硬件設(shè)計思路

/步進電機隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量和日俱增，它廣泛用于打印機、電動玩具等消費類產(chǎn)品以及數(shù)控機床、工業(yè)機器人、醫(yī)療器械等機電產(chǎn)品中，其在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。探討步進電機的限制系統(tǒng)，對提高限制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。步進電機是一種能夠?qū)㈦娮用}沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機電元件，它事實上是一種單相或多相同步進電動機。單相步進電動機有單路電脈沖驅(qū)動，輸出功率一般很小，其用途為微小功率驅(qū)動。多相步進電動機有多相方波脈沖驅(qū)動，用途很廣。運用多相步進電動機時，單路電脈沖信號可先通過脈沖支配器轉(zhuǎn)為多相脈沖信號，在經(jīng)過功率放大后分別送入步進電機各項繞組。每輸入一個脈沖信號，電動機電動機各項的通電狀態(tài)就發(fā)生變更，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過確定的角度，也就是步距角。正常狀況下步進電機轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖的頻率保持嚴格的對應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動和負載變更的影響。由于步進電機能干脆接受數(shù)字量的輸入，所以特殊適合微機限制。步進電機的一些特點：1．一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。2．步進電機外表允許的最高溫度。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3．步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的上升而下降。當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4．步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于確定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載狀況下能夠正常啟動的脈沖頻率，假如脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的狀況下，啟動頻率應(yīng)更低。假如要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)當(dāng)有加速過程，即啟動頻率較低，然后按確定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。步進電動機以其顯著的特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進電機本身技術(shù)的提高，步進電機將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象一般的直流電機，溝通電機在常規(guī)下運用。它必需由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成限制系統(tǒng)方可運用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)學(xué)問。步進電動機有如下特點：1）步進電動機的角位移和輸入脈沖數(shù)嚴格成正比。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒有累計誤差，具有良好的跟隨性。2）由步進電動機和驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既簡潔、廉價，又特殊牢靠，同時，它也可以和角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。3）步進電動機的動態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距，因此一般可以不用減速器而干脆驅(qū)動負載。5）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，不能干脆運用溝通電源和直流電源。6）步進電機存在振蕩和失步現(xiàn)象，必需對限制系統(tǒng)和機械負載實行相應(yīng)措施。國內(nèi)限制器的探討起步較晚，運動限制技術(shù)為一門多學(xué)科交叉的技術(shù)，是一個以自動限制理論和現(xiàn)代限制理論為基礎(chǔ)，包括許多不同學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域。如電機技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、限制理論和微計算機技術(shù)等，運動限制技術(shù)是這些技術(shù)的有機結(jié)合體?？傮w上來說，國內(nèi)探討取得很大的進步，但無論從限制器還是從限制軟件上來看，和國外相比還是具有確定差距。