2022年基于51单片机的智能型金属探测器大学本科方案设计书.docx

精品学习资源本文介绍了一种基于AT89S52 单片机掌握的智能型金属探测重视点讨论了它的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能；该金属探测器以AT89S52 单片机为核心，采纳线性霍尔元件 UGN3503 作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，打算是否探测到金属；系统软件采纳汇编语言编写；在软件设计中，采纳了数字滤波技术排除干扰， 提高了探测器的抗干扰才能，确保了系统的精确性；关键词：单片机 金属探测器 线性霍尔元件 电磁感应 .ABSTRACTThis paper describes the compositionofhardware and software,workingprinciplesand the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Micyocoand linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change. The SCM measures the peak value of voltage andcompares itwithreference voltage.Then determine whether detect metal or not. Incase ofdetection of a metallic mass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems software adopts the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter technology is utilizedto eliminate the jamming.So the stabilityofsystem and the measuring veracity are improved.KEYWORDS: SCM Single Chip Micyoco metal detector .欢迎下载精品学习资源目 录第一章 绪论11.1 引言11.2 探测器的进展状况及应用11.3 本文讨论的主要内容3其次章 系统的总体设计32.1 系统设计的理论依据32.1.1 线圈介质条件的变化42.1.2 涡流效应42.2 系统组成5第三章 硬件电路设计63.1 系统组成框图63.2 电路详细介绍73.2.1. 线圈振荡电路83.2.2 系统掌握单元133.2.3 显示告警电路213.2.4.电源电路21第四章 系统软件设计2024.1 软件算法2024.2 软件流程2124.2.1 主程序流程图224.2.2 数字滤波程序设计23第五章 .结论25致 谢26参考文献27欢迎下载精品学习资源第一章 绪论1.1 引言金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域；比如在机场、大型运动会如奥运会 、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等损害性违禁金属物品；工业部门 包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止珍贵金属材料的丢失；目前，就连考试也开头启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊；由此可见，金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用；而为了能够精确判定金属物品藏匿的位置，就需要金属探测器具有较高的灵敏度；目前；国外虽然已有较为完善的系列产品，但价格及其昂贵；国内传统的金属探测器就是利用模拟电路进行检测和掌握的， 其电路复杂，探测灵敏度低，且整个系统易受外界干扰；1.2 探测器的进展状况及应用金属探测器因其功能和市场应用领域的不同，分为以下几种：通道式金属探测器（又称：金属探测门；简称：安检门）、手持式金属探测器、便携式金属探测器、台式金属探测器、工业用金属探测器和水下金属探测器；全球第一台金属探测器产生于1960 