论文 - 图文(6)

华北水利水电大学毕业设计

传感器内部电路如图3.3：

图3.3 传感器内部电路

3.2单片机的选择

单片机自从问世以来，它一直是工业检测、控制应用的主角。市场上常用的单片机有Intel公司的MCS-51系列，日本松下公司的MN6800系列等。其中，MCS-51由于单

片机应用系统具有体积小，可靠性高，功能强，价格低等特点，很容易形成产品而更受青睐。

89C52是由北京集成电路中心（BIDC）设计，由美国的Atmel公司生产八位单片机。它是一种低功耗高性能的具有8K字节可电气烧录及可擦除的程序ROM的八位CMOS单片机。该器件是用高密度、非易丢失存储技术制造并且与国际工业标准80C51单片机指令系统和引脚完全兼容。

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从使用方便与简化电路以及其性价比等角度来考虑，89C52比较合适的。本系统采用CPU为89C52的单片机，89C52本身带有8K的内存储器，可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上，比以往惯用的8031CPU外加EPROM为核心的单片机系统在硬件上具有更加简单、方便等优点，而且完全兼容MCS-51系列单片机的所有功能。89C52管脚图如图3.4所示。下面介绍89C52的主要管脚功能如下：

VCC（40）：电源+5V；VSS（20）：接地；P0口（32-39）：双向I/O口，既可作低8位地址和8位数据总线使用，也可作普通I/O口；P3口（10-17）：多用途端口，既可作普通I/O口，也可按每位定义的第二功能操作；P2口（21-28）：既可作高8位地址总线，也可作普通I/O口；P1

图3.4 89C52管脚图

口（1-8）： 准双向通用I/O口；RST（9）：复位信号输入端；ALE/PROG：地址锁存信号输出端；PSEN：内外程序存储器选择线；XTAL1（19）和XTAL2（18）：外接石英晶体振荡器。

3.3 主控制模块

硬件电路总设计见图3，

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图3.5硬件电路总设计图

从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件： STC89C52、超声波传感器、按键、四位数码管、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。其中D1为报警电路的红色发光二极管，D2为电源工作指示灯。电路中用到3个按键，一个是设定键, 一个加键，一个减键。

3.4单片机外围电路的设计

由单片机硬件设计原理可知：（1）尽可能采用功能强的芯片，以简化电路；（2）留有余地，在设计硬件电路时，要考虑到将来修改、扩展的方便。

3.4.1 电源设计

电源部分的设计采用3节5号干电池4.5V供电。

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图3.6 电源电路

3.4 .2单片机最小系统

单片机复位是使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，复位后PC＝0000H，使单片机从第—个单元取指令。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。单片机复位的条件是：必须使RST引脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。本文中时钟频率12MHz，每个机器周期为1μs，则只需2μs以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。

复位电路由电容串联电阻构成，由图并结合\电容电压不能突变\的性质，可以知道，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且，这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生复位高电平。

时钟电路主要任务是提供一个工作频率。单片机内部有一个用于构成震荡器的高增益反相放大器，此放大器的输入和输出端分别是XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接时钟源即可构成时钟电路。有内部和外部两种时钟产生方式。本设计采用内部时钟产生方式。电路接法如图3.7所示，在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体谐振器（振荡频率为12MHZ），与内部反相器构成自激震荡器。其发出脉冲直接送入片内定时控制部件。此外，电容对频率有微调作用，因为外接晶振，电容选择30pF，实际应用时谐振器和电容尽可能安装在单片机附近，减少寄生电容，保证振荡器稳定可靠的工作。

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图3.7 单片机最小系统

3.4.3声光报警电路的设计

如图3.8所示，用一个Speaker、S8550三极管、2K电阻和红色发光二极管接到单片机的P23引脚上，构成声光报警电路。

图3.8 声光报警电路

3.4.4 LED显示电路

本设计中采用LED共阳极4封装型显示器显示。LED显示器是单片机应用系统常用的输出器件。它是由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画点亮。控制不同的组合的二极管导通就能显示出各种字符。

共阳极显示器的发光二极管的阳极连接在一起，当公共阳极接高电平，某一字

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