在國內(nèi)，步進電機驅(qū)動器是從五十年頭起先發(fā)展，事實上進入七十年頭后才起先有較大進展至今己有較好的基礎(chǔ)和確定的規(guī)模。七十年頭，我國曾經(jīng)花費了很大的力氣來發(fā)展接受步進電動機系統(tǒng)的數(shù)控機床。眾所周知，那次的發(fā)展很不成功，主要是限制系統(tǒng)的不行靠、不穩(wěn)定所造成的。其中，步進電動機的驅(qū)動器性能較差、價格昂貴、牢靠性低是一個重要的緣由。八十年頭末起先在我國發(fā)展的經(jīng)濟型機床限制系統(tǒng)，它是一種用單板計算機和步進電機開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成的簡易型限制裝置。由于接受了單板機限制，使得限制部件的穩(wěn)定性、牢靠性大為提高，成本下降。而步進電機及其驅(qū)動器仍基本上停留在較低的水平，成為這種系統(tǒng)發(fā)展的主要障礙。電動機的理論、設(shè)計和制造技術(shù)相對較強，驅(qū)動器的發(fā)展則是一個薄弱的環(huán)節(jié)，一方面在我國步進電機的驅(qū)動器多接受傳統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)，性能落后;另一方面還表現(xiàn)在缺乏驅(qū)動器專業(yè)生產(chǎn)。目前我國許多廠家已研制生產(chǎn)出步進電機的驅(qū)動器，其技術(shù)設(shè)計基本上是引進國外的專用芯片，且其性能還存在許多不足(如節(jié)能、穩(wěn)定性等)，和國外產(chǎn)品相比還有確定距離.而對于限制器的探討國內(nèi)起步較晚，運動限制技術(shù)為一門多學(xué)科交叉的技術(shù)，是一個以自動限制理論和現(xiàn)代限制理論為基礎(chǔ)，包括許多不同學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域。如電機技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、限制理論和微計算機技術(shù)等，運動限制技術(shù)是這些技術(shù)的有機結(jié)合體。對于步進電機限制系統(tǒng)，運動限制器就像是它的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，指揮著它的每個動作。限制器接收相應(yīng)指令，并依據(jù)指令向各進給電機發(fā)出限制信號，各個電機的驅(qū)動器則將限制信號轉(zhuǎn)變成干脆驅(qū)動電機的電信號。開放式運動限制己成為運動限制的發(fā)展方向，因此對限制器也有更高的要求。目前限制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中多接受如下方案之一構(gòu)成:(1)基于PC和微處理器.由單片機等微處理器為核心部件，加上存儲器、編碼器信號處理電路以及D/A轉(zhuǎn)換電路等組成限制器，其限制算法的程序固化在存儲器中。而上位機基于PC的限制系統(tǒng)，由于聯(lián)動插補算法較困難，有大量浮點運算，對實時性要求又較高，選用PC來完成粗插補運算和數(shù)值運算。同時可利用豐富的PC軟件來改善限制系統(tǒng)的圖形顯示、動態(tài)仿真、編程和診斷功能。(2)基于微限制器設(shè)計的專用集成電路，如美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM628,惠普公司的HCPLl100等。用一個芯片即完成速度曲線規(guī)劃、PID伺服限制算法、編碼器信號的處理等多種功能。一些須要用戶經(jīng)常更改的參數(shù)如電機位置、速度、加速度、PID參數(shù)等均在芯片內(nèi)部的RAM內(nèi)，可由計算機用指令很便利的修改。但由于受到運算速度的限制，困難的限制算法和功能很難實現(xiàn)。(3)基于PC總線的開放式系統(tǒng)限制器和可編程數(shù)字邏輯器件。可編程器件具有:高性能、高集成度、高靈敏性、簡化電路等優(yōu)點。而現(xiàn)在的奔騰、奔騰II、奔騰III微處理器計算速度和運算實力很強大，以其為基礎(chǔ)的限制器已經(jīng)能同專用的限制器相媲美。但這個方案接受元器件較多，牢靠性低，體積比較大，軟件設(shè)計工作量較大。而系統(tǒng)中各個坐標(biāo)軸電機還需具備位置限制功能，位置限制實時性很強，當(dāng)限制軸數(shù)較多時，任務(wù)和插補共用一個CPU會導(dǎo)致系統(tǒng)主機負擔(dān)太重，實時性不易保證，而且故障風(fēng)險過于集中。(4)基于數(shù)字信號處理器(DSP)型.20世紀90年頭以來，隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，將運算高速、功能強大的數(shù)字信號處理器應(yīng)用于限制器。許多公司研制了以DSP為微處理器的限制器，這些限制器一般以IPC或兼容機為硬件平臺，以DOS或WINDOWS為軟件平臺，接受開放式開發(fā)手段，運用很便利。美國DeltaTauPMAC一PC以DataSystem公司推出的PMAC系列伺服限制器比較有代表性。Motorola公司的DSP56001為微處理器，主頻20/30MHz,60/40微秒/軸的伺服更新率，36位位置范圍，16位DAC輸出辨別率，10/15MHz編碼計數(shù)率，每秒可處理多達500條程序，可以完成直線或圓弧插補，"S曲線”加速和減速，三次軌跡計算、樣條計算。利用DSP強大的運算功能實現(xiàn)1-8軸的多軸實時限制?，F(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度