年，步入工业时代最初的金属探测器也主要应用于工矿业，是检查矿产纯度、提高效益的得力帮手；随着社会的进展，犯罪案件的上升，1970年金属探测器被引入一个新的应用领域 安全检查，也就是今日我们所使用的金属探测门雏形，它的显现意味着人类对安全的认知已步入一个新纪元；一个产品的显现带动了一个行业的进展，于是安检这个既生疏又熟识的行业开头进入市场； 40 多年过去了，金属探测器经受了几代探测技术的变革，从最初的信号模拟技术到连续波技术直到今日所使用的数字脉冲技术，金属探测器简洁的磁场切割原理被引入多种科学技成果；无论是灵敏度、辨论率、探测精确度仍是工作性能上都有了质的飞跃；应用领域也随着产品质量的提高延长到了多个行业；70 岁月随着航空业快速进展，劫机和危急大事的发生使航空及机场安全逐步受到重视，于是在机场众多设备中金属探测门扮演着排查违禁物品的重要角色；同样在70 岁月， 由于金属探测门在机场安检中的崭露头角，大型运动会（如奥运会）展览会及政府重要部门的安全保卫工作中开头启用金属探测门作为必不行少的安检仪器；进展到80 岁月，监狱暴力案件呈直线上升趋势，如何及早有效预防并阻挡暴力案件发生成了监狱治理工作中的重中之重，在依靠警员对囚犯加强治理的同时，金属探测门再次成为了美国、英国、比利时等发达国家监狱治理机构必备的安检设备，形成平均每300 个囚犯便使用一台金属探测门用于安检；与此同时西方兴起的“寻宝热 ”，也使手持式、便携式金属 探测器得到长足的进展；进入 90 岁月，快速升温的电子制造业成了这个时代的宠儿，大型的电子公司为了削减欢迎下载精品学习资源产品流失、终止员工与公司之间的尴尬局面，间续采纳金属探测门和手持式金属探测器作为治理员工行为、削减产品流失的利刃；于是金属探测器又有了它新的角色 产品防盗；9.11 大事以后 ,反恐成为国际社会一个重要议题；爆炸案、恐惧活动的猖獗使恐惧分子成了各国安全部门誓要打击的对象；此时国际社会对“安全防范 ”的认知也被提到一个新的高度；受 9.11 大事影响，各行各业都加强了保安工作的部署，正是受此影响金属探测器的应用领域也胜利地渗透到其他行业；如：消遣场所；公共消遣场所的治安问题历来是社会各界关注的焦点，也是治安治理工作的难点；据统计，每年消遣场所恶性打架斗殴大事和刑事案件发案率占60%以上，其作案凶器均是消费者随身带入消遣场所；然而，此时简洁的通道式金属探测门已不能完全满意安检的要求，安保人员需要的是一种能精确判定金属物品藏匿位置的安检产品；于是多区位金属探测技术孕育而生，它的产生是金属探测器进展历史上的又一次变革，原先单一的磁场分布变成了现在相互叠和而又相对独立的多个磁场，再依据人体工程学原理把门体分为多个区段使之与人体相对应，相应的区段在金属探测门上形成相对的区域，这样金属探测门便拥有了报警定位功能；2003 年的国内金属探测器市场可谓硝烟充满，无论是国外品牌仍是国产品牌竞争异常猛烈，都妄想在大陆市场再多分一杯羹，重新划分现有市场格局；于是国外某品牌领先打出了电脑联网功能的招牌；国内厂家在自身产品尚不过关的情形下纷纷效仿，最终均战死沙场，只有深圳某公司自主开发的SYSTEM （赛时特）金属探测门笑傲江湖，据明白，目前国内也只有该公司把握此技术的核心部分，并且比国外产品所提出的电脑联网功能更具先进性、和有用性；（注：金属探测器因其应用领域不同，其电脑联网功能也不相同；SYSTEM（赛时特）所提出的电脑联网功能如应用在机场，实际是将旅客输入电脑的身份资料和金属探测门形成共享，报警后第一时间可以从电脑调出该旅客身份资料，使机场安检更具严密 性；如应用于工厂，电脑联网是将工厂的员工治理系统和金属探测门形成资源共享，治理人员通过测器产品的研发、生产和推广，近几年已获得较大进步；但是，犹如其他电子类产品一样， 金属探测器同样显现了电路仿制、性能相同、功能繁多、华而不实的现象；某些所谓生产厂商这种投入小、研发周期短的商业行为势必导致产品的一样性差，牢靠性低以及安检产品社会信誉度降低，设备从根本上保证不了安检要求；电脑自动统计报警资料，重点分析观看对象，主动实行安全防范措施削减产品流失，实现统一治理）；2002 年是国产探测器洗心革面，业绩辉煌的一年，政府对安防行业的大力支持，及“十五方案 ”指导思想的延长使一些生产厂商越来越留意自身产品质量的提高，无论是产品性能仍是外观都越来越接近于国外产品，甚至在某些功能上已超过国外产品；在产品开发、生产过程中考虑最多的也是如何适应国内安检市场、满意客户要求；实现安检设备国产化，符合中国国情；003 年的国内金属探测器市场可谓硝烟充满，无论是国外品牌仍是国产品牌竞争反常猛烈， 都妄想在大陆市场再多分一杯羹，重新划分现有市场格局；于是国外某品牌领先打出了电脑 联网功能的招牌；国内厂家在自身产品尚不过关的情形下纷纷效仿，最终均战死沙场，只有 深圳某公司自主开发的SYSTEM （赛时特）金属探测门笑傲江湖，据明白，目前国内也只有该公司把握此技术的核心部分，并且比国外产品所提出的电脑联网功能更具先进性、和实用性；（注：金属探测器因其应用领域不同，其电脑联网功能也不相同；SYSTEM （赛时特）所提出的电脑联网功能如应用在机场，实际是将旅客输入电脑的身份资料和金属探测门欢迎下载精品学习资源形成共享，报警后第一时间可以从电脑调出该旅客身份资料，使机场安检更具严密性；如应用于工厂，电脑联网是将工厂的员工治理系统和金属探测门形成资源共享，治理人员通过电脑自动统计报警资料，重点分析观看对象，主动实行安全防范措施削减产品流失，实现统一管理）；现目前国内金属探测器只能检测金属物品，而像炸药、毒品等非金属危急物品却查不出来，虽然某外国公司现已进入开发阶段，但信任推出访用仍需一段时间；然而我们诚心的希望国内各厂家相互整合各自优势，寻求规模效应，及早推出具有国际水准最先进的金属探测器，使安全防范再次提高到一个新的水平，使国产金属探测器及早进入国际市场；愿这一天早日到来！1.3 本文讨论的主要内容本文介绍的基于单片机的智能型金属探测器，采纳灵敏度极高的线性霍尔元件作为传感器，感应由于金属显现引起的探测线圈四周磁场的变化，提高了检测精度:处理部件就采纳AT89S52 单片机作为检测和掌握核心，对检测结果进行分析判定，有效地保证了检侧原理的实施；此外，利用软件滤波的方法代替了传统探测器复杂的模拟电路器件，大大提高了系统的牢靠性、灵敏度和抗干扰性；适用于对邮件、行李、包裹及人体夹带的损害性金属物品（如：刀具、枪械、武器部件、弹药和金属包装的炸药等）的检测，可用于海关、机场、车站、码头的安全检查；也可用于探测隐匿于墙内、护墙板内侧、空洞和土壤的上述物品和金属物；其次章 系统的总体设计2.1 系统设计的理论依据金属探测器是采纳线圈的电磁感应原理来探测金属的.依据电磁感应原理，当有金属靠近通电线圈平面邻近时，将发生如下现象和效应:欢迎下载精品学习资源图 2.1 线圈介质条件的变化2.1.1 线圈介质条件的变化当金属物接近通电线圈时，将使通电线圈四周的磁场发生变化如图2.1，对于半径为R的单匝圆形电感线圈；当其中通过交变电流I = I mcost 时，线圈四周空间产生交变磁场，依据毕奥 -萨伐尔定律可运算出线圈中心轴线上一点的磁感应强度B 为：B=d B x=dB sin =2 R0I4 r 2Rrdl= I2Rr20 r R 23=I R 22 x 2 +R 223 =I m32 x 2 +R 22coswt（ 2-1）其中， = 0r ，为介质的 磁导率，r 为相对磁导率，0 为真空磁导率；对于 紧 密 缠 绕 N匝 的 线 圈 ， 线 圈 中 心 轴 线 上 一 点 的 磁 感 应 强 度 就 为 ：B =N 0r R 2 Im2 x 2+R23 / 2coswt（ 2-2）欢迎下载精品学习资源由公式（ 2-2）可知，当线圈有效探测范畴内无金属物时，r = 1（非金属的相对磁导欢迎下载精品学习资源率），线圈中心磁感应强度B 保持不变，当线圈有效探测范畴内显现铁磁性金属物时，r会变大， B 随 r 也会变大；2.1.2 涡流效应依据电磁理论，我们知道，当金属物体被置于变化的磁场中时，金属导体内就会产生自欢迎下载精品学习资源行闭合的感应电流，这就是金属的涡流效应；涡流要产生附加的磁场，与外磁场方向相反， 减弱外磁场的变化；据此，将一沟通正弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上，流过线圈的电 流会在四周产生交变磁场，当将金属靠近线圈时，金属产生的祸流磁场的去磁作用会减弱线 