1.2 单片机的发展及89C51系列的运用
担任本设计处理部分的是89c52单片机(89C51系列).目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中,80C51系列是其中的佼佼者,加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商,如Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等,这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样,80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族,现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为,虽然世界上的MCU品种繁多,功能各异,开发装置也互不兼容,但是客观发展表明,80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。
STC89C51RC系列单片机是宏晶科技出的新一代高速低功耗超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟机器和6时钟机器可选,HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。89C52与89C51的区别在于51的程序空间为4K字节,而52程序空间为8K字节,其余性能与结构相同。本论文以89C51RC系列来讲述。
1.3 红外探测技术的发展
红外探测技术在军事技术、工业控制、安全保卫、家用电器以及人们
的日常生活等诸多领域中都有着非常广泛的应用,而一些教学实验的测控系统也在教学中发挥了很大的作用。红外探测技术利用红外光波(又称红外线)作为载波来传送测量信号或者控制指令,例如红外遥控电视开关、红外报警器、自动玻璃门等。之所以采用红外光波作为测控光源,是由于红外发射器件与红外接收器件的发光与受光峰值波长一般为0.88μm~0.94μm,落在近红外波段内,而且二者的光谱恰好重和能够很好地匹配,可获得较高的传输效率及较高的可靠性。红外测控系统一般包括发射、接收以及处理部分。在本设计中,红外线探测器中的热电元件检测人体的存在或移动,并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后,对电压信号进行波形分析。于是,只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时,才输出检测信号。例如,在两个不同的频率范围内放大电压信号,且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。
2系统总体方案
本章围绕系统的总体设计,介绍系统组成框图、主控芯片单片机的内部硬件资源及其接口技术、整个自动门系统所用到的其它IC的介绍。
2.1 系统总体规划
本系统主要由单片机及其外围电路、红外检测电路、直流电机控制电路等组成。正常工作时,单片机循环检测红外检测电路输出信号,据此产生直流电机控制信号,电动机带动门运行,当系统检测到控制方式发生改变时,系统进入相应式。如门在的控制方关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开。其原理方框图如2-1所示。
图2-1 原理方框图
2.2器件介绍
2.2.1 单片机
单片机处理模块部分选用的芯片为89C52RC,属于89C51RC系列。选用STC单片机的理由:降低成本,提升性能,原有程序直接使用,硬件无需改动。使产品更小,更轻,功耗更低用STC提供的专用工具可很容易的将2进制代码、16进制代码下载进STC相关的单片机。
图2-2 89C52RC引脚图
如图2-2为89C52RC的引脚图;各引脚功能如表2-1。
表2-1 89C52RC引脚功能
管脚 管脚 P0.0 ~ P0.7 管脚编号 LQFP44 PDIP40 PLCC44 说明 说明 37-30 39-32 43~36 P0:P0口既可作为输入输出口,也可作为地址数据复用总线使 用。当P0口作为输入输出口时,P0是一个8位准双向口,上电复 位后处于开漏模式。P0口内部无上拉电阻,所以作IO口必须外P 1.0T2 P .0T2 P1. 1T2EX P . T2EX P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7 P2.0 ~ P2.7 40 40 41 4 42 43 44 1 2 3 1 2 2 3 4 5 6 7 8 21 2 2 3 3 4 5 6 7 8 9 P 1.0 T2 P . T2EX 标准IO口 PORT [0] 定时器计数器2的外部输入 标准IO口 PORT [1] 定时器计数器2捕捉重装方式的触发控制 标准IO口 PORT [2] 标准IO口 PORT [3] 标准IO口 PORT [4] 标准IO口 PORT [5] 标准IO口 PORT [6] 标准IO口 PORT [7] 24-3 Port2: P2口内部有上拉电阻,既可作为输入输出口,也可作为高8 11 P3.0 RxD P3.0RxD P3.0RxD 18-25 -28 5 10 5 0 标准IO口 PORT3[0] 串口1数据接收端
P3.1 TxD P3. TxD P3.2INT0 P3.2INT0 P3.3INT P3.3INT 7 7 8 8 9 9 11 12 2 13 3 3 P3.1 3 TxD 14 P3.2 4 INT0 15 P3.3 5 INT 标准IO口 PORT3[1] 串口1数据发送端 标准IO口 PORT3[2] 外部中断0,下降沿中断或低电平中断 标准IO口 PORT3[3] 外部中断1,下降沿中断或低电平中断 续表2-1 89C52RC引脚功能引P3.4T0 P3.4T0 P3.5T P3.5T P3.6WR P3.6WR P3.7RD 10 0 11 12 2 13 14 4 15 5 16 6 17 16 P3.4 6 T0 17 P3.5 7 T1 18 P3.6 8 WR# 19 P3.7 RD# P4.0 P4.1 P4.2INT3# 17 28 39 23 P4.0 34 P4.1 1 P4.2 INT3# P4.3INT2# 6 12 P4.3 INT3# P4.4PSEN# 26 29 32 P4.4 PSEN# P4.5ALE 27 30 33 P4.5 ALE P4.6EA# 29 31 35 P4.6 EA# RST XTAL1 4 15 9 19 10 RST 标准IO口 PORT3[4] 定时器计数器0的外部输入 标准IO口 PORT3[5] 定时器计数器1的外部输入 标准IO口 PORT3[6] 外部数据存储器写脉冲 标准IO口 PORT3[7] 外部数据存储器读脉冲 标准IO口 PORT4[0] 标准IO口 PORT4[1] 标准IO口 PORT4[2] 外部中断3,下降沿中断或低电平中断 标准IO口 PORT4[3] 外部中断2,下降沿中断或低电平中断 标准IO口 PORT4[4] 外部程序存储器选通信号输出引脚 标准IO口 PORT4[5] 地址锁存允许信号输出引脚编程脉冲输入引脚 标准IO口 PORT4[6] 内外存储器选?引脚 复位脚 21 内部时钟电路反相放大器输入端,接外部晶振的一个引 脚。当直接使用外部时钟源时,此引脚是外部时钟源的输