大学本科生毕业设计（论文）
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。当振荡器复位器件时，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SFR8EH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取指期间，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信号将不出现。
/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(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。有余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PEROM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。在芯片擦操作中，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。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到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RAM，定时器，计数器，串口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。
17
大学本科生毕业设计（论文）
3.3 单片机主机系统电路
3.3.1 复位电路
单片机在RESET端加一个大于20ms正脉冲即可实现复位，上电复位和按钮组合的复位电路如下：
图 3-7 蜂鸣器电路
在系统上电的瞬间，RST与电源电压同电位，随着电容的电压逐渐上升，RST电位下降，于是在RST形成一个正脉冲。只要该脉冲足够宽就可以实现复位，即
??RC?20ms。一般取R?1K?，C?22uF。
当人按下按钮S1时，使电容C1通过R1迅速放电，待S1弹起后，C再次充电，实现手动复位。R1一般取200?。
3.3.2 时钟电路
当使用单片机的内部时钟电路时，单片机的XATL1和XATL2用来接石
英晶体和微调电容，如图所示，晶体一般可以选择3M~24M，电容选择30pF左右。我们选择晶振为12MHz,电容33pF。
18
大学本科生毕业设计（论文）
图 3-8 时钟电路
3.3.3 按键电路
我们通过P1.0来启动测量，程序中通过查询P1.0的电平来检测是否按键被按下，电路原理如下：
当按下按键时P1.0为低电平，单片机通过 查询到低电平开始测量距离，当松开按键，P1.0即为高电平。在软件中通过软件延时来消除按键的机械抖动。
图 3-9 按键电路
3.3.4 蜂鸣器电路
本次设计通过一只蜂鸣器来提示用户按键按下了，现在单片机开始了测距。蜂鸣器时一块压电晶片，在其两端加上3~5V的直流电压，就能产生3KHz的蜂鸣
19
大学本科生毕业设计（论文）
声。电路如下图
通过单片机软件产生3KHz的信号从P2.1口送到三极管的基极，控制着电压加到蜂鸣器上，驱动蜂鸣器发出声音。
图 3-10 蜂鸣器电路
3.4 温度采集DS18B20电路
波的速度变化为0.6m/s。可见温度对声速影响很大，测量时必须进行温度补偿。常用的温度补偿方法有:热敏电阻、铂电阻、热电偶以及温度传感器补偿。
使用传统的温度传感器，硬件电路复杂，而且输出为电压或是电流值，需要进行周D转换。使用传统的温度传感器，硬件电路复杂，而且输出为电压或电流值，
需要进行川D转换。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器l2v，测温范围为55~125℃，最大分辨率可达0.0625℃。
物理学告诉我们，超声波在空气中的传播速度为：V=334.1+0.61*T，由此可见，超声波的速度和温度密切关系，即温度每增加1°C，超声波速度约增加0.61m/s，本次我们考虑温度补偿，以使我们的设计更加精确，温度的采集通常使用DS18B20一线式数字温度传感器，电路非常简洁，具体电路图如下图所示。DS18B20是美国DALLS公司推出的DS1820的替代产品，具有9、10、11、12位的转换精度，未编程时默认的精度是12位，测量精度一般为0.5°C，软件处理后可以达到0.1°C，温度输出以16位符号扩展的二进制数形式提供，低位在先，以0.0625°C/LSB形式表达。其中高五位为扩展符号位。转换周期与转换精度有关，9位转换精度时，最大转换时间为93.7 ms，12位转换精度时，最大转换时间为750ms。DS18B20引脚判断方法是：字面朝人，从左到右依次是1 （GND）、2（输入/输出）、3（VDD）。图中的R13为上拉电阻，阻值选5K左右。
20
大学本科生毕业设计（论文）
图 3-11 一线式数字温度传感器
3.5 LED数码管显示电路
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管动态显示，段码用PNP三极管驱动。对于动态显示，一般将所有位的段选线的同名端联在一起，由一个8位刀O口控制，形成段选线的多位复用。而各位的公共阳极或公共阴极则分别由相应的UO口线控制，实现各位形成段的分时选通，即同一时刻只有被选通位才能显示相应的字符，而其他所有位都是熄灭的。由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，则会造成多位同时点亮的假象。这就需要单片机不断地对显示进行控制，牺牲单片机的CPU时间来换取元件的减少以及显示功耗的降低。
3.6 超声测距系统软件实现
单片机和其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能力强、表达方式灵活、可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等优点。本超声测距系统就是用八T89551单片机开发设计的。它采用模块化设计，由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序、测温子程序及显示子程序组成[21]。LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)有七段和八段之分，也有共阴和共阳两种。LED数码管结构简单，价格便宜。图1-7示出了八段LED数码显示管的结构和原理图。图3-12(a)为八段共阴数码显示管结构图，图3-12(b)是它的原理图，图3-12(c)为八段共阳LED显示管原理图。八段LED显示管由八只发光二极管组成，编号是a、b、c、d、e、f、g和SP，分别与同名管脚相连。七段LED显示管比八段LED少一只发光二极管SP，其他与八段相同。
21