或15度；反應(yīng)式步進電機一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導(dǎo)的變更產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?；旌鲜讲竭M電機是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為

0.72度。本次驅(qū)動方案所選用的步進電機是永磁式步進電機。步進電機主要的技術(shù)指標(biāo)有：1)步距角指每給一個電脈沖信號電動機轉(zhuǎn)子所應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度的理論值。目前國產(chǎn)商品化步進電機常用步距角為：0.36、0.6、0.72、0.75、0.9、1.2、1.5、1.8、2.25、3.6、4.5度等。2)齒距角相鄰兩齒中心線間的夾角，通常定子和轉(zhuǎn)子具有相同的齒距角。3)失調(diào)角失調(diào)角是指轉(zhuǎn)子偏離零位的角度。4)精度步進電機的精度有兩種表示方法，一種用步距誤差最大值來表示，另一種用步距累計誤差最大值來表示。最大步距誤差是指電動機旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)相鄰兩步之間的最大步距角和志向步距角的差值，用志向步距的百分數(shù)表示。最大累計誤差是指隨意位置起先經(jīng)過隨意步之間，角位移誤差的最大值。5)轉(zhuǎn)矩步進電機轉(zhuǎn)矩是一個重要的指標(biāo)。它又包括定位轉(zhuǎn)矩、靜轉(zhuǎn)矩、動轉(zhuǎn)矩。定位轉(zhuǎn)矩是指在繞組不通電時電磁轉(zhuǎn)矩的最大值。通常反應(yīng)式步進電機的定位轉(zhuǎn)矩為零，混合式步進電機有確定的定位轉(zhuǎn)矩。靜轉(zhuǎn)矩是指不變更繞組通電狀態(tài)，即轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的電磁轉(zhuǎn)矩。它是繞組電流及失調(diào)角的函數(shù)。對應(yīng)某一失調(diào)角時靜轉(zhuǎn)矩最大，稱為最大靜轉(zhuǎn)矩。動轉(zhuǎn)矩是指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動狀況下的最大輸出轉(zhuǎn)矩值，它和運行頻率有關(guān)。在確定頻率下，最大靜轉(zhuǎn)矩越大，動轉(zhuǎn)矩也越大。6)響應(yīng)頻率在某一頻率范圍內(nèi)步進電機可以隨意運行而不會丟失一步，則這一最大頻率稱為響應(yīng)頻率。通常用啟動頻率來作為衡量的指標(biāo)，它是指在確定負載下干脆啟動而不失步的極限頻率，稱為極限啟動頻率。7)運行頻率指拖動確定負載使頻率連續(xù)上升時，步進電機能不失步運行的極限頻率。課題的探討意義和目的步進電機可在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過變更脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)限制及制動等，這是步進電動機最突出的優(yōu)點.由其組成的開環(huán)系統(tǒng)簡潔、廉價、牢靠。因此，它被廣泛的運用于數(shù)控機床、繪圖機、計算裝置、自動記錄儀、工業(yè)機器人、無損檢測等系統(tǒng)及裝置中。步進電機的性能在很大程度上取決于步進電機限制系統(tǒng)，而步進電機限制系統(tǒng)由步進電機限制器、驅(qū)動器、系統(tǒng)軟件等幾部分組成，限制系統(tǒng)的每一部分對步進電機的運行性能休戚相關(guān)。步進電機和它的限制驅(qū)動系統(tǒng)是不行分割的兩部分，由于步進電機驅(qū)動器的不完善，使得步進電機系統(tǒng)表現(xiàn)出一些重大的欠缺;接近工作頻率的低頻共振，低速運行平穩(wěn)性較差，高速運行的快速響應(yīng)實力差、簡潔失步、效率低、能耗大、發(fā)熱量大等.從應(yīng)用的角度來看，嚴峻制約步進電動機的問題就是失步、振蕩和較差的矩頻特性?；谝陨侠碚?，步進電機的限制驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計就特殊必要?，F(xiàn)舉一個設(shè)計，本限制系統(tǒng)的設(shè)計，由硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分組成。其中，硬件設(shè)計主要包括單片機最小系統(tǒng)、鍵盤限制模塊、步進電機驅(qū)動模塊、數(shù)碼顯示模塊等功能模塊的設(shè)計，以及硬件電路在電路板上的實現(xiàn)。軟件設(shè)計包括主程序以及各個模塊的限制程序，最終實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)動速度的限制，并且將步進電機的轉(zhuǎn)動速度動態(tài)顯示在LED數(shù)碼管上。本系統(tǒng)具有智能性、好用性及牢靠性的特點。設(shè)計的步進電機限制系統(tǒng)有以下功能：1.步進電機的啟停限制2．步進電機的正反轉(zhuǎn)限制3.步進電機的加速限制4.步進電機的減速限制5.步進電機轉(zhuǎn)速的動態(tài)顯示1、步進電機的選擇方案一：選擇反應(yīng)式步進電動機（VR）。