通信工程毕业设计（论文）-基于AT89C52单片机的声光节能控制器.doc

学科分类号学科分类号 0810 本科学生毕业论文（设计） 题目 (中文)： 基于at89c52的声光节能控制器 （英文）： based on the help of at89c52 energy saving controller 姓 名 学 号 院 （系） 计算机与通信工程系 专业、年级 通信工程 2008级 指 导 老 师 2012年 4月 20日 湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老 师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权 争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结 果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 二一二年 四月二十日 基于 at89c52 的声光节能控制器 摘要 生活中我们用的最为平常的灯则是楼道里的照明灯，住过居民楼的人都应 该知道，楼道很窄，晚上行走很不方便，如果让楼道的照明灯一直亮着，则难 免会浪费国家资源，因此设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系 统是很有实用价值意义的一件事。 随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的 自动发亮、节能节电变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路 已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自 动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大 的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电 子开关。该电路由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路等组成， 它不仅广泛适用于楼梯间、过道库房等场合，而且节能省电，使用方便。 【关键词】 声音传感器；光敏传感器；at89c52；单片机；节能 based on the help of at89c52 energy saving controller abstract life the most common we use is in the corridor of the lamp lights, lived the dweller building would know that corridor is very narrow, the evening walk is not easy, if let corridor floodlight has been on, it will be hard to avoid waste state resources, so the design of a doesnt waste national power and very convenient and practical floodlight system is very practical value significance of one thing. with the development of electronic technology, especially the development of digital technology, a digital circuit technology to realize the light shine, energy saving electricity saving becomes more and more important, and close to the actual life. sound electric circuit has become necessary in peoples daily life necessities, it does not need to switch, when someone after will be light; widely used in the corridor, corridor hostel and other public places, to the life of people, bring great convenience. therefore, a wide range of applications. sound electric circuit is sound and light control circuit work electronic switching. the circuit by power supply circuit, sonic circuits, electric circuit and control circuit switch and other components of the delay, it not only widely applicable to the stairs, corridor warehouse and so on, and energy saving save electricity and easy to use. 【key words】sound transducer；photo sensor；at89c52；singlechip；energy conservation 目目 录录 1.引 言1 1.1 声光控制概述.1 1.2 声光控制节能的意义 2 2. 声光控制开关.3 2.1 声光控制开关原理.3 2.2 声敏传感器模块.7 2.3 光敏传感器模块.8 3. at89c52 单片机 10 3.1 单片机简介10 3.2 at89c52 各引脚介绍 11 4. 程序代码20 5. 总 结.29 6.参考文献.30 7.致 谢31 1 1.引 言 声光控延时开关是国家建设部,国家科技部在建筑节能产品中，定义的延 时自熄开关中的一种，其在使用中的节能作用是非常明显的。以 40w 灯具使用 普通开关傍晚连续点亮 6 小时为例，耗电应为 0.6kw/h 即 0.36 度电；如果仍以 40w 灯具使用声光控延时开关，按照傍晚点亮 100 次，每次 30 秒钟计算，耗电 量为 0.033kw/h 即 0.033 度电;二者的耗电量相比差距为 20 倍之多。由此可见， 声光控开关最大的节能之处在于它很大的开/停时间比，仍以上面的例子作比， 普通手动开关一天 24 小时内如打开 6 小时，则一天的开停比为 6：24=0.25； 而采用声光控开关一天 24 小时累计的打开时间为 0.83 小时 ，则一天的开停比 为 0.83：24=0.035。 如今单片机技术已经相当成熟，未来的发展方向趋向于运用单片机可以设 计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方 便，修改简单。在使用过程中更加的安全节电，智能环保。 