03-单片机原理及接口技术课程设计(9)

03-单片机原理及接口技术课程设计(9)内容摘要：

位都是靠外部复位电路来实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的 RESET 引脚上出现 24 个时钟振荡脉冲（两个机器周期）以上的高电平，单片机就能实现复位。 复位时， ALE 和 PSEN 成输入状态，即 ALE=PSEN =1，片内 RAM 不受复位影响 ，复位后 PC 指向 0000H，单片机从起始地址 0000H 开始执行程序。 所以单片机运行出错或进入死循环，可按复位键重新启动。 时钟电路设计 计算机在工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一排一排的进行。 这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。 而时钟电路就是用于产生单片机工作所需的时钟信号，没有时钟电路，单片机就无法工作。 时钟信号可以有两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式。 本设计采用内部时钟方式，其原理如 图 所示。 其中 C C2 值为 30pF,晶振频率为 12MHz。 图 内部时钟振荡电路 X T A L 2X T A L 1A T 8 9C 51C13 0p FC23 0p FY1.. 本科生课程设计（论文） 5 CPU 最小系统 图 由上述四节中的图，可以画出 CPU 最小系统图，如图 所示。 P P P D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 10STBP P P P P P P P I/ O 0I/ O 1I/ O 2I/ O 3I/ O 4I/ O 5I/ O 6I/ O 7OEWERDWRA L E CEX T A L 2X T A L 1V C CR E S E TV S SA T 8 9C 51C13 0p FC23 0p FY1G N D..8 28 26 11 6G N D..C2 2u FR21KR12 00S?S W P BV C CG N D. 图 CPU 最小系统图 本科生课程设计（论文） 6 第 3章 家用煤气泄漏检测器 输入输出接口电路 设计 家用 煤气泄露检测器 传感器的选择 本 系统直接测量的室内的煤气浓度， 故采用气敏传感器。 考虑到周围 空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性，所以传感器只能对煤气 敏感，对其他气体不敏感，故 选用 MQ3 型气敏传感器。 MQ3 具 有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。 MQ3 型气敏传感器由微型 Al2O3，陶瓷管和 SnO2敏感层、测 量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。 传感器的标准回路有两部分组成。 其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。 传感器的表面电阻 RS 的变化，是通过与其串联的负载电阻 RL 上的有效电压信号 VRL 输出面获得的。 负载电阻 RL 可调为 0． 5200K。 加热电压 Uh 为 5v。 上述这些参数使得传感器输出电压为 05V。 MQ3 型气敏传感器的结构和外形 、 标准回路如图 所示。 图 31 MQ3 结构和外形 家用 煤气泄漏检测器 检测 接 口 电路 设计 A/D 转换器选择 在单片机应用系统中，被测量对象的有关变化量，如温度、压力、流量、速度等非电物理量，须经传感器转换成连续变化的模拟电信号（电压或电流），这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用软件进行处理。 实现模拟量转换成数字量的器件称为 A/D 转换器 （ ADC）。 本设计是将煤气的变化量转化为电压信号，因此，可以选用 ADC0809 转换器。 本科生课程设计（论文） 7 ADC0809 是一种逐次比较式 8 路模拟输入、 8 位数字量输出的 A/D 转换器，工作电源 +5V，转换时间 为 100μs。 其 主要 引脚功能如表 所示。 表 引脚功能表 IN0~IN7 模拟信号输入端 D0~D7 A/D 转换结果数据输出端 OE 输出有效控制位 CLOCK 时钟输入端 START 启动端 ALE 地址锁存控制位 模拟量检测接口电路图 由 传感器收集到的信号，经过 ADC0809 转化成电信号，再送到 AT89C51 单片机中进行分析、处理。 P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7R X DIN TWRRDA L EV C CQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D0D1D2D3D4D5D6D7LEOEA D D AA D D BA D D CD0D1D2D3D4D5D6D7C L O C KS T A R TA L EOEE O CGNDR E F ( + )R E F ( )IN 0IN 1IN 2IN 3IN 4IN 5IN 6IN 7174LS373ADC0809NOTNORNOR+ 5V传感器信号输入1423561289C51 图 检测接口电路图 本科生课程设计（论文） 8 声光报警电路 电路设计 报警电路采用 声光报警器。 由扬声器 BY，普通红色发光三极管等组成。 其中AT89C51 的 引脚经电阻接到发光三极管 N 端，当输出为低电 平时，三极管将闪烁发光。 达到声光同时报警的效果。 通过复位停止报警。 如 图 所示 P 3 . 5 ( T 1 )A T 8 9 C 5 1R1 0 KQV C CLS.. 图 声光报警电路 人机对话 接口电路设计 LED 显示 有静态显示和动态显示 两 种显示方式。 本设计使用并行输入硬件译码静态显示电路， 静态显示电路中，各位可独立显示，只要在该位的段码线上保持段码电平，该位就能保持相应的显示字符。 电路中 采用 了 锁存译码器将 P1 口低 4位输出的 BCD 码。