,变压器为单17V,电解电容采用2200UF/25V,

高频小电容用100p F[2]。

2.4 数码管显示电路

由于本设计不需要显示太多的数据,用一个I/O口动态控制一个共阳七段数码管即可[3],如图5所示。

2.5 继电器驱动电路

电控板上的12V直流继电器,是采用晶体管驱动的。如图6所示,采用PNP型9012晶体管来驱动,当晶体管Q1基极被输入低电平时,晶体管饱和导通,发射极变为低电平,继电器线圈通电,触点吸合;当晶体管Q1基极被输入高电平时,晶体管截止,继电器线圈断电,触点断开。

3 系统的软件设计

3.1 程序简述及流程

调频接收模块输出是一个4路组成的15路编码,其代码是1110、1101、1011、0111、0011、1100、0101、1010、1001、0110、0001、0010、0100、1000、0000、1111,其中1111为常态。在本设计中只用到10组编码。

程序流程为:先把P0口初始化为全高电位,P3口为全低电位,然后根据P3口的低4位来决定P0口的输出,再给P1口送数显示输出的个数。

3.2 软件流程图

4 系统调试

经过硬件和软件设计后制作产品,并对产品进行了系统的测试,达到了设计要求。进行遥控的开关状态量进行测试,数据如表1所示,达到无线遥控功能。

5 结论

基于单片机的无线遥控在电气开关装置上的成功实现,可以对一些固定场所的用电装置进行灵活的控制。因此,本产品具有推广价值。

本设计也有它的不足之处:由于印刷电路板的设计存在一些瑕疵,电路的稳定性受到了相应影响。不过,可以通过重新设计线路板来实现。

参考文献

[1]刘毅敏,史作锋.编码信息红外发射与接收器[J].微计算机信息,2007(14)

[2]路松行.电路与电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005

at89s51英文手册 篇6

1 系统硬件设计

整个仪器主要由除温湿度传感器、放大电路、A/D、单片机、键盘显示电路、时钟电路、通讯电路等组成，如图1。

传感器检测温湿度后，将温度信号转变成电压信号，由于温度测量元件的输出电压非常小，经过放大后才能进行A/D转换。电压信号经过A/D转换后变成数字信号。

1.1 中心控制器设计

中心控制器采用AT89S51型单片机，AT89S51是一个高性能，低功耗CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP (In-system programmable) 的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用非易失性存储技术制造，高密度、80C51引脚结构及兼容标准MCS-51指令系统，芯片内集成了ISP Flash存储单元和通用8位中央处理器，2层中断嵌套中断，5个中断优先级，2个全双工串行通信。采用AT89S51单片机完成环境参数的采集、显示和存储。PC机由RS232接口和下位机通信，以其数据综合管理系统。实现对数据的显示、存储、查询、统计和打印等。可以利用数据库里的信息对环境进行合理的调整，以达到智能化管理。

1.2 温湿度检测电路设计

温度检测电路采用二线制接法，湿度检测电路整个电路由振荡电路、缓冲器、整流电路、进行温度补偿的差动放大电路、湿度输出放大电路、温度检测电路和温度输出放大电路等构成。

由运及其外围电路组成文氏电桥振荡电路，产生频率为1kHz、幅度为4.5V的正弦波，作为湿度传感器的工作电压，传感器特性的线性补偿由相应电阻完成。运放为跟随器，起阻抗变换作用。跟随器输出的湿度信号经整流及电容滤波后送入温度补偿差动放大电路的反相输入端。运放输出的湿度信号，经下一级放大后输出湿度。

1.3 复位及看门狗电路

复位及看门狗电路的作用就是使CPU从死循环，死机和弹飞状态中返回到正常的程序流程。该电路大大提高了系统的抗干扰能力。CPU的复位信号RESET由手动复位，看门狗复位和硬件复位三种信号组成产生，这三种复位信号任何一种起作用都将复位CPU。其中硬件复位信号在PC大于3FFFH时产生。看门狗基本原理：设定实际运行的用户程序所需工作周期为T，分频器计满时间T1，当T1>T且系统正常工作时，程序每隔T扫描一次，分频且永无计满输出信号。如系统弹飞，死循环等工作不正常，程序发不出扫描信号，分频器计数输出一个脉冲信号使CPU复位。

1.4 I/O通道防干扰电路

为防止系统各部分间的相互串扰，主要采用了光电耦合隔离的方法。光电耦合隔离的主要优点是能有效抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰，从而使过程通道上的信噪比大大提高。这是因为：光电耦合器的输入阻抗与干扰源内电阻相比极小，因此光电耦合器输入端的噪声压降很小;干扰噪声虽有较大的电压幅度，但能量很小，只能形成微弱电流，而光电耦合器输入部分的发光二极管，只有在通过一定的电流时才能发光，输出部分的光敏三极管只有在一定光强下才能工作。