1 1.1.1 声光控制概述声光控制概述 本设计声光控制节能器是通过声敏传感器和光敏传感器来实现的，当光敏 传感器在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即模拟人走过的时候。另外在电路 中这种原理也可以通过声音的振动来实现，当人走过是只需用手轻拍一下灯就 会自动点亮，人离开后又熄灭。这样既给路人提供了相应的方便，同时也达到 了节电和节能的目的，延长灯的寿命。 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明 灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因 素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。本设计是一个基于 单片机的声光控制节能器，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节 约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会使 灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动点亮为 行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。 2 1.2 声光控制节能的意义 当前我国的宏观经济建设中，节电节能的任务越来越紧迫。智能节能通过 借助各种不同的智能设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度 进行精确设置和管理来实现最大的节能效果。 用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有 人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明， 当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使 有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时照明电路不仅适 用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有 体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明 设备。 降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧 温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。因为楼道照明是非持续性的，有人经过才 需要光亮，因此声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。 3 2. 声光控制开关 2.1 声光控制开关原理 声音是我们最为熟知的。人与人需要用声音去交流，机器运转发出声音， 动物会发出声音等等。然而发此宝贵的资源却被我们忽视了很长时间，如今留 给我们的就是怎样合理高效的利用这一资源。以前人们在设计电路时只求一个 用字，只要能用就万事大吉了，所以我们常见的电路都有很多开关如照明 电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化 建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上 了用场，声控作为智能化电路的一部分是一可缺少的；然而要实现声控也不是 一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以 我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为 电信号的问题。要解决这个问题我们可以设计一个类似于窃听器的接收设 备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是 作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现； 而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地 板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此 可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运 放电路较好，提高信号输出电压。经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。 有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路 导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为 其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元器件的要求也较高，特 别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地 工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器， 可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显 得更加容易。下面就运用声音传感器设计的声控照明电路加以分析：声控照明 电路的主要原理:是利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换 成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。 作为一个智能化声控照明电路 应具有以下功能： 能在声音的控制下实现电路的导通与截止。 声音的发出应是多方面的如脚步声，物体打击声等。 响应时间应越短越好。 4 为此在选择电路元器件时应选择灵敏度较高的声音传感器组成声控照明电 路控制电路的前端，同时我们还要为该传感器设置传感条件如声音响度必须在 20db 以上才能响应等。中间端采用触发器构成，利用触发器不触不发，一触即 发的特点去推动照明电路工作，触发器的选择也应选择灵敏度高，响应时间短 的触发器如 d 触发器，jk 触发器等。 声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电 路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵 敏的声控灯，它采用人嘴发出约 1 秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打 开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手 动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整 流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅 电路组成。声音控制就能让楼道里的灯亮一段时间，这样可以节能。 