公交車報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）文） 論論文文題目題目：公交車站自動報(bào)站器的設(shè)計(jì)公交車站自動報(bào)站器的設(shè)計(jì) 所所屬系部：電子工程系屬系部：電子工程系 指指導(dǎo)教師導(dǎo)教師： 職職 稱稱：助教助教 學(xué)生姓名學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號號: : 專專 業(yè)業(yè)：電電子子信息工程技信息工程技術(shù)術(shù) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目：題目：公交車站自動報(bào)站器的設(shè)計(jì)公交車站自動報(bào)站器的設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求：任務(wù)與要求： 本課題要求設(shè)計(jì)一公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語音自動

2、報(bào)本課題要求設(shè)計(jì)一公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語音自動報(bào) 站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動播報(bào)語音提示信息及服務(wù)用語，同時(shí)利站，即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動播報(bào)語音提示信息及服務(wù)用語，同時(shí)利 用用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示。本設(shè)計(jì)要求利用點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示。本設(shè)計(jì)要求利用 AT89C51 作為主控作為主控 芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括語音電路、漢字點(diǎn)陣顯芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括語音電路、漢字點(diǎn)陣顯 示電路、電源電路等。示電路、電源電路等。 時(shí)間：時(shí)間：20092009 年 1111 月 1 1 日 至 20092009年 1212 月 2020 日 共 7 7 周

3、所屬系部：所屬系部：電電子子工程系工程系 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號：號： 專業(yè)：專業(yè)： 電子信息工程技術(shù)電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)單位或教研室：指導(dǎo)單位或教研室：電子信息工程技術(shù)教研室電子信息工程技術(shù)教研室 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職職 稱：稱：助教助教 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 摘要摘要 公交車已經(jīng)成為一般工薪族和學(xué)生族出門必須的交通工具，目前公交車上采用的公 交報(bào)站系統(tǒng)具有語音和顯示報(bào)站的基本功能，但由于報(bào)站時(shí)采用司機(jī)手動切換，一方面 增加了司機(jī)的勞動強(qiáng)度，另一方面由于司機(jī)的誤報(bào)或漏報(bào)，造成乘客誤下或漏下，對于 公交運(yùn)營產(chǎn)生了很大負(fù)面影響，更會對乘客造成很多不必要的影響

4、。為此，研究公交車 自動報(bào)站系統(tǒng)是非常必要的。 本課題主要研究的是基于 AT89C51 的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)在公交車到站前 語音報(bào)站，并且有 LED 數(shù)碼管顯示，到總站時(shí)公交車可向總站發(fā)送到站信息，方便總站 安排公交車次。本課題要求設(shè)計(jì)一公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語音自動報(bào)站， 即在進(jìn)站、出站時(shí)候自動播報(bào)語音提示信息及服務(wù)用語，同時(shí)利用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢 字顯示。本設(shè)計(jì)要求利用 AT89C51 作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包 括語音電路、漢字點(diǎn)陣顯示電路、電源電路等。 公交車報(bào)站系統(tǒng)主要由四個部分組成，即主控電路、脈沖檢測電路、語音電路以及 LED 點(diǎn)陣漢

5、字顯示電路。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 ： 自動報(bào)站；80C51 單片機(jī)；語音芯片；LED Abstract The public transportation already became the general wage race and the student race went out must the transportation vehicle, at present on the public transportation uses the public transportation newspaper station system had the basic function which

6、the pronunciation and the demonstration newspaper stood, but because the newspaper stood time used the driver manual cut, on the one hand increased drivers labor intensity, on the other hand because drivers misinformation or failed to report, created the passenger by mistake under or the mild chroni

7、c bloody vaginal discharge, has had the very greatly negative influence regarding the public transportation operation, could have very many nonessential influences to the passenger.Therefore, studies the public transportation automatic newspaper station system is extremely essential. This topic main

8、 research is based on at89C51 PUBIC TRANSPORTATION AUTOMATIC NEWSPAPER STATION SYSTEM front, this system stations of arrival the pronunciation newspaper station in the public transportation, and has the LED nixietube to demonstrate, to main terminal when the public transportation may station of arri

9、val the information to the main terminal transmission, convenient main terminal arrangement public transportation coach number.This topic request designs a public transportation automatic newspaper station system, realizes the public transportation pronunciation automatic newspaper station, namely i