1.5 滤波电路设计

本设计采用“递归型”数字滤波算法。递归算法是指本次采样输出值与上次采样输出值有关的算法，常用的递归滤波算法有程序判别滤波算法、低通滤波算法等。采样滤波使用平均值，连续采样4次，取其均值作为本次采样的结果。

2 通讯系统设计

2.1 通讯协议确定

为了保证通信成功，通信双方必须有一系列的约定，这种约定就叫做通信规程或协议，在编程之前必须确定下来，本系统中的约定协议如下：1)单片机与P C机的通信波特率均为2400b/s;2)单片机与P C机可双向发送接收;3)数据通信采用累加和校验方法;4)帧格式为：8位数据位，1位起始位，1位停止位，1位可编程的第9位 (此位为发送和接收地址/数据的标志位) ;5)采用查询方式通信;6)保证数据的有效性和可靠性。

单片机在收到本机地址码后，回送本机地址，PC机主动联络单片机地址码，以确认两方握手成功，PC机在接收到同样的地址码后，再开始传送数据。PC机与单片机的点对点异步通信，是为扩展多个单片机与PC机通信留有余地，给此单片机一个地址 (即握手信号) 。

2.2 串口和定时器初始化设计

按照通信协议约定，在程序设计中，数据是一帧一帧的发送和接受。单片机要对定时器和串口初始化。定时器Tl作为波特率发生器，设置Tl工作于模式2，则应向TMOD寄存器送初值20H。在本系统中，n个数据为一组，发送方一次发送n个数据，接受方也接受n个数据。

2.3 数据发送和接收设计

协议约定单片机的地址码为0F1H，单片机被动联络，单片机系统在完成了串行通信以外的工作后，就要进行串行通信。采用查询方式发送和接收数据，在发送一帧数据或地址时，在T1位为低电平的情况下，将数据写入发送缓冲区，开始发送。

当要进行串行通信时，处于被呼叫状态，等待PC机的呼叫。如果单片机接收到地址码并回传给PC机地址码，然后单片机就可以进行发送和接收数据。按约定，接收发送n个数一组进行一次累加和校验。同PC机一样，其发送和接收同样是采用累加和校验方法，校核数据通信是否正确。

3 系统程序设计

3.1 通讯系统程序设计

本系统通讯协议采用RS-232通讯协议。

RS-232C接口标准是电器工业协会(EIA)推荐并广泛使用的工业标准。RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。微机系统可以直接通过RS-232接口进行通信。当一台设备要求握手信号时，使用循环回送握手信号。在这种情况下，数据线能正常连接，但是握手信号输出循环回送到它们相应的输入，工作原理如图2。

单片机通讯软件：51单片机通过中断方式接收PC机发过来的数据，并回送给PC机。相关设置如下：波特率为2400bps, T1采用工作方式2，计数常数0E8H, SMOD=1。串行口初始化：采用工作方式01，允许接收，程序如下：

3.2 中断子程序处理

为了减少误差，晶闸管硅采用过零触发，每触发一次，导通时间为8ms，用于晶闸管导通的触发脉冲也应该是8ms为增量，8ms是一个固定的周期，设置了中断服务程序，以输出温度控制量。8ms中断服务程序是用来输出控制量的，可控硅的导通时间是通过控制触发信号为“1”的时间长短来实现的，程序每个8ms，检查一次控制器计算出的控制量，中断子程序流程如图3。

4 结论

本文设计的以AT89S51单片机为中心控制器，利用单片机和传感器等相关技术的设计, 从传感器的选择入手，到数据的采集、信号的放大和滤波、A/D转换、串行通讯、显示，最后通过RS232传送到上位机。测量范围能可以适用一般环境的测量。具有一定的应用意义。

摘要：针对工农业生产对温度和湿度参数检测的需要, 研制了一种光伏电池阵列的最大功率点跟踪MPPT控制方法。该文主要完成以AT89S51单片机为核心的智能仪器设计, 单片机和传感器等相关技术的设计, 从传感器的选择入手, 到数据的采集、信号的放大和滤波、A/D转换、串行通讯、显示, 最后通过RS232传送到上位机。

关键词：温湿表,传感器,单片机

参考文献

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[3]孙枫.串行实时时钟芯片DS1302与单片机接口技术及应用[J].鞍钢技术, 2001 (5) :59-60.

[4]于复生, 宋现春, 艾兴, 等.时钟芯片DS1302及其在数据记录中的应用[J].电子技术应用, 2000 (03) :59-61.