声控开关内部有光敏电阻、碳晶咪头、晶闸管、三极管、电容器等电子元 件。开关内部有一个整流桥。可以将交流电整流成直流电。因为电子元件都是 使用直流电的。 白天的时候，光敏电阻的阻值较小。就会屏蔽掉咪头的信号 输入。这样即使有很大的声音。但是因为光敏电阻的下拉导致信号无法继续传 送，所以白天的时候不亮。夜晚的时候，光敏电阻阻值变大。此时如果有较大 的声音的话。声音会通过咪头转化为电信号。然后后级的放大电路将此小信号 放大。最后推动晶闸管导通，此时灯泡就会点亮。在晶闸管驱动电路中有一个 阻容放电电路。这个电路就是延时电路。电容值的大小和电阻值的大小都会影 响到延时量的变化。当电容器中的电荷放尽的时候，晶闸管就会在交流过零后 自动关闭，此时灯泡就会熄灭了。 光控照明电路 在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的 宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水 器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星， 小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的 应用也是理所当然的。在半导体技术的飞速发展下大促进了光能应用的快速进 步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事 了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件 的快速发展，我们在设计光控电路时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信 号变为怎样。在电路中加大电信号的强度？这一问题如今也以得到了较好的解 决，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的 阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为 5 电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也 极为高尤其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精 确，稳定。故在选择这类元器件时一定要选择高灵敏度。 工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否？功能能否实现？并不仅仅只 和电路元器件有关，外加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光 控电路加上一个稳压电路确保电路能正常工作。现就采用光敏元件设计光控照 明电路作如下分析： 电路原理：利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控 制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度 达到一定程度将触发触发器使其导通工作。光控照明电路其主要功能是实现当 外界光照强度降低到一定程度时，使照明电路导通工作。就其方案而言多种多 样，但我们在设计时必须要考虑方案的可行性，稳定性以及元器件的灵敏度， 尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的这样电路功能才能较容易实现，为此我们 在设计光控电路时，不但要尽量使电路结构简化，而且要使电路功能强，功能 的实现要可靠稳定。 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义 在每平方米 101325 牛顿的标准大气压下，面积等于 1/60 平方厘米的绝对“黑 体” （即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体） ，在纯铂（pt）凝固温 度（约 2042k 获 1769）时，沿垂直方向的发光强度为 1 坎德拉。并且，烛光、 国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60 坎德拉 等于 58.8 国际烛光，亥夫纳灯的 1 烛光等于 0.885 国际烛光或 0.919 坎德拉。 发光强度与光亮度 发光强度简称光强，国际单位是 candela（坎德拉）简写 cd。lcd 是指光 源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为 i=f/， 为立体角，单位为球面度（sr）,f 为光通量，单位是流明，对于点 光源由 i=f/4 。光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发 光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。 以下是部分光源的亮度值：单位 cd/m 太阳：1.5*10 ；日光灯：（510）*10；月光（满月）： 2.5*10；黑白电视机荧光屏：120 左右；彩色电视机荧光屏：80 左右。 光通量与流明 光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里 通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同， 眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上 并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。 6 如果用绿色光作水准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激 起明亮感觉的本领比绿色光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是 流明，是英文 lumen 的音译，简写为 lm。绝对黑体在铂的凝固温度下，从 5.305*10cm面积上辐射出来的光通量为 1lm。为表明光强和光通 量的关系，发光强度为 1 坎德拉的点光源在单位立体角（1 球面度）内发出的 光通量为 1 流明。一只 40w 的日光灯输出的光通量大约是 2100 流明。 光照度与勒克斯 光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英 文 lux 的音译，也可写为 lx。被光均匀照射的物体，在 1 平方米面积上得到的 光通量是 1 流明时，它的照度是 1 勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源 上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一被 照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。 延时电路： 从20世纪中后期数字电路的飞速发展到今天技术已越来越成熟。 自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。然而 正是电子计数器的出现才使得电子技术的发展上了一个新的台阶。