接受高導(dǎo)磁材料構(gòu)成齒狀轉(zhuǎn)子和定子，其結(jié)構(gòu)簡潔，生產(chǎn)成本低，步距角可以做的相當(dāng)小，但動態(tài)性能相對較差。方案二：選擇永磁式步進電動機（PM）。轉(zhuǎn)子接受多磁極的圓筒形的永磁鐵，在其外側(cè)配置齒狀定子。用轉(zhuǎn)子和定子之間的吸引和排斥力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動步的角度一般是7.50。它的出力大，動態(tài)性能好；但步距角一般比較大。方案三：選擇混合步進電動機（HB）。這是PM和VR的復(fù)合產(chǎn)品，其轉(zhuǎn)子接受齒狀的稀土永磁材料，定子則為齒狀的突起結(jié)構(gòu)。此類電機綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點，步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是性能較好的一類步進電動機，在計算機相關(guān)的設(shè)備中多用此類電機。由于永磁式步進電機的動態(tài)性能比較好，而且結(jié)構(gòu)相對比較簡潔，價格適中，是電子業(yè)余愛好者中常用的步進電機。故在此選用永磁式步進電機。2、單片機的選擇方案一：選擇ARM7TDMIS3C44BOX單片機S3C44BOX單片機包含ARM7TDMI處理器。ARM7TDMI處理器是ARM公司通用的32位微處理器家族的成員之一，是一種高性能、廉價、低功耗的RISC處理器，同時又具有特殊豐富的片上資源，特殊適合嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)。方案二：選擇AT89S52單片機AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。它的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件接受ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，和工業(yè)標(biāo)準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于AT89S52的結(jié)構(gòu)簡潔、價格適中、高性能，故在此選擇AT89S52單片機。3、步進電機驅(qū)動電路的設(shè)計方案一：運用多個功率放大器件驅(qū)動電機通過運用不同的放大電路和不同參數(shù)的器件，可以達到不同的放大的要求，放大后能夠得到較大的功率。但是由于運用的是四相的步進電機，就須要對四路信號分別進行放大，由于放大電路很難做到完全一樣，當(dāng)電機的功率較大時運行起來會不穩(wěn)定，而且電路的制作也比較困難。方案二：運用ULN2803八NPN達林頓連接晶體管驅(qū)動電機ULN2803八NPN達林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如TTL,CMOS或PMOS/NMOS）和大電流高電壓要求的燈、繼電器、打印機錘和其他類似負載間的接口的志向器件。廣泛用于計算機，工業(yè)和消費類產(chǎn)品中。全部器件有集電極開路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極管。ULN2803的設(shè)計和標(biāo)準TTL系列兼容。由于ULN2803八NPN達林頓連接晶體管的結(jié)構(gòu)簡潔而且能為步進電機供應(yīng)脈沖信號，進而將脈沖轉(zhuǎn)化為步進角度，從而能限制步進電機轉(zhuǎn)動。故選擇ULN2803八NPN達林頓連接晶體管作為所需單片機。4、數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計方案一：共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，運用時公共陽極接+5V，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻和輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平常，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入高電平常則不點亮。方案二：共陰極接法。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，運用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻和輸入端相連。當(dāng)陽極端輸入高電平常，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平常則不點亮。在本設(shè)計中所接受的是共陽極LED數(shù)碼顯示器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖在本設(shè)計中，數(shù)碼顯示電路通過交替向P2.6和P2.7輸出低電平，使得和這兩個端口連接的三極管交替導(dǎo)通，從而為數(shù)碼管供應(yīng)電源，也實現(xiàn)了數(shù)碼管的動態(tài)掃描。通過P1口輸出段選信號，限制了數(shù)碼管顯示的內(nèi)容。5硬件設(shè)計思路步進電機限制系統(tǒng)共分為四個模塊：單片機最小系統(tǒng)模塊、鍵盤限制模塊、數(shù)碼顯示模塊、步進電機驅(qū)動模塊。