基于單片機(jī)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）/*voidpai_xu(){uintt;if(distance[0]>distance[1]){t=distance[0];distance[0]=distance[1];distance[1]=t;}/*交換值if(distance[0]>distance[2]){t=distance[2];distance[2]=distance[0];distance[0]=t;}/*交換值if(distance[1]>distance[2]){t=distance[1];distance[1]=distance[2];distance[2]=t;}/*交換值}*/4.5系統(tǒng)的軟硬件的調(diào)試超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單，其中超聲波發(fā)射和接收采用15的超聲波換能器tct40-10f1(T發(fā)射)和CX20106A（R接收），中心頻率為40kHz，安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8cm，其余元件無(wú)特殊要求。若能將超聲波接受電路用金屬殼屏蔽起來(lái)，則可能提高抗干擾能力。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C16的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。硬件電路制作完成并調(diào)試好后，便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，測(cè)距儀能測(cè)的范圍為0.07～5.5m，測(cè)距儀最大誤差不超過(guò)1cm。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)4.6調(diào)試分析本系統(tǒng)使用51單片機(jī)作為調(diào)試工具，當(dāng)keil軟件編譯好程序后，通過(guò)RS232將程序下載到AT89C51單片機(jī)上，便可進(jìn)行程序調(diào)試。4.6.1LED顯示程序的調(diào)試對(duì)于顯示程序的調(diào)試，主要是LED能否正常顯示。將顯示程序做一定的修改，將顯示緩存區(qū)中寫入“1234‖，經(jīng)過(guò)編譯軟件編譯后，將程序下載到單片機(jī)中，上電復(fù)位后，LED顯示為“1234”，說(shuō)明顯示程序正常。4.6.2溫度測(cè)量程序的調(diào)試對(duì)于溫度程序的調(diào)試，主要是測(cè)量到的溫度是否正確。將溫度測(cè)量程序與顯示程序結(jié)合，LED顯示當(dāng)前的溫度。經(jīng)過(guò)編譯軟件編譯后，將程序下載到單片機(jī)中，上電復(fù)位后，LED顯示“28.5℃”，說(shuō)明溫度測(cè)量程序正常。分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測(cè)量要求。

第5章結(jié)論由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒(méi)有成功做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計(jì)；一種是發(fā)射波被物體反射回來(lái)后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分。單片機(jī)采用AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用P1.0端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號(hào)，利用外中斷0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的LED數(shù)碼管。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，就被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在INT0端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。在元件及調(diào)制方面，由于采用的電路使用了很多集成電路。外圍元件不是很多，所以調(diào)試不會(huì)太難。一般只要電路焊接無(wú)誤，稍加調(diào)試應(yīng)該會(huì)正常工作。電路中除集成電路外，對(duì)各電子元件也無(wú)特別要求。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C16的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來(lái)，則可提高抗干擾能力。參考文獻(xiàn)[1]胡平．超聲波測(cè)距儀的研制[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化．2003，10．[2]時(shí)德剛．劉嘩，超聲波測(cè)距的研制[J]．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制．2002，10．[3]華兵．MCS-51單片機(jī)原理應(yīng)用[M]．武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社．2002，5，125-144頁(yè)．[4]李華．MCU-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]．北京：北京航天大學(xué)出版社．1993，6．376-380頁(yè)．[5]郁有文．傳感器原理及工程應(yīng)用[M]．西安:西安電子科技大學(xué)出版社．2000．[6]中國(guó)電子學(xué)會(huì)敏感技術(shù)分會(huì)，北京電子學(xué)會(huì)，2000/2001傳感器與執(zhí)行器大全(年卷)[M]．北京:電子工業(yè)出版社．2001．[7]劉和平等．PIC16F87X單片機(jī)實(shí)用技術(shù)與接口技術(shù)—C語(yǔ)言及其應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．2002，4．[8]陳新建.PIC系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．2007，5．[9]張明峰．PIC單片機(jī)入門與實(shí)戰(zhàn)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004，4．[10]MykePredko著，胡光華譯．PIC微控制器基礎(chǔ)與實(shí)踐[M]．北京：科學(xué)出版社．2007，5．[11]劉篤仁主編．基于PIC16F87X系列[M]．西安：電子工業(yè)出版社．2005，1，2．85-291頁(yè)．[12]黃智偉主編．全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程[M]．西安：電子工業(yè)出版社．2005，1．[13]牛余朋．成曙.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)[J]．北京：兵工自動(dòng)化．2005，2．78-88頁(yè).[14]何莉，曾憲文．徐霞.基于PIC單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)[J]．北京：壓電與聲光，第26卷第2期．2004年4月．[15]宋敬國(guó)，李元宗．徐玉華.PIC單片機(jī)在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．北京：機(jī)械工程與自動(dòng)化,第4期(總第143期)，2007年8月．[16]姜道連，寧延一，袁世良．用AT89C2051設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀[J]，TI：國(guó)外電子元器件．2000，第12月．[17]蘇偉，鞏壁建.超聲波檢測(cè)距誤差分析[J]．傳感器技術(shù)，2004，257-274頁(yè)．[18]勝全．D18B20數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制[J]．南京：南京大學(xué)出版社1998，3．[19]薛紅宣，采用軟件抗干擾設(shè)計(jì)提高微機(jī)系統(tǒng)的可靠性[J]．電子產(chǎn)品世界，2004，1．[20]潘登，潘宗預(yù)．超聲波測(cè)距精度的探討[J]．北京：包裝工業(yè)，2003年11月．[21]九州．放大電路實(shí)用手冊(cè)[M]．沈陽(yáng)：遼寧科技出版社，2002，5．[22]占操，梁厚琴，曹燕．