定时/计数这 一功能在电子电路中的应用，使智能化电路的设计更加名副其实。我们常见的 交通红绿灯，公园里的娃娃车等都是采用了定时计数技术的典型示例。我们大 家都看过智力竞赛，都有知道抢答器，然而抢答器更是电子定时/计数器的典型 应用。虽然我们可以花几元钱就可以从街上买一个不错的抢答器，但要让我们 自己动手做一个出来就不是一件容易的事的，它不仅只是我们所看到的结果能 够抢答更为重要的是其功能的实现是集成了很多技术。如定时，锁存，显示等 等，由此可见定时/计数器的应用不仅广泛，而且意义深远。现就延时电路作如 下分析： 电路原理：利用电子计数器的原理实现定时功能。 延时电路其构成方案一般有三种：硬件构成；软件构成；软硬相结合构 成；对于由硬件构成的定时器，一般是用改变 r、c 元件值控制定时的，其效率 较高，但灵活性，通用性较差如 555 定时器；而由软件构成的定时器是用执行 一段程序来实现定时的，其灵活性通用性较高，但效率较差；故现在设计定时 器一般都是采用软硬相结合的方法集两者之长通过编程设定不同的延时常数， 而由硬件控制定时过程，其效率和灵活性都得到了较大的提高。如大规模集成 电路可编程计数器 8253，51 单片机通过编程构成计数器等。在一个实际的电路 中延时不是主要目的，而主要目的是为了完善电路功能。故作为一个延时电路， 在整个电路中其应在延时结束后能发出一个结束信号，控制电路是否继续工作 下去。 7 2.2 声敏传感器模块 主要芯片：lm393、驻极体话筒 工作电压：直流46伏 特点： 1、具有信号输出指示。 2、单路信号输出。 3、输出有效信号为低电平。 4、当有声音时输出低电平，信号灯亮。 5、可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音控制，声音检测的 场合。 6、电路板输出开关量！ 8 2.3 光敏传感器模块 数字光强度检测模块:gy-30 采用 rohm 原装 bh1750fvi 芯片 供电电源 ：3-5v 光照度范围：0-65535 lx 传感器内置16bitad 转换器 直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定 不区分环境光源 接近于视觉灵敏度的分光特性 可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定 9 gy-30gy-30 数字光模块数字光模块 10 3. at89c52 单片机 3.1 单片机简介 单片机是一种集成电路芯片。它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器 (cpu)、存储器（含程序存储器 rom 和数据存储器 ram）、输入、输出接口电路(i/o 接口) 集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制 下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。所以说，一片单片机芯片就具 有了组成计算机的全部功能。 由此来看，单片机有着一般微处理器（cpu）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现 代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。 然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片 安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能 极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系 统，但它与单板机或个人电脑(pc 机)有着本质的区别。 单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片 的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特 定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件 特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足 需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电 气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和 开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输 入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件 (包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用 系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以 软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家 用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。 11 诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是 它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。是控制技术的一次革命，是一座重要的 里程碑。 3.2 at89c52 各引脚介绍 at89c52 是 51 系列单片机的一个型号，它是 atmel 公司生产的。 at89c52 是一个低电压，高性能 cmos 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦 写的 flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ ram），器件采 用 atmel 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51 指令系统，片 内置通用 8 位中央处理器和 flash 存储单元，功能强大的 at89c52 单片机可为您提 供许多较复杂系统控制应用场合。 at89c52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入 /输出（i/o）端口，同时内含 2 个外 中断口，3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线， at89 c52 可以按照常规方法进行编程 ,但不可以在线编程 (s 系列的才支持在线编程 )。其 将通用的微处理器和 flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的flash 存储器可 有效地降低开发成本。 