圈磁场的变化；金属的电导率越大，交变电流的频率越大，就祸电流强度越大，对原磁场的抑制作用越强；通过以上分析可知，当有金属物靠近通电线圈平面邻近时，无论是介质磁导率的变化，仍是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B 的变化；对于非铁磁性的金属 包括抗磁体 如:金、银、铜、铅、锌等和顺磁体 如锰、铬、钦等 r1 ，较大，可以认为是导电不导磁的物质，主要产生涡流效应，磁效应可忽视不计；对于铁磁性金属（如：铁、钴、镍）r 很大，也较大，可认为是既可导电又导磁的物质，主要产生磁效应，同时又有涡流效应；本设计正是基于这样的理论，来查找一种适合的传感器来感应线圈的磁场变化，并把磁场信号的变化转变成电信号的变化，从而实现单片机的掌握；正是本着这样一个设计思路来构建系统的硬件电路；2.2 系统组成整个探测系统以8 位单片机 AT89S52 作为掌握核心 ,其硬件电路分为两个部分,一部分为线圈振荡电路 ,包括 :多谐振荡电路、放大电路和探测线圈；另一部分为掌握电路；.2.1 系统结构块图2.3 系统工作原理在工作过程中，由555 定时器构成的多谐振荡器产生一个频率为24KHz 的脉冲信号经过缓冲和放大之后，形成频率稳固度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈中，通电的线圈四周就会产生磁场，此时，固定在线圈L 1 中心的霍尔元件UGN3503U就会感应到线圈四周的磁场，并将磁场强度信号线性地转变成电压信号；在无金属的情形下，假设霍尔输出电压为0 ，该电压信号 0 很柔弱，属mV即信欢迎下载精品学习资源号， 0 经过放大电路放大，再通过峰值检波电路，得到响应的0V5V的峰值输出电压 U 0 ，以满意 ADC0809 的量程，经A/D 转换后，将 U 0 的数字量输入到单片机储存起来； 此后，以该电压信号作为基准电压，与A/D 转换器采集到的电压信号进行比较判定；当探测线圈 L 1 靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会使探测电感值发生变化，从而使其四周的磁场发生变化，霍尔元件感应到该变化的磁场，并将其线性地转变成电压信号x ，该变化的电压经过放大电路、峰值检波电路后，得到响应的0V5V的峰值输出电压U x ，然后经 A/D 转换后，输入到 CPU ，由 CPU 完成 U x 与基准电压 U 0 的比较，二者比欢迎下载精品学习资源较| U x - U 0 |得到一个差值，此差值与预设的灵敏度U 再做比较；当然，U 大小的设欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源定打算着系统精度的高低；如| U x - U 0 |> U，就确定为探测金属，CPU 输出口 P1.0 输出欢迎下载精品学习资源信号驱动发光二极管发光报警，同时P1.6 掌握蜂鸣器发出声响，进行声音报警；第三章 硬件电路设计3.1 系统组成框图硬件掌握电路包括两个部分，一部分线圈振荡电路,包括 :多谐振荡电路、放大电路和探测线圈；另一部分掌握电路包括:U,GN3503型线性霍尔元件、可编程放大电路、峰值检波电 路、模数转换器、 AT89S52 单片机、 LED 显示电路、声音报警电路及电源电路等；欢迎下载精品学习资源3.1 系统组成框图3.2 电路详细介绍系统总电路由以上部分电烤炉组成，详细见附图图 3.2 电路原理图3.2.1. 线圈振荡电路图 3.2.1 线圈振荡电路原理图工作过程中，由555 定时器构成一个多谐振荡器，产生一个频率为24KHZ 、占空比为2/3 的脉冲信号；振荡器的频率运算公式为：欢迎下载精品学习资源f = R110+ 2RC1111ln 2（ 3-1）图示参数对应的频率为24KHZ ，挑选24KHZ的超长波频率是为了减弱土壤对电磁波的影响；从多谐振荡器输出的正脉冲信号经过电容C8 输入到 Q1 的基极（Q1 为125 的9013H, 使其导通，经Q1 放大之后，就形成了频率稳固度高、功率较大的脉冲信号输入到人、探测线圈L1 中，在线圈内产生瞬时较强的电流，从而使线圈四周产生恒定的交变磁场；由于在脉冲信号作用下，Q1 处于开关工作状态，而导通时间又特别短，所以特别省电，可以利用 9V 电池供电；图 3.2.2 数据采集电路原理图（ 1）线性霍尔传感器（ linear Hall-Effect Sensors ）在电路设计中，选用了美国公司生产的UGN3503U线性霍尔传感器，来检测通电线圈L1四周的磁场变化；UGN3503U线性霍尔传感器的主要功能是可将感应到的磁场强度信号线性地转变为电压信号；他的功能特性示于图3.2.3 和 3.2.4；欢迎下载精品学习资源.