10、s entering the station, outputting time disseminates news the voice prompt information and the service language automatically, simultaneously carries on the Chinese character demonstration using the LED lattice electric circuit.This design request using AT89C51 took the master control chip completes

11、 the master control electric circuit the design, auxiliary circuit request including pronunciation electric circuit, Chinese character lattice display circuit, power circuit and so on. The public transportation newspaper station system mainly is composed by four parts, namely master control electric

12、 circuit, pulse examination electric circuit, pronunciation electric circuit as well as LED lattice Chinese character display circuit. Key word : Automatic newspaper station;80C51 monolithic integrated circuit;pronunciation chip; LED 目目 錄錄 前前 言言.1 1 1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案論證設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案論證.2 1.11.1 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù) .

13、2 1.21.2 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) .2 1.31.3 方案的選擇與論證方案的選擇與論證 .2 .1 方案比較方案比較.2 方案一方案一.2 方案二方案二.3 .2 方案選擇方案選擇.3 2 2 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì).3 2.12.1 主控電路的設(shè)計(jì)主控電路的設(shè)計(jì) .4 .1 關(guān)于關(guān)于 AT89C51AT89C51 單片機(jī)單片機(jī).4 主要性能主要性能.4 引腳功能說明引腳功能說明.5 .2 振蕩器電路的設(shè)

14、計(jì)振蕩器電路的設(shè)計(jì).6 .3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路的設(shè)計(jì).8 手動復(fù)位手動復(fù)位.9 上電復(fù)位上電復(fù)位.9 復(fù)位后寄存器的狀態(tài)復(fù)位后寄存器的狀態(tài).10 .4 電壓變換電路的設(shè)計(jì)電壓變換電路的設(shè)計(jì).10 2.22.2 脈沖檢測電路的設(shè)計(jì)脈沖檢測電路的設(shè)計(jì) .11 .1 霍爾器件簡介霍爾器件簡介.11 霍爾器件的分類霍爾器件的分類.11 工作磁體的設(shè)置工作磁體的設(shè)置.11 .2 光電耦合

15、器簡介光電耦合器簡介.12 .3 脈沖檢測電路的設(shè)計(jì)脈沖檢測電路的設(shè)計(jì).13 2.32.3 語音輸出電路的設(shè)計(jì)語音輸出電路的設(shè)計(jì) .13 .1 關(guān)于語音芯片關(guān)于語音芯片.13 ISDISDWinbondWinbond 語音芯片概述語音芯片概述.13 語音芯片語音芯片 ISD4004ISD4004.14 .2 錄音、放音電路的設(shè)計(jì)錄音、放音電路的設(shè)計(jì).18 功放電路的設(shè)計(jì)功放電路的設(shè)計(jì).18 錄音電路的設(shè)計(jì)錄音電路的設(shè)計(jì).19 2

16、.42.4 LEDLED 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路的設(shè)計(jì) .20 .1 LEDLED 顯示器件簡介顯示器件簡介.20 發(fā)光二極管特性發(fā)光二極管特性.20 LEDLED 顯示器顯示器.20 .2 61166116 芯片簡介芯片簡介.22 芯片引腳排列圖芯片引腳排列圖.22 芯片工作方式和控制信號之間的關(guān)系芯片工作方式和控制信號之間的關(guān)系.22 .3 LEDLED 點(diǎn)陣漢字顯示電路的設(shè)計(jì)點(diǎn)陣漢字顯示電路的設(shè)計(jì).23 3 3 軟件設(shè)計(jì)軟

17、件設(shè)計(jì).24 3.13.1 主控程序的設(shè)計(jì)主控程序的設(shè)計(jì) .24 .1 流程圖流程圖.25 .2 程序清單程序清單.26 3.23.2 語音報(bào)站程序的設(shè)計(jì)語音報(bào)站程序的設(shè)計(jì) .28 .1 流程圖流程圖.28 .2 程序清單程序清單.29 3.33.3 LEDLED 漢字顯示程序的設(shè)計(jì)漢字顯示程序的設(shè)計(jì) .32 結(jié)束語結(jié)束語.34 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).35 前前 言言 隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步, 無人售票公交車在街頭多起來了，語音報(bào)站器也 被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交 線路的乘客帶來