單片機最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路和時鐘電路組成。復(fù)位電路為單片機系統(tǒng)供應(yīng)牢靠復(fù)位，使單片機能正常啟動。時鐘電路接受外部時鐘方式，保證單片機個功能部件都是以時鐘頻率為基準，有條不紊地一拍一拍地工作。鍵盤限制模塊包括啟停鍵、方向限制鍵、加速鍵和減速鍵，分別和單片機的P2.0、p2.1、p2.2和P2.3相連。實現(xiàn)對步進電機的限制。并且鍵盤上連接有發(fā)光二極管，以指示鍵盤狀態(tài)。數(shù)碼顯示模塊接受共陽極數(shù)碼管來動態(tài)顯示步進電機的實際轉(zhuǎn)動速度。利用三極管為數(shù)碼管的com端供應(yīng)高電平。單片機的P1口供應(yīng)數(shù)碼管的段選信號，P2.6和P2.7限制數(shù)碼管的位選信號。步進電機驅(qū)動模塊選用八NPN達林頓連接晶體管2803為步進電機供應(yīng)脈沖信號，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動。該模塊和單片機的P3.4—P3.7相連。說明如下：1.單片機接受鍵盤信息，變更系統(tǒng)內(nèi)部變量值。2.單片機輸出脈沖信號，限制步進電機轉(zhuǎn)動。3.單片機依據(jù)步進電機實際轉(zhuǎn)動值，限制數(shù)碼管顯示。AT89S52單片機8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51單片機影響極深遠，許多公司都推出了兼容系列單片機，就是說MCS-51內(nèi)核事實上已經(jīng)成為一個8位單片機的標(biāo)準。許多公司的51單片機產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89S52，PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說的89S52指的是ATMEL公司的AT89S52單片機，同時是在原基礎(chǔ)上增加了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲器取帶了原來的ROM（一次性寫入），AT89S52的性能相對于8051已經(jīng)算是特殊優(yōu)越的了。AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。它的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件接受ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，和工業(yè)標(biāo)準的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AT89S52是一種高效微控器，AT89S52單片機為許多嵌入式限制系統(tǒng)供應(yīng)了一種靈敏性高且價廉的方案。單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖為如圖所示：1．主要特性：?和MCS-51單片機產(chǎn)品兼容?8K字節(jié)可編程flash存儲器?壽命：1000寫/擦循環(huán)?全靜態(tài)工作：0Hz-33Hz?三級加密程序存儲器?256*8位內(nèi)部RAM?32可編程I/O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?看門狗定時器?雙數(shù)據(jù)指針2．管腳說明：VCC：供電電源。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸取8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必需被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部供應(yīng)上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平常，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣由。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣由。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣由P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1P3口的部分功能口口管腳備選功能P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0記時器0外部輸入P3.5T1記時器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些限制信號。RST：復(fù)位信號輸入端。當(dāng)單片機運行時，在此引腳加上持續(xù)時間大于兩個機器周期的高電平是，就可以完成復(fù)位操作。下圖所示的復(fù)位電路兼有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位的雙重功能，并且在滿足單片機牢靠復(fù)位的前提下降低了復(fù)位引腳的對地阻抗，增加了復(fù)位電路的抗干擾實力，二極管的起到快速泄放電容電量的