基于單片機的超聲波液位測量系統(tǒng)本科生畢業(yè)設計論文

本科生畢業(yè)設計（論文）本科生畢業(yè)設計（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)的軟硬件的調試超聲波測距儀的制作和調試都比較簡單，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，安裝時應保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8cm，其余元件無特殊要求。若能將超聲波接受電路用金屬殼屏蔽起來，則可能提高抗干擾能力。根據測量范圍要求不同，可適當調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試好后，便可將程序編譯好下載到單片機試運行。根據實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量的間隔時間，以適應不同距離的測量需要。根據所設計的電路參數(shù)和程序，測距儀能測的范圍為0.07～5.5m，測距儀最大誤差不超過1cm。系統(tǒng)調試完后應對測量誤差和重復一致性進行多次實驗4.6調試分析本系統(tǒng)使用51單片機作為調試工具，當keil軟件編譯好程序后，通過RS232將程序下載到AT89C51單片機上，便可進行程序調試。4.6.1LED顯示程序的調試對于顯示程序的調試，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‖，經過編譯軟件編譯后，將程序下載到單片機中，上電復位后，LED顯示為“1234”，說明顯示程序正常。4.6.2溫度測量程序的調試對于溫度程序的調試，主要是測量到的溫度是否正確。將溫度測量程序與顯示程序結合，LED顯示當前的溫度。經過編譯軟件編譯后，將程序下載到單片機中，上電復位后，LED顯示“28.5℃”，說明溫度測量程序正常。分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達到實際使用的測量要求。

第5章結論由于時間和其它客觀上的原因，此次設計沒有成功做出實物。但是對設計有一個很好的理論基礎。設計的最終結果是使超聲波測距儀能夠產生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測量距離。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。此次設計采用反射波方式。超聲波測距儀硬件電路的設計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。單片機采用AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機用P1.0端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號，利用外中斷0口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的LED數(shù)碼管。超聲波測距的算法設計原理為超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內部的定時器T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在INT0端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。在元件及調制方面，由于采用的電路使用了很多集成電路。外圍元件不是很多，所以調試不會太難。一般只要電路焊接無誤，稍加調試應該會正常工作。電路中除集成電路外，對各電子元件也無特別要求。根據測量范圍要求不同，可適當調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，則可提高抗干擾能力。參考文獻[1]胡平．超聲波測距儀的研制[J].計算機與現(xiàn)代化．2003，10．[2]時德剛．劉嘩，超聲波測距的研制[J]．計算機測量與控制．2002，10．[3]華兵．MCS-51單片機原理應用[M]．武漢：武漢華中科技大學出版社．2002，5，125-144頁．[4]李華．MCU-51系列單片機實用接口技術[M]．北京：北京航天大學出版社．1993，6．376-380頁．[5]郁有文．傳感器原理及工程應用[M]．西安:西安電子科技大學出版社．2000．[6]中國電子學會敏感技術分會，北京電子學會，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單片機實用技術與接口技術—C語言及其應用[M]．北京：北京航空航天大學出版社．2002，4．[8]陳新建.PIC系列單片機程序設計與開發(fā)應用[M]．北京：北京航空航天大學出版社．2007，5．[9]張明峰．PIC單片機入門與實戰(zhàn)[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2004，4．[10]MykePredko著，胡光華譯．PIC微控制器基礎與實踐[M]．北京：科學出版社．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．[12]黃智偉主編．全國大學生電子設計競賽訓練教程[M]．西安：電子工業(yè)出版社．2005，1．[13]牛余朋．成曙.基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)[J]．北京：兵工自動化．2005，2．78-88頁.[14]何莉，曾憲文．徐霞.基于PIC單片機的超聲波測距系統(tǒng)[J]．北京：壓電與聲光，第26卷第2期．2004年4月．[15]宋敬國，李元宗．徐玉華.PIC單片機在超聲波測距系統(tǒng)中的應用[J]．北京：機械工程與自動化,第4期(總第143期)，2007年8月．[16]姜道連，寧延一，袁世良．用AT89C2051設計超聲波測距儀[J]，TI：國外電子元器件．2000，第12月．[17]蘇偉，鞏壁建.超聲波檢測距誤差分析[J]．傳感器技術，2004，257-274頁．[18]勝全．D18B20數(shù)字溫度計在微機溫度采集系統(tǒng)中的序編制[J]．南京：南京大學出版社1998，3．[19]薛紅宣，采用軟件抗干擾設計提高微機系統(tǒng)的可靠性[J]．電子產品世界，2004，1．[20]潘登，潘宗預．超聲波測距精度的探討[J]．北京：包裝工業(yè)，2003年11月．[21]九州．放大電路實用手冊[M]．沈陽：遼寧科技出版社，2002，5．[22]占操，梁厚琴，曹燕．單片機系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術[M]．電子技術，2003，3．[23]王福瑞．單片微機測控系統(tǒng)設計大全[M]．北京：北京航空航天大學出版社，1998，282-283頁．[24]王大海．新型溫濕度自動控制系統(tǒng)的設計與應用[J]．電子工程師．2002，28（3）：33-36頁．[25]蔣敏蘭，胡生清，幸國全．TS-18B20數(shù)字溫度傳感器的非線性補償及應用[J]．傳感器技術，2001，20（10）．54-55頁．[26]APLUS，API8108Aversatile10secinstantvoicerom[PDF]．美國：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，我要感謝我的導師在畢業(yè)設計中對我給予的悉心指導和嚴格要求，同時也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設計這期間所給予我的幫助。在畢業(yè)設計論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導和日常生活上的關懷，沒有您們這樣的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計，借此機會，向您們表示由衷的感激。同時還要感謝系實驗室在畢業(yè)設計期間提供給我們優(yōu)越的實驗條件。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設計的同學們。在畢業(yè)設計的短短3個月里，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，在此也真誠的謝謝你們。同時，我還要感謝我的寢室同學和身邊的朋友，真是在這樣一個團結友愛、相互促進的環(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，在生活和學習上給予我無盡的關懷、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長道路上的種種困難，順利的完成大學學習。還有許許多多給予我學業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，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存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(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用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89C51具有以下標準功能：4k字節(jié)Flash，128字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。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?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。