畢業(yè)設(shè)計（論文）基于AT89S52單片機的電子迎賓機器人

1、目錄1 緒論32 機器人的發(fā)展及現(xiàn)狀33 任務(wù)分析及方案確定63.1 設(shè)計要求63.2 設(shè)計方案63.2.1 紅外信號發(fā)射電路方案論證63.2.2紅外信號接收電路方案論證63.2.3 顯示部分方案論證63.3 系統(tǒng)整體框圖64 理論分析與參數(shù)計算74.1 紅外發(fā)射載波信號頻率38khz74.2 紅外接收部分74.3 數(shù)據(jù)處理部分74.4 顯示部分75 系統(tǒng)各模塊電路的設(shè)計75.1 系統(tǒng)電路圖75.2 紅外產(chǎn)生發(fā)射電路85.3 紅外信號接收電路95.4 數(shù)據(jù)處理電路11引腳結(jié)構(gòu)及說明11特殊功能寄存器13內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖165.5 顯示電路185.5.1 lcd1602顯示電路18指令集19基本的讀

2、寫時序圖205.5.2數(shù)碼管顯示電路216 系統(tǒng)軟件設(shè)計226.1 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖22摘要 該電子迎賓機器人裝置是以at89s52構(gòu)成的單片機最小系統(tǒng)作為核心控制處理電路，熱釋電紅外傳感器為傳感源，加以語音和電源電路組裝而成。本電路可安裝在商場、賓館、舞廳等營業(yè)場所的門口,利用熱釋電紅外檢測技術(shù)自動識別顧客的進、出方向?？腿诉M門時它會說“歡迎光臨，客人出門時它又會說“謝謝光臨”。語音電路發(fā)出的語音能給人以愉悅、親切的感受。并且該裝置不受情緒和天氣冷熱的影響，對待顧客熱情如一。增強顧客對該部門的好感，提高該部門的聲譽。它將成為一個無人值守的自動迎賓禮儀小姐。用該裝置來代替迎賓小姐，不僅經(jīng)濟，而且

3、十分有趣。關(guān)鍵字：電子迎賓機器人；單片機；紅外傳感器the design of guest greeting of robot transistorabstractthis kind of device for saluting is a robot whose central controlling electrocircuit is a mini mcu system which is made up of at89s52.the sensor source of this device is pyroelectric infrared sensor.there are extra par

4、ts in this device, such as speech and power circuit.this device can be installed at the entrance of shopping malls, hotels, and ballrooms. it can automatically recognize the in and out directions of customers.it will say welcome when a cutomer comes in, and it will say thanks for your coming while a

5、 customer leaves. the sounds of this device can give people the feeling of delight and kindness. furthermore, it will not be affected by the mood or the weather. it is always very enthusiastic to the customers. by this way, it can enhance the favor of people for the department, and it will improve t

6、he reputation of the deparment. it will be a independent ceremony girl. with the ceremony girl replaced, it will not only be very economic, but also very interesting. key words: electronic robot for saluting;mcu;pyroelectric infrared sensor1 緒論在競爭日益激烈的今天，各行各業(yè)為提高競爭力，紛紛推出各種新、奇的事物來吸引消費者，經(jīng)過長時間的市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各種

7、商場、賓館等場所的門口都站有一排或兩排的迎賓小姐，這中迎賓方式不但消耗了大量的人力物力資源，而且由于現(xiàn)在人力成本的不斷增加，這樣就大大增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，此外還會由于服務(wù)人員長期從事單調(diào)重復(fù)的工作，造成對工作的熱情銳減，從而影響服務(wù)質(zhì)量，針對這一現(xiàn)象我決定開發(fā)設(shè)計一套自動電子迎賓機器人的裝置，雖然現(xiàn)在市場上使用的機器人運用了熱體感應(yīng)檢測和語音輸出了實現(xiàn)的，但這種產(chǎn)品沒有進出識別功能，人性化程度較低，不能全方位體現(xiàn)人的服務(wù)特點，市場上至今還沒有出現(xiàn)這種比較完善的自動電子迎賓機器人產(chǎn)品。相比之下，全自動迎賓機器人體現(xiàn)出強大的優(yōu)越性，現(xiàn)在所開發(fā)的這套電子機器人裝置不但成本低廉，而且工作性能穩(wěn)定，還