單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù)[M]．電子技術(shù)，2003，3．[23]王福瑞．單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998，282-283頁(yè)．[24]王大海．新型溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．電子工程師．2002，28（3）：33-36頁(yè)．[25]蔣敏蘭，胡生清，幸國(guó)全．TS-18B20數(shù)字溫度傳感器的非線性補(bǔ)償及應(yīng)用[J]．傳感器技術(shù)，2001，20（10）．54-55頁(yè)．[26]APLUS，API8108Aversatile10secinstantvoicerom[PDF]．美國(guó)：APLUS，1999，6．[27]SPCE061ADataSheet[PDF]．MicrochipTechnologyIncorporatedPrintedintheUSA2007．[28]MC34063DataSheet[PDF．]STMicroelectronics-PrintedinItaly-AllRightsReserveReserved，2001．[29]TomR．Watt.Coolingourtomorrowseconomically，ASHRAEJournal．[30]OltonW．Instrumentation&processmeasurement，LongmanScientific&Technical．1991．致謝首先，我要感謝我的導(dǎo)師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時(shí)也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)這期間所給予我的幫助。在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒(méi)有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您們表示由衷的感激。同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短3個(gè)月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給予了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠(chéng)的謝謝你們。同時(shí)，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，真是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛(ài)、相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相處幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。最后我要深深地感謝我的家人，真是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無(wú)盡的關(guān)懷、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長(zhǎng)道路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此無(wú)法一一列舉，在此也一并表示衷心地感謝！附錄ⅠAnoverviewofAT89C51DescriptionTheAT89C51isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocontrollerwith4Kbytesofin-systemprogrammableFlashmemory.ThedeviceismanufacturedusingAtmel‘shigh-densitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustry-standard80C51instructionsetandpinout.Theon-chipFlashallowsthprogrammemorytobereprogrammedin-systemorbyaconventionalnonvolatilememoryprogrammer.Bycombiningaversatile8-bitCPUwithin-systemprogrammableFlashonamonolithicchip,theAtmelAT89C51isapowerfulmicrocontrollerwhichprovidesahighly-flexibleandcost-effectivesolutiontomanembeddedcontrolapplications.TheAT89C51providesthefollowingstandardfeatures:8KbytesofFlash,128bytesofRAM,32I/Olines,Watchdogtimer,twodatapointers,three16-bittimer/counters,asix-vectortwo-levelinterruptarchiteafullduplexserialport,on-chiposcillator,andclockcircuitry.Inaddition,theAT89C51isdesignedwithstaticlogicforoperationdowntozerofrequencyandsupportstwosoftwareselectablepowersavingmodes.TheIdleModestopstheCPUwhileallowingtheRAM,timer/counters,serialport,andinterruptsystemtocontinufunctioning.ThePower-downmodesavestheRAMcontentsbutfreezestheoscillator,disablingallotherchipfunctionsuntilthenextinterruptorhardwarereset.FeaturesCompatiblewithMCS-51?Products4KBytesofIn-SystemProgrammable(ISP)FlashMemory–Endurance:1000Write/EraseCycles4.0Vto5.5VOperatingRangeFullyStaticOperation:0Hzto33MHzThree-levelProgramMemoryLock128x8-bitInternalRAM32ProgrammableI/OLinesThree16-bitTimer/CountersEightInterruptSourcesFullDuplexUARTSerialChannelLow-powerIdleandPower-downModesInterruptRecoveryfromPower-downModeWatchdogTimerDualDataPointerPower-offFlagPinDescriptionVCC:Supplyvoltage.GND:Ground.Port0：Port0isan8-bitopendrainbidirectionalI/Oport.AsanoutputporteachpincansinkeightTTLinputs.When1sarewrittentoport0pins,thepinscanusedashighimpedanceinputs.Port0canalsobeconfiguredtobethemultiplexedloworderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.Inthismode,P0hasinternalpullups.Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlaprogrammingandoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpullupsarerequiredduringprogramverification.Port1：Port1isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePortoutputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pins,theyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Porpinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpullups.Port2：Port2isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePortoutputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pins,theyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Porpinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpullups.Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemorythatuse16-bitaddresses(MOVX@DPTR).Inthisapplication,Port2usesstronginternalpullupswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemorythatuse8-bitaddresses(MOVX@RI),Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.Port3：Port3isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePortoutputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pins,theyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseofthepullups.Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheAT89C51.Port3alsoreceivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.RST：Resetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.Thispindriveshighfor96oscillatorperiodsaftertheWatchdogtimesout.TheDISRTObitinSFRAUXR(address8EH)canbeusedtodisablethisfeature.InthedefaultstateofbitDISRTO,theRESETHIGHoutfeatureisenabled.ALE/PROG：AddressLatchEnable(ALE)isanoutputpulseforlatchingthelowbyteoftheaddressduringaccessestoexternalmemory.Thispinisalsotheprogrampulseinput(PROG)duringFlashprogramming.Innormaloperation,ALEisemittedataconstantrateof1/6theoscillatorfrequencyandmaybeusedforextertimingorclockingpurposes.Note,however,thatoneALEpulseisskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.Ifdesired,ALEoperationcanbedisabledbysettingbit0ofSFRlocation8EH.Withthebitset,ALEisactiveonlyduringaMOVXorMOVCinstruction.Otherwise,thepinisweaklypulledhigh.SettingtheALE-disablebithasnoeffectifthemicrocontrollerisinexternalexecutionmodePSEN：ProgramStoreEnable(PSEN)isthereadstrobetoexternalprogrammemory.WhentheAT89C51isexecutingcodefromexternalprogrammemory,PSENisactivatedtwiceeachmachinecycle,exceptthattwoPSENactivationsareskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.EA/VPP：ExternalAccessEnable.EAmustbestrappedtoGNDinordertoenablethedevicetofetchcodefromexternalprogrammemorylocationsstartingat0000HuptoFFFFH.Note,however,thatiflockbit1isprogrammed,EAwillbeinternallylatchedoreset.EAshouldbestrappedtoVCCforinternalprogramexecutions.Thispinalsoreceivesthe12-voltprogrammingenablevoltage(VPP)duringFlashprogramming.XTAL1：Inputtotheinvertingoscillatoramplifierandinputtotheinternalclooperatingcircuit.XTAL2：Outputfromtheinvertingoscillatoramplifier.SpecialFunctionRegistersAmapoftheon-chipmemoryareacalledtheSpecialFunctionRegister(SFR)spaceisshowninTable1.Notethatnotalloftheaddressesareoccupied,andunoccupiedaddressesmaynotbeimplementedonthechip.Readaccessestotheseaddresseswillingeneralreturnrandomdata,andwriteaccesseswillhaveanindeterminateeffect.Usersoftwareshouldnotwrite1stotheseunlistedlocations,sincetheymaybeusedinfutureproductstoinvokenewfeatures.Inthatcase,theresetorinactivevaluesonewbitswillalwaysbe0.InterruptRegisters:TheindividualinterruptenablebitsareintheIEregister.TwoprioritiescanbesetforeachofthesixinterruptsourcesintheIPregisterDualDataPointerRegisters:Tofacilitateaccessingbothinternalandexternaldatamemory,twobanksof16-bitDataPointerRegistersareprovided:DP0atSFRaddresslocations82H-83HandDP1at84H-85H.BitDPS=0inSFRAUXR1selectsDP0andDPS=1selectsDP1.TheusershouldalwaysinitializetheDPSbittotheappropriatevaluebeforeaccessingtherespectiveDataPointerRegister.PowerOffFlag:ThePowerOffFlag(POF)islocatedatbit4(PCON.4)inthePCONSFR.POFissetto―1‖duringpowerup.Itcanbesetandrestundersoftwarcontrolandisnotaffectedbyreset.MemoryOrganizationMCS-51deviceshaveaseparateaddressspaceforProgramandDataMemory.Upto64KbyteseachofexternalProgramandDataMemorycanbeaddressed.ProgramMemory：IftheEApinisconnectedtoGND,allprogramfetchesaredirectedtoexternalmemory.OntheAT89C52,ifEAisconnectedtoVCC,programfetchestoaddresses0000Hthrough1FFFHaredirectedtointernalmemoryandfetchestoaddresses2000HthroughFFFFHaretoexternalmemory.DataMemory：TheAT89C52implements128bytesofon-chipRAM.WatchdogTimer(One-timeEnabledwithReset-out)TheWDTisintendedasarecoverymethodinsituationswheretheCPUmaybesubjectedtosoftwareupsets.TheWDTconsistsofa13-bitcounterandtheWatchdogTimerReset(WDTRST)SFR.TheWDTisdefaultedtodisablefromexitingreset.ToenabletheWDT,ausermustwrite01EHand0E1HinsequencetotheWDTRSTregister(SFRlocation0A6H).WhentheWDTisenabled,itwillincrementeverymachinecyclewhiletheoscillatorisrunning.TheWDTtimeoutperiodisdependentontheexternalclockfrequency.ThereisnowaytodisabletheWDTexceptthroughreset(eitherhardwareresetorWDToverflowreset).WhenWDToverflows,itwilldriveanoutputRESETHIGHpulseattheRSTpin.UsingtheWDT：ToenabletheWDT,ausermustwrite01EHand0E1HinsequencetotheWDTRSTregister(SFRlocation0A6H).WhentheWDTisenabled,theuserneedstoserviceitbywriting01EHand0E1HtoWDTRSTtoavoidaWDToverflow.The13-bitcounteroverflowswhenitreaches8191(1FFFH),andthiswillresetthedevice.WhentheWDTisenabled,itwillincrementeverymachinecyclewhiletheoscillatorisrunning.ThismeanstheusermustresettheWDTatleasteve8191machinecycles.ToresettheWDTtheusermustwrite01EHand0E1HtoWDTRST.WDTRSTisawrite-onlyregister.TheWDTcountercannotbereadorwritten.WhenWDToverflows,itwillgenerateanoutputRESETpulseattheRSTpin.TheRESETpulsedurationis96xTOSC,whereTOSC=1/FOSC.TomakethebestuseoftheWDT,itshouldbeservicedinthosesectionsofcodethatwillperiodicallybeexecutedwithinthetimerequiredtopreventaWDTreset.WDTDuringPower-downandIdle：InPower-downmodetheoscillatorstops,whichmeanstheWDTalsostops.WhileinPower-downmode,theuserdoesnotneedtoservicetheWDT.TherearetwomethodsofexitingPower-downmode:byahardwareresetorviaalevel-activatedexternalinterruptwhichisenabledpriortoenteringPower-downmode.WhenPower-downisexitedwithhardwarereset,servicingtheWDTshouldoccurasitnormallydoeswhenevertheAT89C51isreset.ExitingPower-downwithaninterruptissignificantlydifferent.Theinterruptisheldllongenoughfortheoscillatortostabilize.Whentheinterruptisbroughthigh,theinterruptisserviced.TopreventtheWDTfromresettingthedevicewhiletheinterruptpinisheldlow,theWDTisnotstarteduntiltheinterruptispulledhighsuggestedthattheWDTberesetduringtheinterruptservicefortheinterruptusedexitPower-downmode.ToensurethattheWDTdoesnotoverflowwithinafewstatesofexitingPower-down,itisbesttoresettheWDTjustbeforeenteringPower-downmode.BeforegoingintotheIDLEmode,theWDIDLEbitinSFRAUXRisusedtodeterminewhethertheWDTcontinuestocountifenabled.TheWDTkeepscountingduringIDLE(WDIDLEbit=0)asthedefaultstate.TopreventtheWDTfromresettingtheAT89C51whileinIDLEmode,theusershouldalwayssetupatimerthatwillperiodicallyexitIDLE,servicetheWDT,andreenterIDLEmode.WithWDIDLEbitenabled,theWDTwillstoptocountinIDLEmodeandresumesthecountuponexitfromIDLE.UART：TheUARTintheAT89C51operatesthesamewayastheUARTintheAT89C52andAT89S52.ForfurtherinformationontheUARToperation,refertotheATMELWebsite().Fromthehomepage,select?Products‘,then?8051-ArchitectureFlashMicrocontroller‘,then?ProductOverview‘.Timer0and1：Timer0andTimer1intheAT89C51operatethesamewayasTimer0andTimer1intheAT89C52andAT89S52.Forfurtherinformationonthetimers‘operation,refertotheATMELWebsite().Fromthehomepage,select?Products‘,then?8051-ArchitectureFlashMicrocontroller‘,then?ProductOverview‘.Auto-reload(UporDownCounter)Timer2canbeprogrammedtocountupordownwhenconfiguredinits16-bitauto-reloadmode.ThisfeatureisinvokedbytheDCEN(DownCounterEnable)bitlocatedintheSFRT2MOD(seeTable4).Uponreset,theDCENbitissetto0sothattimer2willdefaulttocountup.WhenDCENisset,Timer2cancountupordown,dependingonthevalueoftheT2EXpin.功能特性描述AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash，128字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89C51可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。主要性能與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容4K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器32個(gè)可編程I/O口線三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識(shí)符VCC:電源,GND:地。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫―1‖時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，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)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫―1‖時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P2口：P2口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫―1‖時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，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(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫―1‖時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，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。