18、了方便。 公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的 質(zhì)量。傳統(tǒng)由乘務(wù)人員人工報(bào)站，該方式因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市 已經(jīng)被淘汰。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng) 域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語音芯片相結(jié)合，即可完成語音的 合成技術(shù)，使得汽車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒 于傳統(tǒng)公交車報(bào)站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點(diǎn)及實(shí)際營運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了 一種由單片機(jī)控制的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)。 公交車自動報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能 工作的落后方

19、式，進(jìn)站、出站自動播報(bào)站名及服務(wù)用語，為市民提供更人性化，更完善 的服務(wù)。公共汽車行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動的風(fēng)景線，因而對整車 外形乃至色彩都有更高的要求。作為公共汽車還要求有醒目和減少乘務(wù)人員勞動強(qiáng)度的 電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越 來越普及。 公交車報(bào)站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量。 目前公交車報(bào)站有三種方式，一種是利用 GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)，在 司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺 15 英寸的液晶電視和 GPS 信號接收器，安裝了這套 設(shè)備后，公交車在語音報(bào)站的同時(shí)，通過液晶

20、電視還可以顯示到站站名的字幕，這樣如 果沒聽清報(bào)站的話，通過顯示屏，乘客也可以一目了然。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，調(diào)度中心 將會給公交車發(fā)出相應(yīng)的信息，以短信的形式傳送到顯示屏上，同時(shí)車載臺會發(fā)出相應(yīng) 的提示音；駕駛員也可以通過相應(yīng)的工具進(jìn)行回復(fù)。目前在美國部分城市 GPS 衛(wèi)星定位 系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，國內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資 昂貴，尤其是一些中小城市無法承受。另外兩種是手動電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而 它們都離不開司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動電子報(bào)站一般有司機(jī)或者乘務(wù) 員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯報(bào)，誤報(bào)的情況。 城市公共交通是市民出行的主要交通工具之一。提供舒適，

21、安全、便捷的乘車環(huán)境， 對于公交企業(yè)來說，不僅是應(yīng)盡的責(zé)任，亦是不斷追求的目標(biāo)。 1 1 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案論證目標(biāo)及方案論證 1.11.1 設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)任務(wù) 本課題要求設(shè)計(jì)一公交車自動報(bào)站系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)公交車的語音自動報(bào)站，即在進(jìn)站、 出站時(shí)候自動播報(bào)語音提示信息及服務(wù)用語，同時(shí)利用 LED 點(diǎn)陣電路進(jìn)行漢字顯示。本 設(shè)計(jì)要求利用 AT89C51 作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括語音電路、 漢字點(diǎn)陣顯示電路、電源電路等。 1.21.2 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 工作電壓 24V 靜態(tài)功耗 6W 音頻輸出 10W 信噪比 34DB 系統(tǒng)容量 可容納 300 個站點(diǎn)信息

22、和 8 分鐘語音廣告信息 環(huán)境溫度 -3080 最大廣告條數(shù) 100 條 1.31.3 方案的選擇與論證方案的選擇與論證 公交車自動報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是對里程計(jì)數(shù)來控制報(bào)站時(shí)刻，進(jìn)站、出站自動播 報(bào)站名及服務(wù)用語，準(zhǔn)確、及時(shí)、完全不需要人工介入。本章介紹了兩種不同的方案， 并將其進(jìn)行對比。 .1 方案比較方案比較 方案一方案一 公交車站自動報(bào)站器的設(shè)計(jì)，對車輪軸的轉(zhuǎn)角的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值與預(yù)置值 對比，即可確定報(bào)站時(shí)刻，達(dá)到準(zhǔn)確自動的目的。以 AT89C51 為主控芯片，對外來脈沖 計(jì)數(shù)，結(jié)合語音芯片 ISD4004 輸出語音。系統(tǒng)由脈沖檢測、

23、脈沖計(jì)數(shù)、CPU 控制、控制 信號、語音芯片、輸出顯示等組成。原理框圖如圖 11 所示。 圖 11 原理框圖 語音芯片 控制信號 脈沖計(jì)數(shù) CPU 控制輸出顯示 放音電路 脈沖檢測 1. 脈沖檢測：該系統(tǒng)關(guān)鍵是對轉(zhuǎn)軸所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，考慮到車輛將在復(fù)雜的 環(huán) 境中運(yùn)行，故采用可靠的霍爾元件 DN6848 作為信號的采集裝置，再經(jīng)光電耦合器 4N25 輸入給單片機(jī)。 2. 脈沖計(jì)數(shù)：光電耦合器的信號進(jìn)入 C51 后，采用中斷方式對脈沖計(jì)數(shù)。外部晶振 12MHz。 3. CPU 控制：程序中將計(jì)數(shù)值于預(yù)置值進(jìn)行比較，判斷是否到站，當(dāng)?shù)秸緯r(shí)就輸出信號 控制語言芯片進(jìn)行報(bào)站。 4. 控制按鍵：用于