8、能為消費者提供人性化的服務(wù)。本文綜合考慮了降低成本與功能靈活性方面的要求，利用at89s52構(gòu)成的單片機最小系統(tǒng)最為核心控制系統(tǒng)，再加上必要地輔助電路和電源，就構(gòu)成了簡單實用，成本低廉和控制靈活的迎賓機器人。本電路可安裝在商場、賓館、舞廳等營業(yè)場所的門口,利用熱釋電紅外檢測技術(shù)自動識別顧客的進、出方向?？腿诉M門時它會說“歡迎光臨，客人出門時它又會說“謝謝光臨”。語音電路發(fā)出的語音能給人以愉悅、親切的感受。并且該裝置不受情緒和天氣冷熱的影響，對待顧客熱情如一。增強顧客對該部門的好感，提高該部門的聲譽。它將成為一個無人值守的自動迎賓禮儀小姐。用該裝置來代替迎賓小姐，不僅經(jīng)濟，而且十分有趣。2 機器

9、人的發(fā)展及現(xiàn)狀機器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說是一個科學技術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果，同時，為社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國加強了經(jīng)濟的投入，就加強了本國的經(jīng)濟的發(fā)展。比如說日本，戰(zhàn)后以后開始進行汽車的工業(yè)，那么這時候由于它人力的缺乏，它迫切需要一種機器人來進行大批量的制造，提高生產(chǎn)效率降低人的勞動強度，這是從社會發(fā)展需求本身的一個需求。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們逐漸的這種社會發(fā)展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中,來需求能夠解放人的一種奴隸。那

10、么這種奴隸就是代替人們?nèi)ツ軌驈氖聫?fù)雜和繁重的體力勞動，實現(xiàn)人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。但另一方面，盡管人們有各種各樣的好的想法，但是它也歸功于電子技術(shù)，計算機技術(shù)以及制造技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生了提供了強大的技術(shù)保證。 那么下面我談一下就人們很關(guān)心的問題，為什么要發(fā)展機器人?那么簡單說，機器人有三個方面是我們必要去發(fā)展的理由:一個是機器人干人不愿意干的事，把人從有毒的、有害的、高溫的或危險的，這樣的環(huán)境中解放出來，同時機器人可以干不好干的活，比方說在汽車生產(chǎn)線上我們看到工人天天拿著一百多公斤的焊鉗,一天焊幾千個點，就重復(fù)性的勞動，一方面他很累，但是

11、產(chǎn)品的質(zhì)量仍然很低；另一方面機器人干人干不了的活，這也是非常重要的機器人發(fā)展的一個理由，比方說人們對太空的認識，人上不去的時候，叫機器人上天，上月球，以及到海洋，進入到人體的小機器人，以及在微觀環(huán)境下，對原子分子進行搬遷的機器人，都是人們不可達的工作。上述方面的三個問題，也就是說機器人發(fā)展的三個理由。 那么什么是機器人呢?這個問題是一個非常有意思的一個問題。但人們一般的理解，機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置或者叫自動化裝置，它仍然是個機器。它有三個特點：一個是有類人的功能，比如說作業(yè)功能；感知功能；行走功能；還能完成各種動作，它還有一個特點是根據(jù)人的編程能自動的工作，這里一個顯著的特