兼容 mcs51 指令系统 8k 可反复擦写 (1000 次）flash rom 32 个双向 i/o 口 256x8bit 内部 ram 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 时钟频率 0-24mhz 2 个串行中断 可编程 uart 串行通道 2 个外部中断源 共 6 个中断源 2 个读写中断口线 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 at89c52p 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的c51 内核 ，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控 制。功能包括对会聚主 ic 内部寄存器、数据 ram 及外部接口等功能部件的初始化 12 ，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号ir 的接收解码及与主板 cpu 通 信等。主要管脚有： xtal1（19 脚）和 xtal2（18 脚）为振荡器输入输出端口， 外接 12mhz 晶振。rst/vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电 路。vcc（40 脚）和 vss（20 脚）为供电端口，分别接 +5v 电源的正负端。 p0 p3 为可编程通用 i/o 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中， p0 端口（3239 脚）被定义为 n1 功能控制端口，分别与 n1 的相应功能管脚相连接， 13 脚定义为 ir 输入端，10 脚和 11 脚定义为 i2c 总线控制端口，分别连接 n1 的 sdas（18 脚 ）和 scls（19 脚）端口， 12 脚、27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主 板 cpu 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 p0 口口 p0 口是一组 8 位漏极开路型双向 i/o 口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口 用时，每位能吸收电流的 方式驱动 8 个 ttl 逻辑门电路，对端口 p0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据 总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在 flash 编程时，p0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时， 要求外接上拉电阻。 p1 口口 p1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口， p1 的输出缓冲级可驱动（吸收或 输出电流） 4 个 ttl 逻辑 门电路。对端口写 “1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口 。作输入口使用时，因为内部存在上拉 电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(iil)。 与 at89c51 不同之处是， p1.0 和 p1.1 还可分别作为定时 /计数器 2 的外部 计数输入（ p1.0/t2）和输入（ p1.1/t2ex）， 参见表 1。 flash 编程和程序校验期间， p1 接收低 8 位地址。 表.p1.0 和 p1.1 的第二功能 引脚号功能特性 p1.0t2，时钟输出 p1.1t2ex（定时/计数器 2） p2 口口 p2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口，p2 的输出缓冲级可驱动（吸收或 输出电流） 4 个 ttl 逻辑 13 门电路。对端口 p2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入 口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个 电流(iil)。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如执行movx dptr 指令）时， p2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执 行 movx ri 指令）时， p2 口输出 p2 锁存器的内容。 flash 编程或校验时， p2 亦接收高位地址和一些控制信号。 p3 口口 p3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向 i/o 口。p3 口输出缓冲级可驱动（吸收 或输出电流） 4 个 ttl 逻 辑门电路。对 p3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此 时，被外部拉低的 p3 口将用上拉电阻输出电流（ iil）。 p3 口除了作为一般的 i/o 口线外，更重要的用途是它的第二功能 p3 口还接收一些用于 flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 rst 复位输入。当振荡器工作时， rst 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位 。 ale/prog 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ale（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地 址的低 8 位字节。一般情况下， ale 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号 ，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将 跳过一个 ale 脉冲。对 flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（pr og）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ sfr）区中的 8eh 单元的 d0 位置 位，可禁止 ale 操作。该位置位后，只有一条movx 和 movc 指令才能将 ale 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ale 禁止位无 效。 psen 程序储存允许（ psen）输出是外部程序存储器的读选通信号，当at89c52 由外部 程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次psen 有效，即输出两个脉冲 。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次psen 信号。 ea/vpp 外部访问允许。欲使 cpu 仅访问外部程序存储器（地址为0000hffffh），ea 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被编程，复位时内部会 锁存 ea 端状态。