图 3.2.3 UGN3503 的功能框图图 3.2.4 UGN3503U 的磁电转换特性曲线霍尔元件是依据霍尔效应制成的器件；如图3.2.5 所示，在一块半导体薄片上两端通以电流 I，并加以和片子表面垂直的磁场B ，在薄片的横向两侧会显现一个电压，如图3.2.5 中的 UH ，这种现象就是霍尔效应；这种现象的产生的洛伦兹力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场；霍尔电场产生的电场力和洛伦兹力相反，它阻碍载流子连续积累，知道霍尔电场力和洛伦兹力相等，这时，片子两端建立起一个稳固的电压，就是霍尔电压UH ，霍尔电压 U H 可用下式表示：欢迎下载精品学习资源U H = R H IB / d（V ）（ 3-2）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中 RH 霍尔常数（ 件的厚度 mm3C1 ）； I 电流（ A ）； B 磁感应强度（ T）； d 霍尔元欢迎下载精品学习资源令 K H= R H / dV A1W b1 m2，就得到欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源. U H =K H IB（ V ）3-3欢迎下载精品学习资源图 3.2.5 霍尔效应原理图由上式可知，霍尔电压的大小正比于掌握电流I 和磁感应强度 B； K H 称为霍尔元件的灵敏度，它与元件材料的性质与几何尺寸有关；因此当外加电压电源肯定时，通过的电流I 为一恒定值，此时输出的电压只与加在霍尔元件上的磁场B 的大小成正比，即：欢迎下载精品学习资源U H = KB V）（ 3-4）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源此时 K=K H I 为常数；因此，任何引起磁场强度变化的物理量都将引起霍尔输出电压欢迎下载精品学习资源的变化；据此，将霍尔元件做成各种形式的探头，固定在工作系统的适当位置，用它去检测工作磁场，再依据霍尔输出电压的变化提取别检信息，这就是线性霍尔元件的基本物理依据和作用；（ 1） 放大和峰值检波电路由于 UGN3503U线性霍尔元件采集到的电压信号是一个毫伏级的信号，信号特别柔弱，所以，在对其进行处理前，第一要进行放大；在设计中，信号放大电路采纳输入阻抗高、漂移较小、共模抑制比高的集成运算放大器LM324 ；LM324是四运放集成电路，它采纳 14 脚双列直插塑料封装；它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共同，四组运放相互独立；如下列图， UGN3503线性霍尔元件输出的柔弱信号经电容耦合到前级运算放大器U2A的相同输入端，运算放大器U2A把霍尔元件感应到的电压转换为对地电压；在电路设计中，运放 LM324采纳 +5V 单电源供电，对于不同强度的信号均可通过调剂前级放大电路的反馈电位器 W1 来转变其放大倍数；经前级运算放大器放大的信号经耦合电容C2 输入到后级峰值检波电路中；采纳阻容耦合的方法可以使前后级电路的静态工作点保持独立，隔离各级静态之间的相互影响，使得电路总温漂不会太大；峰值检波电路由两级运算放大器组成，第一级运放U2B 将输入信号的峰值传递到电容C6 上，并保持下来；其次级运放U2C 组成缓冲放大器，将输出与电容隔离开来；在设计中，为了获得优良的保持性能和传输性能，同样采纳了输入阻抗高、响应速度较快、跟随精欢迎下载精品学习资源度较好的运算放大器LM324 ，这样可有效地利用LM324 的资源，削减使用元器件的数量， 降低了成本；当输入电压V i 2 上升时， V o2 跟随上升，使二极管D 4 、 D5 导通， D3 截止，运放 U2B 工作在深度负反馈状态，使电容C6 充电， V c上升；当输入电压V i 2 