12、點，就是它可以編程，改變它的工作、動作、工作的對象和工作的一些要求。它是人造的機器或機械電子裝置，所以這個機器人仍然是個機器。但是目前還沒有一個統(tǒng)一的有關(guān)機器人定義，一般來說我們認為機器人是計算機控制的可以編程的目前能夠完成某種工作或可以移動的自動化機械，這是美國工程師協(xié)會定的一個定義，但日本和其他國家也對機器人有不同的看法，他們認為從完整的更為深遠的機器人定義來看，應(yīng)該更強調(diào)機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學習、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。那么這給機器人提出來更高層次的要求，那么比方說機器人在這里邊可以代替人進行焊接，焊接的環(huán)境是非常復(fù)雜的，可以搬運

13、，它在生產(chǎn)線中搬運玻璃和各種各樣的一些零件的搬運的工作，還可以在生產(chǎn)線中碼垛等等，這都是把人從繁重的體力勞動中解放出來的一個例子。下面是機器人的主要發(fā)展過程：1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說羅薩姆的機器人萬能公司中，根據(jù)robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機器人”這個詞。1939年 美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務(wù)活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人

14、三定律”。雖然這只是科幻小說里的創(chuàng)造，但后來成為學術(shù)界默認的研發(fā)原則。1948年 諾伯特維納出版控制論，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經(jīng)、感覺機能的共同規(guī)律，率先提出以計算機為核心的自動化工廠。1954年 美國人喬治德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。1956年 在達特茅斯會議上，馬文明斯基提出了他對智能機器的看法：智能機器“能夠創(chuàng)建周圍環(huán)境的抽象模型，如果遇到問題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工

15、業(yè)機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。1962年 美國amf公司生產(chǎn)出“verstran”(意思是萬能搬運),與unimation公司生產(chǎn)的unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。1962年-1963年 傳感器的應(yīng)用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器，托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系

16、統(tǒng)，并在1965年，幫助mit推出了世界上第一個帶有視覺傳感器，能識別并定位積木的機器人系統(tǒng)。1965年 約翰霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室研制出beast機器人。beast已經(jīng)能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續(xù)成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人，并向人工智能進發(fā)。1968年 美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機器人shakey。它帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。shakey可以算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人

17、研發(fā)的序幕。1969年 日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機器人和娛樂機器人的技術(shù)見長，后來更進一步，催生出本田公司的asimo和索尼公司的qrio。1973年 世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作，就誕生了美國cincinnati milacron公司的機器人t3。1978年 美國unimation公司推出通用工業(yè)機器人puma，這標志著工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。puma至今仍然工作在工廠第一線。1984年 英格伯格再推機器人helpmate，這種機器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、

18、送郵件。同年，他還預(yù)言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。1998年 丹麥樂高公司推出機器人(mind-storms)套件，讓機器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。1999年 日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(aibo)，當即銷售一空，從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。2002年 丹麥irobot公司推出了吸塵器機器人roomba，它能避開障礙，自動設(shè)計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機器人。2006年 6月，微軟公司推出microsoft robotics s

19、tudio，機器人模塊化、平臺統(tǒng)一化的趨勢越來越明顯，比爾蓋茨預(yù)言，家用機器人很快將席卷全球。3 任務(wù)分析及方案確定3.1 設(shè)計要求1、能判斷顧客進門與出門，在有顧客進門時“歡迎光臨”，出門時“謝謝光臨”；2、能實時統(tǒng)計來訪人數(shù)及當前店內(nèi)人數(shù)，并用數(shù)碼管顯示；3、電路設(shè)計要求具有一定抗干擾措施；4、統(tǒng)計誤差不超一人。3.2 設(shè)計方案該測試儀由紅外信號發(fā)射電路、紅外信號接收電路、數(shù)據(jù)處理部分和顯示部分組成，下面分別說明各部分的方案。3.2.1 紅外信號發(fā)射電路方案論證方案一：將ne555接成多諧振蕩器，設(shè)定頻率38khz其輸出端通過三極管接紅外發(fā)射二極管，即發(fā)射端發(fā)射38khz的紅外線；方案二：