如 ea 端为高电平（接 vcc 端），cpu 则执行内部程序存储器中 的指令。flash 存储器编程时，该引脚加上 +12v 的编程允许电源 vpp，当然这必须 是该器件是使用 12v 编程电压 vpp。 xtal1 振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 14 xtal2 振荡器反相放大器的输出端。 特特殊殊功功能能寄寄存存器器 在 at89c52 片内存储器中， 80h-ffh 共 128 个单元为特殊功能寄存器（ sfe） ，sfr 的地址空间映象如表 2 所示。并非所有的地址都被定义，从80hffh 共 128 个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将 是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将数据“1”写入未定 义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这 些单元数值总是 “0”。at89c52 除了与 at89c51 所有的定时 /计数器 0 和定时/计数 器 1 外，还增加了一个定时 /计数器 2。定时/计数器 2 的控制和状态位位于 t2con （参见表 3）t2mod（参见表 4），寄存器对（ rcao2h、rcap2l）是定时器 2 在 16 位捕获方式或 16 位自动重装载方式下的捕获 /自动重装载寄存器。 数数据据存存储储器器 at89c52 有 256 个字节的内部 ram，80h-ffh 高 128 个字节与特殊功能寄 存器（sfr）地址是重叠的，也就是高 128 字节的 ram 和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。 当一条指令访问 7fh 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的， 也即寻址方式决定是访问高 128 字节 ram 还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直 接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。 例如，下面的直接寻址指令访问特殊功能寄存器0a0h（即 p2 口）地址单元。 mov 0a0h，#data 间接寻址指令访问高 128 字节 ram，例如，下面的间接寻址指令中， r0 的内 容为 0a0h，则访问数据字节地址为 0a0h， 而不是 p2 口（0a0h）。 mov r0，#data 堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128 位数据 ram 亦可作为堆栈区使用 。 定时器 0 和定时器 1： at89c52 的定时器 0 和定时器 1 的工作方式与 at89c51 相同。 定定时时器器 2 定时器 2 是一个 16 位定时/计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部事件计 数器使用，其工作方式由特殊功能寄 存器 t2con（如表 3）的 c/t2 位选择。定时器 2 有三种工作方式：捕获方式 ，自动重装载（向上或向下计数）方式和波 特率发生器方式，工作方式由t2con 的控制位来选择。 定时器 2 由两个 8 位寄存器 th2 和 tl2 组成，在定时器工作方式中，每个机 器周期 tl2 寄存器的值加 1，由于一个机 器周期由 12 个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/12。 15 在计数工作方式时，当 t2 引脚上外部输入信号产生由 1 至 0 的下降沿时，寄 存器的值加 1，在这种工作方式下，每个 机器周期的 5sp2 期间，对外部输入进行采样。若在第一个机器周期中采到的值 为 1，而在下一个机器周期中采到的值为0， 则在紧跟着的下一个周期的 s3p1 期间寄存器加 1。由于识别 1 至 0 的跳变需 要 2 个机器周期（ 24 个振荡周期），因此，最 高计数速率为振荡频率的 1/24。为确保采样的正确性，要求输入的电平在变化前 至少保持一个完整周期的时间，以保证输 入信号至少被采样一次。 捕捕获获方方式式 在捕获方式下，通过 t2con 控制位 exen2 来选择两种方式。如果 exen2=0 ，定时器 2 是一个 16 位定时器或计数器， 计数溢出时，对 t2con 的溢出标志 tf2 置位，同时激活中断。如果 exen2= 1，定时器 2 完成相同的操作，而当 t2ex 引 脚外部输入信号发生 1 至 0 负跳变时，也出现 th2 和 tl2 中的值分别被捕获 到 rcap2h 和 rcap2l 中。另外， t2ex 引 脚信号的跳变使得 t2con 中的 exf2 置位，与 tf2 相仿，exf2 也会激活中 断。捕获方式如图 4 所示。 自自动动重重装装载载（向向上上或或向向下下计计数数器器）方方式式 当定时器 2 工作于 16 位自动重装载方式时，能对其编程为向上或向下计数方式， 这个功能可通过特殊功能寄存器t2con （见表 5）的 dcen 位（允许向下计数）来选择的。复位时， dcen 位置“0” ，定时器 2 默认设置为向上计数。当 dcen 置位时，定时器 2 既可向上计数也可向下计数，这取决于t2ex 引脚的值，参 见图 5，当 dcen=0 时，定时器 2 自动设置 为向上计数，在这种方式下， t2con 中的 exen2 控制位有两种选择，若 ex en2=0，定时器 2 为向上计数至 0ffffh 溢 出，置位 tf2 激活中断，同时把 16 位计数寄存器 rcap2h 和 rcap2l 重装 载，rcap2h 和 rcap2l 的值可由软件预置。 若 exen2=1，定时器 2 的 16 位重装载由溢出或外部输入端t2ex 从 1 至 0 的下降沿触发。这个脉冲使 exf2 置位，如果 中断允许，同样产生中断。 定时器 2 的中断入口地址是： 002bh 0032h 。 当 dcen=1 时，允许定时器 2 向上或向下计数，如图 6 所示。这种方式下， t2ex 引脚控制计数器方向。 t2ex 引脚为逻 辑“1”时，定时器向上计数，当计数0ffffh 向上溢出时，置位 tf2，同时把 1 6 位计数寄存器 rcap2h 和 rcap2l 重装 16 载到 th2 和 tl2 中。 t2ex 引脚为逻辑 “0”时，定时器 2 向下计数，当 th2 和 tl2 中的数值等于 rcap2h 和 rcap2l 中的值时，计数溢出，置位 tf2，同时将 0ffffh 数值重新装入定时寄存器中 。 当定时/计数器 2 向上溢出或向下溢出时，置位exf2 位。 波波特特率率发发生生器器 当 t2con（表 3）中的 tclk 和 rclk 置位时，定时 /计数器 2 作为波特率发 生器使用。如果定时 /计数器 2 作为发送器或 接收器，其发送和接收的波特率可以是不同的，定时器1 用于其它功能，如图 7 所示。若 rclk 和 tclk 置位，则定时器 2 工作于波特率发生器方式。 