24、手動控制、手動調(diào)整、預(yù)置值的輸入等 5. 語言芯片：由專用語音芯片 ISD4004 組成，可擦寫，便于在不同公交線上使用。 6. 輸出顯示：LED 點(diǎn)陣漢字顯示。 7. 預(yù)置存儲：采用兩種方式存儲，一種是在燒寫器上將數(shù)據(jù)寫入，另一種是在車上，單 片機(jī)處于輸入狀態(tài)，車輛行駛一遍，將站與站之間的脈沖數(shù)寫入片內(nèi)。 方案二方案二 利用 8031 單片機(jī)作為 CPU 來進(jìn)行總體控制，當(dāng)汽車到達(dá)某站時(shí)，汽車司機(jī)通過鍵盤 來控制本系統(tǒng)進(jìn)行工作，并且，系統(tǒng)將使用狀態(tài)指示電路，向司機(jī)指示出當(dāng)前的行駛方 向及站號（如與實(shí)際方向不符，司機(jī)可通過鍵盤來調(diào)整） 。原理圖框圖如圖 12 所示

25、。 圖 12 原理框圖 本系統(tǒng)使用 8031 作為 CPU，由 CPU 來控制語音合成芯片 TC8830AF，使其工作在 CPU 控制模式下。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語音再生時(shí)，由 CPU 控制語音合成電路中的語音芯片來 讀取其外接的存儲器內(nèi)部的語音信息，并合成語音信號，再通過語音輸出電路，進(jìn)行語 音報(bào)站和提示。CPU 同時(shí)通過程序讀取漢字信息，送入 LED 點(diǎn)陣顯示電路來進(jìn)行漢字 提示。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行語音錄制時(shí)，語音信號通過語音輸入電路輸入給語音合成電路中的語 音合成芯片，由語音合成芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將生成的數(shù)字語音信息存儲到語音存儲 芯片中，從而建立語音庫。 .2 方案選擇方案選擇 將方案

26、一與方案二進(jìn)行比較，方案二是采用 8031 單片機(jī)控制，通過鍵盤來控制報(bào)站 時(shí)刻，并不完全符合設(shè)計(jì)的要求，它仍然需要操作員員手動控制，所以本課題決定選用 方案一，它使用 AT89C51 作為主控制芯片，通過對里程的計(jì)數(shù)來控制報(bào)站時(shí)刻，完全無 需人工介入，選用的語音芯片是美國 ISD 公司的 ISD4004，該芯片與其它語音芯片相比 較，其語音音質(zhì)好，錄放時(shí)間長。 語音合成 電路 8031 小系統(tǒng) LED 點(diǎn) 陣顯示 電路 語音輸入輸 出電路 鍵盤狀態(tài)指 示電路 2 2 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì) 公交車報(bào)站系統(tǒng)主要由四個部分組成，即主控電路、脈沖檢測電路、語音電路以及 LED 點(diǎn)陣漢字顯示電

27、路。各部分電路的設(shè)計(jì)在本章中做了詳細(xì)的說明。 2.12.1 主控電路的設(shè)計(jì)主控電路的設(shè)計(jì) .1 關(guān)于關(guān)于 AT89C51AT89C51 單片機(jī)單片機(jī) AT89C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 所示。它主要由下面幾個部分組成：1 個 8 位 中央處理單元（CPU） 、片內(nèi) Flash 存儲器、片內(nèi) RAM、4 個 8 位的雙向可尋址 I/O 口、 1 個全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、2 個 16 位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、多 個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。在 AT89C 單片機(jī)結(jié)構(gòu)中， 最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有 Flash 存儲器，而在其他方面的