20、通過單片機產(chǎn)生38khz的方波信號，作為紅外發(fā)射的載波信號，在通過三極管放大后，用紅外發(fā)射二極管發(fā)射。在本次設(shè)計中，為了節(jié)省單片機的資源，采用方案一來產(chǎn)生紅外線，采用獨立原件來產(chǎn)生紅外線，方便調(diào)試，不需要軟件設(shè)計，減輕了設(shè)計負擔。3.2.2紅外信號接收電路方案論證紅外接收電路采用sm0038接收頭接收3.2.3 顯示部分方案論證根據(jù)設(shè)計要求，可以有以下幾種顯示方案：方案一：把測量所得的參數(shù)通過液晶屏顯示，這種方案雖然簡便易行，但顯示精度不高；方法二：把所有的測量結(jié)果送到上位計算機進行顯示，顯示精度比較高，但不夠方便靈活，并且需兩個全雙工串行接口，實現(xiàn)比較困難；方案三：由數(shù)碼管來顯示進店人數(shù)以及

21、店內(nèi)剩余人數(shù)，用lcd1602來顯示歡迎語。根據(jù)實際情況，進店人數(shù)和店內(nèi)剩余人數(shù)沒有必要讓顧客知道，因此選擇方案三。3.3 系統(tǒng)整體框圖根據(jù)任務(wù)要求及電路的實際情況，整個系統(tǒng)的方框圖如下：紅外探測a紅外探測b單片機at89s52最小系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路lcd1602顯示電路顯示電路 圖14 理論分析與參數(shù)計算4.1 紅外發(fā)射載波信號頻率38khz用ne555組成震蕩電路，其輸出信號的頻率表達式為：f=1.443/(2rb+ra)c，ne555振蕩器的震蕩頻率非常寬，可由外接電阻r和電容c任意設(shè)定。上限頻率可達100khz。關(guān)于電阻的選擇，電阻ra不能太小，太小將使內(nèi)部放大三極管的電流太大，一般要

22、求大于1k，電阻rb一般選擇范圍為10ra1000ra。在本次設(shè)計中，選用電阻ra為10 k,電阻rb為220 k，通過公式f=1.443/(2rb+ra)c可以算出電容c為100pf。4.2 紅外接收部分 當sm0038接收到連續(xù)紅外線時，就會輸出連續(xù)的低電平，當有人進門或出門的時候，由于人體阻斷了紅外線的傳輸，因此，接收頭sm0038就會產(chǎn)生一個高電平，利用高電平的變化情況數(shù)據(jù)處理部分做出相應(yīng)的處理。4.3 數(shù)據(jù)處理部分采用美國atmel公司的at89s52進行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理部分需要處理的是將紅外接收裝置接收到的電平信號進行處理，判斷顧客是進門還是出門，然后做出相應(yīng)的運算，最后驅(qū)動顯示

23、設(shè)備顯示需要的內(nèi)容。4.4 顯示部分通過單片機控制數(shù)碼管輸出顯示結(jié)果。5 系統(tǒng)各模塊電路的設(shè)計 前文圖1已經(jīng)給出了系統(tǒng)的整體框圖，下面分塊說明各個部分。5.1 系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)的整體電路如圖2所示：圖2 商場迎賓機器人原理圖5.2 紅外產(chǎn)生發(fā)射電路紅外產(chǎn)生電路的主要元件是ne555，ne555為8腳時基集成電路，封裝如圖3所示 圖3主要特點：1. 只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。2. 它的操作電源范圍極大，可與ttl，cmos等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。3. 其輸出端的供給

24、電流大，可直接推動多種自動控制的負載。4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。 圖4參數(shù)功能特性：供應(yīng)電壓4.5-18v 供應(yīng)電流3-6 ma 輸出電流225ma (max) 上升/下降時間100 ns引腳位配置：圖4為ne555結(jié)構(gòu)圖。pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。pin 2 (觸發(fā)點) -這個腳位是觸發(fā)ne555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 vcc，下緣須低于1/3 vcc 。pin 3 (輸出) -當時間周期開始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到o伏左右的低電位。于高電位時的最大輸

