图2-2 STC89C52RC管脚图
STC89C52RC单片机在本次设计主要被采用
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，它具有内部RAM-128字节;全双工
串行通信口1个；16位定时器2个；Flash闪速存储—4K字节；可编程I/O口线32个；时钟电路以及计数器片内振荡器；5向量两级中断结构1个。本系统的中央处理器CPU将会在该控制系统处于空闲模式下时停止工作，但此时并不是所有部件都停止工作，如随机存储器RAM、串行通信口定时/计数器和中断系统是被允许继续工作的。而当控制系统处于掉电的状态下，其振荡器将被停止工作，其他的所有部件也会被禁止工作，直至下一个硬件复位，但是随机存储器RAM里面的内容将会被保存。
STC89C52RC引脚功能简介：
P0口：因其只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作，故而通称为数据总线口，是三态双向口。此外，外部存储器的低8位地图1址也可以利用P0口输出。其外部因其是分时输出而须加锁存器对于这个地址数据进行地址锁存,采用ALE信号。
P1口：8位准双向I/O口线。I/O口专门供用户使用。
P2口：8位准双向I/O口线。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存
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储器时，P2送出高8位地址；在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口引脚上的内容在整个访问期间不会改变；在对FlashROM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口：8位准双向I/O口线。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口位拉倒高电位，这时可用做输入口。在对FlashROM编程和程序校验时，P3还接收一些控制信号。此外，P3口还有其他一些复用功能，如下表2-1所示。
表2-1 P3口替代功能
引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 替代功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 说明 串行数据输入 串行数据输出 外部中断0输入 外部中断1输入 定时器0外部计数输入 定时器1外部计数输入 外部RAM写选通输出 外部RAM读选通输出
2.2.2 复位电路
在单片机开始启动时需复位。常见的复位方式有2种：手动复位和上电复位。本次设计的系统是使用了上电复位的方式。复位电路图如图2-3所示。
图2-3复位电路图
如图所示，将电容器添加到RST侧的一个短信号，由于瞬时电容器的功率充电电
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流最大，所以电容相当于短路，也就是说，RST关断一个高信号。 电容两端的电压一旦达到与电源Vcc相同的电压值时，电流对电容的电荷减小到零，即停止对电容充电，电容相当于打开，RST端为低电平，程序可以正常运行。
2.2.3 晶振电路
本次设计采用的是给系统提供基本的时钟信号的晶振电路来实现同步的。晶振电路如图2-4所示。
图2-4晶振电路
如图，在本次的设计中，20uF的12MH晶振1个和负载电容2个共同构成本次的晶振电路，其两端为XTAL1端口和XTAL2端口，主要被用来连接单片机。
晶振电路的重要组成部分是晶振，其作用是为系统频率提供依据。 晶振频率受单片机运行速度的影响，一般情况下晶振频率随之变得越来越高。
如图2-4中C2和C3成为负载电容。要使C2和C3特性和大小相同，20pF至30pF的电容一般会被采用，而在本设计中选择的是20pF。选择晶振的范围通常在1.2MHz-12MHz之内。本系统采用的12MHZ的晶振是在STC89C52RC单片机实际正常的运作情况下运用电路分析、模电等理论计算出来的。为了减少寄生电容、稳定振荡，晶振电路和单片机在最后硬件焊接的过程中会靠近安装。
2.3 光电感应模块
在有效范围内，光电传感器会检测到有无物体，并且将检测到的信息再传给单片机，如图2-5所示。
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图2-5光电感应模块电路
该传感器包含三个互惠的RPR220传感器电路。 [11]。 RPR220的4脚连接到LM393的正极。 LM393的负输入连接到滑动变阻器。当RPR220检测到光注入时，LM393正输入电压为0.因此LM393负输入电压大于正输入，单片机执行程序。相反，当没有检测到光线射入时，不执行程序。
RPR220是集成反射式光电探测器。RPR220塑料镜片使这些传感器具有较高的灵敏度，而其内置的可见光滤光片也可以减少离散光对测量的影响。
2.4 电机驱动模块
步进机[12]是一个开环控制元件，将电脉冲信号转换为竖向位移或行位移。在步进电机正常工作的情况下，电机的转速仅与电机的脉冲信号的频率和脉冲数有关，电机转动后会发生转角。由于步进电机的步进角度与脉冲信号呈线性关系，而且具有优异的瞬时启动和快速停止特性，因此只需要改变脉冲的顺序即可改变旋转方向。旋转方向广泛应用于速度控制领域。
步进电机正常运行只能使用脉冲信号作为驱动信号。无脉冲信号，步进电机不工作，已处于静止状态;如果电机遵循一定的操作角度，则必须给步进电机一个合适的脉冲信号，电机的运行速度和脉冲频率。电机驱动电路如图2-6所示。
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图2-6电机驱动电路图
电机驱动器的设计是ULN2003 [13]芯片。ULN2003高压，可以与高负载电流并联运行，而且在关断50V电压的同时，其电流大，吸收电流可达500mA。
ULN2003芯片和电路之间的接口比较简单，只有ULN2003芯片是4,5,6,7引脚，而微控制器P2.3，P2.2，P2.1，P2.0端口连接为微型和电机 驱动器分别连接到步进电机的1,2,3和4，以控制步进电机的正向和反向。 步进电机的5针连接连接到电源输入和8针接地线
ULN2003的输入端驱动端口为P2.0(A)，P2.1(B)，P2.2(C)，P2.3(D)。控制步进电机正转次序：AB组—BC组—CD组—DA组；反转次序：AB组-AD组-CD组-CB组，脉冲正向旋转5.625度。其中高电平持续时间越长，占空比越大，电机PMW的速度越高。
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