主要性能與MCS-51單片機產品兼容4K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz三級加密程序存儲器32個可編程I/O口線三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源全雙工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器雙數(shù)據指針掉電標識符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。當訪問外部程序和數(shù)據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據復用。在這種模式下，P0具有內部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫―1‖時，內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部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P2口：P2口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫―1‖時，內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)據存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫―1‖時，內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編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。RST:復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位?？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默認狀態(tài)下，復位高電平有效。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，特別強調，在每次訪問外部數(shù)據存儲器時，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使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設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AT89C52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據存儲器時，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)行內部程序指令，EA應該接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。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個隨機數(shù)據；寫入的數(shù)據將會無效。用戶不應該給這些未定義的地址寫入數(shù)據―1‖。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復位后，這些位都為―0‖。中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在IE中設置。雙數(shù)據指針寄存器：為了更有利于訪問內部和外部數(shù)據存儲器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據指針寄存器：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。用戶應該在訪問數(shù)據指針寄存器前先初始化DPS至合理的值。掉電標志位：掉電標志位（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，但不受復位影響。存儲器結構MCS-51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據存儲器都可以64K尋址。程序存儲器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于89S52，如果EA接VCC，程序讀寫先從內部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據存儲器：AT89C51有128字節(jié)片內數(shù)據存儲器?？撮T狗定時器WDT是一種需要軟件控制的復位方式。WDT由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復位存儲器（WDTRST）構成。WDT在默認情況下無法工作；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WDT激活后，晶振工作，WDT在每個機器周期都會增加。WDT計時周期依賴于外部時鐘頻率。除了復位（硬件復位或WDT溢出復位），沒有辦法停止WDT工作。當WDT溢出，它將驅動RSR引腳一個高個電平輸出。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WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來避免WDT溢出。當計數(shù)達到8191(1FFFH)時，13位計數(shù)器將會溢出，這將會復位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個機器周期WDT都會增加。為了復位WDT，用戶必須向WDTRST寫入01EH和0E1H（WDTRST是只讀寄存器）。WDT計數(shù)器不能讀或寫。當WDT計數(shù)器溢出時，將給RST引腳產生一個復位脈沖輸出，這個復位脈沖持續(xù)96個晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應該在一定時間內周期性寫入那部分代碼，以避免WDT復位。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：硬件復位或通過一個激活的外部中斷。通過硬件復位退出掉電模式后，用戶就應該給WDT喂狗，就如同通常AT89C51復位一樣。通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應持續(xù)拉低很長一段時間，使得晶振穩(wěn)定。當中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時候復位器件，WDT直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著WDT應該在中斷服務程序中復位。為了確保在離開掉電模式最初的幾個狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進入掉電模式前就復位WDT。在進入待機模式前，特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來決定WDT是否繼續(xù)計數(shù)。默認狀態(tài)下，在待機模式下，WDIDLE＝0，WDT繼續(xù)計數(shù)。為了防止WDT在待機模式下復位AT89C51，用戶應該建立一個定時器，定時離開待機模式，喂狗，再重新進入待機模式。UART：在AT89C51中，UART的操作與AT89C52和AT89S52一樣。為了獲得更深入的關于UART的信息，可參考ATMEL網站（）。從這個主頁，選擇―Products‖，然后選擇―8051-ArchitechFlashMicrocontroller‖，再選擇―ProductOverview‖即可。定時器0和定時器1：在AT89C51中，定時器0和定時器1的操作與AT89C52和AT89S52一樣。為了獲得更深入的關于UART的信息，可參考ATMEL網站（）。從這個主頁，選擇―Products‖，然后選擇―8051-ArchitechFlashMicrocontroller‖，再選擇―ProductOverview‖即可。自動重載蕩定時器2工作于16位自動重載模式，可對其編程實現(xiàn)向上計數(shù)或向下計數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD（見表4）中的DCEN（向下計數(shù)允許位）來實現(xiàn)。通過復位，DCEN被置為0，因此，定時器2默認為向上計數(shù)。DCEN設置后，定時器2就可以取決于T2EX向上、向下計數(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)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。作者簽名：日期：學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設計）質量論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設計）水平論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級前的□內畫“√”）指導教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級前的□內畫“√”）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學系意見本科生畢業(yè)設計（論文）本科生畢業(yè)設計（論文）本科生畢業(yè)設計（論文）學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經特別注明引用的內容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 學位論文作者（本人簽名）： 年月日學位論文出版授權書本人及導師完全同意《