25、出電流大約200 ma 。pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。 pin 6 (重置鎖定) - pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3 vcc電壓以下移至2/3 vcc以上時啟動這個動作。 pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為on時為low，對地為低阻抗，當輸出為off時為high，對地為高阻抗。 pin 8 (v +)

26、 -這是555個計時器ic的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。在該設(shè)計中，利用ne555和電阻電容產(chǎn)生方波信號，作為紅外發(fā)射的載波信號，在實際設(shè)計中，由于電容是值是固定的，因此在7腳上加了一個10k的電位器，這樣就可以任意改變ra、rb的值，從而改變輸出信號的頻率，測試時，只要連接上示波器，調(diào)節(jié)電位器w1，就很容易得到頻率38khz的載波，方便了調(diào)試，同時也使頻率更接近理論值。圖5具體電路如圖5所示：紅外發(fā)射管選用850紅外發(fā)射管，5.3 紅外信號接收電路紅外接收探頭采用sm0038接收頭。sm0038是一種小型的紅外遙控系統(tǒng)接收器件，電路內(nèi)置pin二

27、極管和前置放大器，采用可紅外濾波的環(huán)氧樹脂材料封裝。sm0038的解調(diào)輸出信號可以直接由微處理器解碼，本電路的主要特點是可靠性高，不易受環(huán)境干擾，并可以防止非控制信號的輸出脈沖出現(xiàn)。主要特點： .內(nèi)置光電檢測器和前置放大器 .內(nèi)置pcm頻率濾波器 .防電場干擾設(shè)計 .輸出電平與ttl和cmos兼容 .輸出低電平有效 .低功率消耗 .不受環(huán)境光源干擾 .可以連續(xù)進行數(shù)據(jù)發(fā)送（1200bit/s） .輸入脈沖串長度10周期/脈沖串內(nèi)部框圖 在本次設(shè)計中為了判斷顧客是進門還是出門，采用了兩組紅外接收裝置，實際電路如下圖 圖6當sm0038接收到紅外線的時候，p32和p33就會產(chǎn)生低電平，一旦有人進門

28、或出門，阻斷了紅外線的傳輸，端口p32和p33就會產(chǎn)生一個高電平，通過檢測單片機p32和p33電平的變化，達到檢測顧客的進出門情況。比如：在實際安裝的時候，將電路1放在門外，將電路2放在門內(nèi)，在無人進門或出門的時候，p32和p33端口的電平一直為低電平，若有人進門，則p32先出現(xiàn)一個高電平，然后p33才會出現(xiàn)高電平，因此利用這兩個電平出現(xiàn)的順序來判斷顧客進門；同樣，假如p33先出現(xiàn)高電平，然后p32才出現(xiàn)低電平，則顧客是出門。檢測出電平的變化后，通過單片機最小系統(tǒng)的處理，分別在顯示屏上顯示相應(yīng)的內(nèi)容。5.4 數(shù)據(jù)處理電路數(shù)據(jù)處理電路是以at89s52為核心的單片機最小系統(tǒng)。at89s52是一種

29、低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲器。使用atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，也適用于常規(guī)編程器。在芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活性、超搞笑的解決方案。at89s52具有以下標準功能：8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32位i/o口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52可降至0hz靜態(tài)邏輯操作，支

30、持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。主要性能.與mcs-51單片機產(chǎn)品兼容.8k自己在系統(tǒng)可編程flash存儲器.1000次擦寫周期.全靜態(tài)操作：0hz33hz.三級加密程序存儲器.32個可編程i/o口線.三個16位定時器/計數(shù)器.8個中斷源.全雙工uart串行通道.低功耗空閑和掉電模式.掉電后中斷可喚醒.看門狗定時器.雙數(shù)據(jù)指針.掉電標識符引腳結(jié)構(gòu)及說明at89c51有三種封裝形式，分別如圖7，圖8，圖9所示，其中圖8是常見封裝形