波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿，在此方式下，th2 翻转使定时器 2 的寄存器用 rcap2h 和 rcap2l 中的 16 位数值重新装载，该数值由软件设置。 在方式 1 和方式 3 中，波特率由定时器 2 的溢出速率根据下式确定： 方式 1 和 3 的波特率=定时器的溢出率 /16 定时器既能工作于定时方式也能工作于计数方式，在大多数的应用中，是工作在定 时方式（c/t2=0）。定时器 2 作为波 特率发生器时，与作为定时器的操作是不同的，通常作为定时器时，在每个机器周 期（1/12 振荡频率）寄存器的值加 1， 而作为波特率发生器使用时，在每个状态时间（1/2 振荡频率）寄存器的值加 1 。波特率的计算公式如下： 方式 1 和 3 的波特率=振荡频率/32*65536-(rcp2h,rcp2l) 式中（rcap2h，rcap2l）是 rcap2h 和 rcap2l 中的 16 位无符号数。 定时器 2 作为波特率发生器使用的电路如图7 所示。t2con 中的 rclk 或 t clk=1 时，波特率工作方式才有效。在 波特率发生器工作方式中， th2 翻转不能使 tf2 置位，故而不产生中断。但若 exen2 置位，且 t2ex 端产生由 1 至 0 的 负跳变，则会使 exf2 置位，此时并不能将（ rcap2h，rcap2l）的内容重 新装入 th2 和 tl2 中。所以，当定时器 2 作 为波特率发生器使用时， t2ex 可作为附加的外部中断源来使用。需要注意的是 ，当定时器 2 工作于波特率器时，作为定 时器运行（ tr2=1）时，并不能访问 th2 和 tl2。因为此时每个状态时间定时 器都会加 1，对其读写将得到一个不确定的数值。 然而，对 rcap2 则可读而不可写，因为写入操作将是重新装载，写入操作可能 令写和/或重装载出错。在访问定时器2 或 rcap2 寄存器之前，应将定时器关闭（ 清除 tr2）。 可可编编程程时时钟钟输输出出 17 定时器 2 可通过编程从 p1.0 输出一个占空比为 50%的时钟信号，如图 8 所示 。p1.0 引脚除了是一个标准的 i/o 口外，还可以通过编程使其作为定时 /计数器 2 的外部时钟输入和输出占空比50%的时钟脉冲。当时钟振荡频率为16mhz 时，输 出时钟频率范围为 61hz4mhz。当设置定时 /计数器 2 为时钟发生器时， c/t2（t 2con .1）=0，t2oe （t2mod.1） =1，必须由 tr2（t2con.2）启动或停止定 时器。时钟输出频率取决于振荡频率和定时器2 捕获寄存器（ rcap2h，rcap2l ）的重新装载值，公式如下：输出时钟频率 =振荡器频率 /4*65536-(rcp2h,rcp2l) 在时钟输出方式下，定时器 2 的翻转不会产生中断，这个特性与作为波特率发生 器使用时相仿。定时器 2 作为波特率发生器使用时，还可作为时钟发生器使用，但需 要注意的是波特率和时钟输出频率不能分开确定，这是因为它们同使用 rcap2l 和 rcap2l。 uart at89c52 的 uart 工作方式与 at89c51 工作方式相同。 中中断断 at89c52 共有 6 个中断向量：两个外中断（ int0 和 int1），3 个定时器中 断（定时器 0、1、2）和串行口中断。所有这些中断源如图9 所示。 这些中断源可通过分别设置专用寄存器ie 的置位或清 0 来控制每一个中断的允 许或禁止。 ie 也有一个总禁止位 ea，它能控制所有中断的允许或禁止。 注意表 5 中的 ie.6 为保留位，在 at89c51 中 ie.5 也是保留位。程序员不应 将“1”写入这些位，它们是将来 at89 系列产品作为扩展用的。 定时器 2 的中断是由 t2con 中的 tf2 和 exf2 逻辑或产生的，当转向中断服 务程序时，这些标志位不能被硬件清除， 事实上，服务程序需确定是 tf2 或 exf2 产生中断，而由软件清除中断标志位 。 定时器 0 和定时器 1 的标志位 tf0 和 tf1 在定时器溢出那个机器周期的s5 p2 状态置位，而会在下一个机器周期才查 询到该中断标志。然而，定时器2 的标志位 tf2 在定时器溢出的那个机器周期 的 s2p2 状态置位，并在同一个机器周期内查询到该标志。 时时钟钟振振荡荡器器 at89c52 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚xtal1 和 xtal2 分别是该放大器的输入端和输出端。 这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振 荡电路参见图 10。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容c1、c2 接在放大器的反 馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容c1、c2 虽然没有十分严格的要求，但电容 容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度 稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30pf10pf，而如使用陶瓷谐振器 建议选择 40pf10f。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图10 右图 所示。这种情况下，外部时钟脉冲接到xtal1 端，即内部时钟发生器的输入端， x 18 tal2 则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2 分频触发器后作为内部时钟信号的， 所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持 续时间应符合产品技术条件的要求。 空空闲闲节节电电模模式式 在空闲工作模式状态， cpu 自身处于睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态， 这种方式由软件产生。此时，同时将片内ram 和所有特殊功能寄存器的内容冻结。 空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。由硬件复位终止空闲状态只需两个 机器周期有效复位信号，在此状态下，片内硬件禁止访问内部ram，但可以访问端 口引脚，当用复位终止空闲方式时，为避免可能对端口产生意外写入，激活空闲模式的 那条指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。 掉掉电电模模式式 在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令， 片内 ram 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一 方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器，但不改变ram 中的内容 ，在 vcc 恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间以使振荡器重启 动并稳定工作。 程程序序存存储储器器的的加加密密 at89c52 有 3 个程序加密位，可对芯片上的3 个加密位 lb1、lb2、lb3 进 行编程（p）或