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。RST:復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)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(wú)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(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，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(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置―1‖，ALE操作將無(wú)效。這一位置―1‖，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)的地址空間,并不是所有的地址都被定義了。片上沒(méi)有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會(huì)無(wú)效。用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)―1‖。由于這些寄存器在將來(lái)可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為―0‖。中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在IE中設(shè)置。雙數(shù)據(jù)指針寄存器：為了更有利于訪問(wèn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器：位于SFR中82H~83H的DP0和位于84H～85。特殊寄存器AUXR1中DPS＝0選擇DP0；DPS=1選擇DP1。用戶應(yīng)該在訪問(wèn)數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。掉電標(biāo)志位：掉電標(biāo)志位（POF）位于特殊寄存器PCON的第四位（PCON.4）。上電期間POF置―1‖。POF可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)MCS-51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以64K尋址。程序存儲(chǔ)器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。對(duì)于89S52，如果EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：AT89C51有128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。看門狗定時(shí)器WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。WDT由13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（WDTRST）構(gòu)成。WDT在默認(rèn)情況下無(wú)法工作；為了激活WDT，戶用必須往WDTRST寄存器（地址：0A6H）中依次寫入01EH和0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒(méi)有辦法停止WDT工作。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng)RSR引腳一個(gè)高個(gè)電平輸出。WDT的使用為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入0E1H和0E1H。當(dāng)WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來(lái)避免WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191(1FFFH)時(shí)，13位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期WDT都會(huì)增加。為了復(fù)位WDT，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H（WDTRST是只讀寄存器）。WDT計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)?。?dāng)WDT計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給RST引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù)96個(gè)晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。掉電和空閑方式下的WDT在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復(fù)位或通過(guò)一個(gè)激活的外部中斷。通過(guò)硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT喂狗，就如同通常AT89C51復(fù)位一樣。通過(guò)中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件，WDT直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來(lái)決定WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下，WDIDLE＝0，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止WDT在待機(jī)模式下復(fù)位AT89C51，用戶應(yīng)該建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。UART：在AT89C51中，UART的操作與AT89C52和AT89S52一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART的信息，可參考ATMEL網(wǎng)站（）。從這個(gè)主頁(yè)，選擇―Products‖，然后選擇―8051-ArchitechFlashMicrocontroller‖，再選擇―ProductOverview‖即可。定時(shí)器0和定時(shí)器1：在AT89C51中，定時(shí)器0和定時(shí)器1的操作與AT89C52和AT89S52一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART的信息，可參考ATMEL網(wǎng)站（）。從這個(gè)主頁(yè)，選擇―Products‖，然后選擇―8051-ArchitechFlashMicrocontroller‖，再選擇―ProductOverview‖即可。自動(dòng)重載蕩定時(shí)器2工作于16位自動(dòng)重載模式，可對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)向上計(jì)數(shù)或向下計(jì)數(shù)。這一功能可以通過(guò)特殊寄存器T2MOD（見表4）中的DCEN（向下計(jì)數(shù)允許位）來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)復(fù)位，DCEN被置為0，因此，定時(shí)器2默認(rèn)為向上計(jì)數(shù)。DCEN設(shè)置后，定時(shí)器2就可以取決于T2EX向上、向下計(jì)數(shù)。

附錄Ⅱ系統(tǒng)硬件原理圖+5V+5v附錄Ⅲ元器件清單2727D1二極管N40011628U3變壓器129U4反相器CD4069130U5蜂鳴器131Q1三極管S8050632U6DIP-40133L杜邦線2034X1晶振12MHz135X排針336U7AT89C511畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過(guò)程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績(jī)：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年月日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《