31、式。vcc：電源gnd：地圖9 plcc封裝圖8 pdip封裝圖7 pqfp/tqfp封裝p0口：p0口是一組8位漏極開路型雙向i/o口，作為輸出口使用時，驅(qū)動8個ttl邏輯電平輸入。對端口寫“1”可作為高阻抗輸入使用。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時p0口也可作地址/數(shù)據(jù)總線使用，此時p0口有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，p0口可以接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時要求有上拉電阻。p1口：p1口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p1口的輸出緩沖級可以驅(qū)動4個ttl邏輯門電路輸入。對端口寫“1”時通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以作為輸入口使用。作為輸入口使用

32、時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（iil）。flash編程和校驗時p1口會接收低8位地址。p2口：p2口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p2口的輸出緩沖級可以驅(qū)動4個ttl邏輯門電路輸入。對端口寫“1”時通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以作為輸入口使用。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行movx dptr指令）時，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在這種狀況下當發(fā)送“1”時它有很大內(nèi)部上拉電阻。在訪問的外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口發(fā)送滿足p2的特殊

33、功能寄存器的8位地址（movx ri）。p3口：p3口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p3口的輸出緩沖級可以驅(qū)動4個ttl邏輯門電路輸入。對端口寫“1”時通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可以作為輸入口使用。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（iil）。p3口除了作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：、表1 p3口第二功能表端口引腳第二功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2（外中斷0請求輸入端）p3.3（外中斷1請求輸入端）p3.4t0（定時/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端）p3.5t1（定

34、時/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）p3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端）p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端）p3口還接收一些用于flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。：片外rom讀選通信號輸出端。在讀片外rom時，有效，為低電平，以實現(xiàn)對片外rom的讀操作。rst/vpd：復(fù)位端，單片機的振蕩器工作時，該引腳出現(xiàn)持續(xù)2個機器周期的高電平就可使單片機完成復(fù)位操作。該引腳的第二功能是vpd，即備用電源的輸入端，具有掉電保護功能。若在該引腳接+5v備用電源，在使用中若主電源vcc掉電，可保護片內(nèi)ram中的信息不丟失。：片外程序存儲器地址允許輸入端/編程電壓輸入端。該引腳有效（低電平）時只

35、選用片外程序存儲器，否則計算機上電或復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲器。該引腳的第二功能vdd是對8751片內(nèi)eprom編程寫入時作為21v編程電壓的輸入線。：地址鎖存允許信號輸出/編程脈沖輸入引腳。在訪問片外rom期間，每機器周期該信號出現(xiàn)兩次，其下降沿用于控制鎖存p0口輸出的低8位地址。該引腳的第二功能是對8751內(nèi)部4kb eprom編程寫入時，作為編程脈沖的輸入端。xtal1：片內(nèi)反相放大器輸入端。xtal2：片內(nèi)反相放大器輸出端。外接晶體時，xtal1與xtal2各接晶體的一端，借外接晶體與片內(nèi)反相放大器構(gòu)成振蕩器。特殊功能寄存器特殊功能寄存器（sfr）的地址空間映象如表1所示。 at89s

36、52 特殊寄存器映象及復(fù)位值并不是所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個隨機數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會無效。 用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“0”。 定時器 2 寄存器：寄存器t2con 和t2mod 包含定時器2 的控制位和狀態(tài)位（如表2和表3所示），寄存器對rcap2h和rcap2l是定時器2的捕捉/自動重載寄存器。 中斷寄存器：各中斷允許位在ie寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在ie中設(shè)置。 表2 t2con：定時器/計數(shù)器2控制寄存器 t2con 地址為0c8h 復(fù)位值：000

