哈尔滨理工大学学士学位论文 第3章 系统硬件电路设计
3.1 主控制芯片及外围电路设计
3.1.1 STC89C52RC
STC89C52RC引脚图如图3-1所示：
图3-1 STC89C52RC引脚图
VCC（40引脚）：电源电压。 VSS（20引脚）：接地。
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路8位双向I/O口。作为输出端，每个引脚能驱动8个TTL负载电路，当端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序或数据存储器时，P0口可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；然而在校验程序时，P0端口输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用，因为内部有上拉电阻，所以那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数
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哈尔滨理工大学学士学位论文 器。
P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入“1”时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为P2口内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @DPTR”指令）时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX @R1”指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。
在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（以吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。P3口的复用功能如表3-1：
表3-1 P3口复用功能表
引脚号 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 复用功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） （外部中断0） （外部中断1） T0（定时器0的外部输入） T1（定时器1的外部输入） （外部数据存储器写选通） （外部数据存储器读选通） RST（9引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时有效，用来完成单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚也可以用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可作为外部定时器或时钟使用。然而，特别需要强调，在每次访问外部数据存储器
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哈尔滨理工大学学士学位论文 时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将SFR地址数据的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（SFR地址数据的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
定时/计数器2控制寄存器各位功能说明如表3-2所示：
表3-2 定时/计数器2控制寄存器功能表
符号 TF2 功能 定时器2溢出标志。定时器2溢出时，又由硬件置位，必须由软件请0.当RCLK=1或TCLK=1时，定时器2溢出，不对TF2置位。 定时器2外部标志。当EXEN2=1，且当T2EX引脚上出现负跳变而出现捕获或重装载时，EXF2置位，申请中断。此时如果允许定时器2中断，CPU将响应中断，执行定时器2 中断服务程序，EXF2必须由软件清除。当定时器2工作在向上或向下计数方式时（DCEN=1），EXF2不能激活中断。 接收时钟允许。RCLK=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的接收时钟，RCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为接收脉冲。 发送时钟允许。TCLK=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的发送时钟，TCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为发送脉冲。 定时器2外部允许标志。当EXEN2=1时，如果定时器2未用于作串行口的波特率发生器，在T2EX端口出现负跳变脉冲时，激活定时器2捕获或者重装载。EXEN2=0时，T2EX端的外部信号无效。 定时器2启动/停止控制位。TR2=1时，启动定时器2。 定时器2定时方式或计数方式控制位。C/=0时，选择定时方式，C/=1时，选择对外部事件技术方式（下降沿触发）。 捕获/重装载选择。CP/=1时，如EXEN2=1，且T2EX端口出现负跳变脉冲时发生捕获操作。CP/=1时，若定时器2溢出或EXEN2=1条件下，T2EX端口出现负跳变脉冲，都会出现自动重装载操作。当RCLK=1或TCLK=1时，该位无效，在定时器2溢出时强制其自动重装载。 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C CP PSEN（29引脚）：外部程序存储器选通信号，当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，将不被激活。
VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，必须接GND。注意加密方式1时，将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令，应该接VCC。在Flash编程期间，也接收12伏VPP电压。
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哈尔滨理工大学学士学位论文 XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。
3.1.2 复位电路
单片机复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防止电源开关导通关断或电源插头分合过程中引起的抖动而采用复位。选用复位电路如图3-2所示。
图3-2 复位电路图
STC89C52单片机复位只需要在第9引脚接个高电平持续2uS就可以实现。在电路图中，电容的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是10K*10UF=0.1S, 也就是说在单片机供电启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在单片机启动0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右）。
在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更
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哈尔滨理工大学学士学位论文 小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。使单片机系统实现自动复位。
3.2 人体感应模块硬件及电路设计
3.2.1 BIS0001
采用BISS0001芯片，这是一款高效传感信号处理集成电路芯片，通过内部运算放大器、电压比较器、状态控制器、延时定时器、封锁时间定时器通过一系列数模混合运算对信号进行处理。其引脚功能及内部框图如图3-3所示。
图3-3 BIS0001引脚功能及内部框图
A（1引脚）：可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；当A为“0”时，不可重复触发。
VO（2引脚）：控制信号输出端，由VS的上跳前沿触发，使VO输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间TX之外和VS没有上跳变时，VO保持低电平状态。
RR1（3引脚）：输出延迟时间TX的调节端。 RC1（4引脚）：输出延迟时间TX的调节端。 RC2（5引脚）：触发封锁时间Ti的调节端。 RR2（6引脚）：触发封锁时间Ti的调节端。 VSS（7引脚）：工作电源负端。 VRF（8引脚）：参考电压及复位输入端，通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位。
VC（9引脚）：触发禁止端，当VC
IB（10引脚）：运算放大器偏置电流设置端。 VDD（11引脚）：工作电源正端。
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