基于单片机的多功能住宅安防报警系统的设计(4)

2018-11-27 17:16

? 片内集成8KB的FLASH存储器,可反复编程/擦除1000次。 ? 工作电压:5.5V-3.4V(5V单片机)/3.8V-2.0V(3V单片机)。

? 共3个16位定时器/ 计数器,其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。 ? 外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。

? 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART。

U21234567891011121314151617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL2XTAL1VSSSTC89C54RD++VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.04039383736353433323130292827262524232221

图2-10 STC89C52引脚图

(2)管脚说明:

VCC:供电电压。 GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8个TTL门电流。当P1口的管脚第一次写“1”时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时,P0口作为原码输入口,当FLASH 进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4 TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为

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输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为ST89C52的一些特殊功能口,P3口管脚备选功能如下:

P3.0/RXD(串行输入口); P3.1/TXD(串行输出口); P3.2/INT0(外部中断0); P3.3/INT1(外部中断1); P3.4/T0(计时器0 外部输入); P3.5/T1(计时器1 外部输入); P3.6/WR(外部数据存储器写选通); P3.7/RD(外部数据存储器读选通);

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST:复位输入。当振荡器复位时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR 8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器读取指令期间,每个机器 周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出。 EA/VPP:当EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源

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(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。 (3)振荡器特性:

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。因为输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 (4)芯片擦除:

整个EPROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管 脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦除过程中,代码阵列全被写“1”,且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。 (5)编程算法:

① 地址线上输入需要编程的存储单元地址。 ② 在数据线上输入编程数据。 ③ 加正确的控制信号组合。

④ 在“高压”模式下使VPP为12V。

⑤ 在ALE引脚上加一次负脉冲,可对FLASH存储器的一个字节或保密位进行编程。编程一个字节的周期是内部自定时的,并且典型时间不会超过1.5ms。改变编程的存储单元地址和编程数据只需重复步骤①~⑤,直到编程文件的最后。另外,STC89C52设有稳态逻辑,可以在零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下,CPU停止工作,但定时器、RAM、串口、计数器和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止[7]。

2.4.2 时钟电路单元

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出,该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHz,一个振荡周期为1/12us,故而一个机器周期为1us。如图2-11所示为时钟电路。

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C2Cap22pF2XTAL2Y1XTALC3Cap22pF1XTAL1

图2-11 时钟电路图

2.4.3 复位电路单元

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后, 在RST端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时,则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图2-12示为复位电路[8]。

VCCS1SW-PBC1Cap Pol110uFRSTR1Res210K

图2-12 复位电路图

2.5 声光报警模块

声光报警模块完成系统的报警功能,当出现警情时,单片机控制该模块做出反应,起到警示闯入者和提醒户主采取行动的作用。该模块包含发光二极管报警单元和声音报警单元。

2.5.1 发光二极管报警单元

由2个发光二极管接上电阻后连上单片机的P3.1/TXD的引脚,外接VCC,当单片机的P3.1/TXD引脚被置高电平后,发光二极管被点亮,起到报警显示作用。如图2-13所示为发光二极管报警电路。

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DS?P30R?Res10.56kP31R?Res10.56KLED-REDDS?LED-GREENDS?LED-RED 图2-13 发光二极管报警电路图

2.5.2 声音报警单元

如下图所示,用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的P3.7引脚上,构成声音报

警电路,当P3.7引脚被置高电平后,启动报警电路,起到报警和震慑作用。如图2-14示为声音报警电路。

VCC

LS1D1Q18550R21K

图2-14 声音报警电路图

P372.6 LCD显示模块

本系统的LCD显示屏选用AMPIRE12864图形点阵液晶显示器,当出现警情时可以显示报警信息。它是带有中文字库,是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式,内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字,和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字, 也可完成图形显示。另外,低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁,且该模块的价格也低于相同点阵的图形液晶模块。因此本文选LCD12864

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