37、0 0000b位可尋址 tf2 exf2rlclk tclk exen2tr2c/t2cp/rl27654 3210符號功能tf2定時器2 溢出標志位。必須軟件清“0”。rclk=1 或tclk=1 時，tf2不 用置位。exf2定時器2 外部標志位。exen2=1 時，t2ex 上的負跳變而出現(xiàn)捕捉或重載 時，exf2 會被硬件置位。定時器2 打開，exf2=1 時，將引導cpu執(zhí)行定 時器2 中斷程序。exf2 必須如見清“0”。在向下/向上技術(shù)模式（dcen=1） 下exf2不能引起中斷。rlclk 串行口接收數(shù)據(jù)時鐘標志位。若rclk=1，串行口將使用定時器2 溢出脈沖 作為串行口工作

38、模式1 和3 的串口接收時鐘；rclk=0，將使用定時器1計數(shù) 溢出作為串口接收時鐘。tclk串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時鐘標志位。若tclk=1，串行口將使用定時器2 溢出脈沖作 為串行口工作模式1 和3 的串口發(fā)送時鐘；tclk=0，將使用定時器1計數(shù)溢出 作為串口發(fā)送時鐘。exen2定時器2外部允許標志位。當exen2=1時，如果定時器2沒有用作串行時鐘， t2ex（p1.1）的負跳變將引起定時器2 捕捉和重載。若exen2=0，定時器2 將視t2ex端的信號無效tr2開始/停止控制定時器2。tr2=1，定時器2開始工作c/t2 定時器 2 定時/計數(shù)選擇標志位。c/t2 =0，定時； c/t2 =

39、1，外部事件計 數(shù)（下降沿觸發(fā)）cp/rl2捕捉/重載選擇標志位。當exen2=1時， cp/rl2=1，t2ex出現(xiàn)負脈沖，會引 起捕捉操作；當定時器2溢出或exen2=1時t2ex出現(xiàn)負跳變，都會出現(xiàn)自動重載 操作。cp/rl2=0 將引起t2ex 的負脈沖。當rckl=1或tckl=1時，此標志位 無效，定時器2溢出時，強制做自動重載操作。雙數(shù)據(jù)指針寄存器：為了更有利于訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器：位于sfr中82h83h的dp0和位于84h85。特殊寄存器auxr1中dps=0 選擇dp0；dps=1 選擇dp1。用戶應(yīng)該在訪問數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化d

40、ps至合理的值。 表 3a auxr：輔助寄存器 auxr 地址：8eh 復(fù)位值：xxx00xx0b不可位尋址 wdidledisrto disale 7 6 5 432 10預(yù)留擴展用 disale ale使能標志位 disale 操作方式 0 ale 以1/6晶振頻率輸出信號 1 ale 只有在執(zhí)行movx 或movc指令時激活 disrto 復(fù)位輸出標志位 disrto 0 看門狗（wdt）定時結(jié)束，reset 輸出高電平 1 reset 只有輸入 wdidle 空閑模式下wdt 使能標志位 wdidle 0 空閑模式下，wdt繼續(xù)計數(shù) 1 空閑模式下，wdt停止計數(shù) 掉電標志位：掉電標

41、志位（pof）位于特殊寄存器pcon的第四位（pcon.4）。上電期間pof置“1”。pof可以軟件控制使用與否，但不受復(fù)位影響。 表 3b auxr1：輔助寄存器1 auxr1 地址：a2h 復(fù)位值：xxxxxxx0b 不可位尋址 dps7654 3 210預(yù)留擴展用 dps 數(shù)據(jù)指針選擇位 dps 0 選擇dptr寄存器dp0l和dp0h 1 選擇dptr寄存器dp1l和dp1h內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖10 at89s52內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以at89s52為核心的單片機最小系統(tǒng)包括：晶振電路，復(fù)位電路以及為了燒寫程序方便而加上的isp下載接口，為了濾除電源中得雜波，還需加上一組電源濾波電容。單片機最小系統(tǒng)原理圖如圖11所示： 圖