28、結(jié)構(gòu)，則和 Inter 公司的 8051 的結(jié)構(gòu)沒有太大的區(qū)別。 圖 21 AT89C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖 主要性能主要性能 1. 與 MCS-51 兼容 2. 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000 次寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年 3. 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz 4. 三級程序存儲器鎖定 5. 128*8 位內(nèi)部 RAM 6. 32 可編程 I/O 線 CPU 中斷控制 振蕩器 片內(nèi) Flash 存儲器 總線控制 片內(nèi) RAM 4I/O 端口 ETC 定時(shí)器 1 定時(shí)器 0 串行端口 外部 中斷 P0 P2 P1 P3 地址/數(shù)據(jù) TXD RXD 計(jì)

29、數(shù)器 輸入 7. 兩個 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 8. 6 個中斷源 9. 可編程串行通道 10. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 另外，AT89C51 是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到 0Hz，并提供兩種可 用軟件來選擇的省電方式空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode） 。 在空閑方式中，CPU 停止工作，而 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工 作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故 只保存片內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，直到下一個硬件復(fù)位為止。 引腳功能說明引腳功能說明 AT89C51

30、 引腳圖如圖 22 所示。 圖 22 AT89C51 引腳圖 VCC：供電電壓。 VSS：接地。 P0 口：P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個 TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以 被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn) 行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口：P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作

31、輸入，P1 口被外部下拉為 低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口：P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此 作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口 當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八 位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位

32、地址信號 和控制信號。 P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電 流。當(dāng) P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部 下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷 0） P3.3 /INT1（外部中斷 1） P3.4 T0（記時(shí)器 0 外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器 1 外部輸入） P3.6 /WR（外部

33、數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位 字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率 周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或 用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個 ALE 脈沖。 如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， A

34、LE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外 部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期 兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH） ，不管 是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持 高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電 源

35、（VPP） 。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 6 .2 振蕩器電路的設(shè)計(jì)振蕩器電路的設(shè)計(jì) 89 系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器電路如圖 23 所示，由一個單級反相器組成。XTAL1 為反相器的輸入，XTAL2 為反相器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接一個晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個完整的 振蕩信號發(fā)生器，如圖 25 示，此方法稱為內(nèi)部方式。 另一種使用方法如圖 24 示，由外部時(shí)鐘源提供一個時(shí)鐘信號到 XTAL1 端輸入， 而 XTAL2 端浮空。在組成一

36、個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用圖 25 所示的方法，這種 方式的結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可靠性高。 振蕩器的等效電路如圖 25 上部所示。在圖中給出了外接元件，即外接晶體及電 容 C1，C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在電路中，對電容 C1 和 C2 的值要求不是很嚴(yán)格， 如果用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少，C1，C2 通常都選擇 30pF。有時(shí)，在某些應(yīng)用 場合，為了降低成本，晶體振蕩器可用陶瓷振蕩器代替。如果使用陶瓷振蕩器，則電容 C1，C2 的值取 47pF。 圖 23 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部振蕩器電路 圖 24 外部時(shí)鐘接法 XTAL2 XTAL1 GND NC CMOS 門 外部振蕩信號 X

37、TAL1XTAL2 89 系列單片機(jī) GND 內(nèi)部定時(shí) VCC /PD Rf 石英晶體或 陶瓷振蕩器 C1 C2 XTAL2XTAL1 內(nèi)部定時(shí) /PD 400 D1 D2 Q1 Rf Q2 VCC Q3 Q4 圖 25 片內(nèi)振蕩器等效電路 通常，在單片機(jī)中對所使用的振蕩晶體的參數(shù)要求如下： ESR（等效串聯(lián)電阻）：根據(jù)所需頻率按圖 26 選取。 C0（并聯(lián)電容）：最大 7.0pF。 CL（負(fù)載電容）：30pF+3pF。 通常，其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來確定。 圖 26 ESR 與頻率的關(guān)系曲線 在本設(shè)計(jì)中，采用的是內(nèi)部方式，即如圖 25 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上 外接一個 12MHZ 的晶振及兩個 47pF 的電容組成。 .3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 89 系列單片機(jī)與其他微處理器一樣，在啟動的時(shí)候都需要復(fù)位，使 CPU 及系統(tǒng)各 部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后， 如 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機(jī)器周期（24 個振蕩周期） ，則 CPU 就可以響 應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位時(shí)序如圖 27 所示，因外部的復(fù)位信號是與內(nèi)部時(shí)鐘異步的， 所以在每個