下降时， V o2 跟随下降，D3 导通， U2B 也工作在深度负反馈状态，深度负反馈保证了二极管D4 、 D5 牢靠截止，V c 值得以保持；当V i 2 再次上升时使 V o2 上升并使 D 4 、 D5 导通， D3截止，再次对电容C6 充电（ V c高于前次充电电压），V i 2 下降时， D 4 、 D5 又截止，D3 导通， V c 将峰值再次保持；输出V o 反映 V c的大小，通过峰值检波和后级缓冲放大电路，将采集到的柔弱信号放大至0V5V的直流电平，以满意A/D 转换器 ADC0809 所要求的输入电压变换范畴，然后通过A/D 转换电路将检测到的峰值转化成数字量；（ 3）A/D 转换电路由于采集到的信息是连续变化的模拟量，不能被单片机直接处理，所以，必需把这些模拟量转换成数字量后才能够输入到单片机中进行处理，这里选用了经济有用的ADC0809 型A/D 转换器来完成模数转换；ADC0809 芯片内部结构和工作时序示于图3.2.6 和图 3.2.7；图 3.2.6 ADC0809 的芯片内部结构欢迎下载精品学习资源图 3.2.7 ADC0809 的工作时序ADC0809 是 8 位逐次靠近型A/D 转换器，片内有八路模拟开关，可对八路模拟电压量实现分时转换，转换速度为100s 即 10 千次 /秒；当地址锁存答应信号ALE=1 时， 3 位地址信号 A 、B、C 送入地址锁存器，挑选8 路模拟量中的一路实现A/D 变换；本设计中只使用通道 INO ，所以，地址译码器ABC 直接地址为 000，采纳线选法寻址； ADC0809 片内有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连接，这里将它的数据输出口直接与单片机的数据总线P0 口相连接， AT89S52 的 P0 口作为数据总线，又作为低8 位地址总线；ADC0809的片内没有时钟，时钟信号必需由外部供应，这里利用AT89S52 供应的地址锁存答应信号 ALE 经计数器 74LS163 构成的 4 分频器分频获得； ALE 引脚的频率是单片机时钟频率的 1/6,单片机的时钟频率为12MHz ，就 ALE引脚频率约为2MHz ，再经4 分频后为500kHz ，所以 ADC0809 能牢靠工作； ADC0809 的模拟输入范畴：单极性05V,设计中采纳+5V 单电源供电；放大后的电压信号送入ADC0809 的模拟输入通道 IN0 进行 A/D 转换；将 P2.7（地址总线的 A15 ）作为片选信号，由AT89S52 的写信号 WR和 P2.7 掌握 ADC0809的地址锁存ALE 和转换启动START ，当 ADC0809 的 START 启动信号输入端为高电平常，A/D 开头转换，在时钟的掌握下，一位一位地靠近，比较器一次次进行比较，转换终止时，送出转换结欢迎下载精品学习资源束信号 EOC 低到高 ，并将 8 位数字量D7 D0 锁存到输出缓存器；AT89S52 的读信号欢迎下载精品学习资源RD 端发出一个输出答应命令输入到ADC0809的 ENABLE 即 OE 端,ENABLEOE 端呈高电位，用以打开三态输出端锁存器，AT89S52 从 ADC0809 读取相应电压数字量，然后存入数据缓冲器中；3.2.2 系统掌握单元 AT89S52 简介采纳 AT89S52 单片机； AT89S52 是一个低功耗，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8K欢迎下载精品学习资源Bytes ISP In-system programmable 的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序储备器，器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性储备技术制造，兼容标准MCS 51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用8 位中心处理器和 ISP Flash 储备单元；AT89S62 片内结构具有如下特点：40 个引脚， 8K Bytes Flash 片内程序储备器，256bytes 的随机存取数据储备器RAM ， 32 个外部双向输入 /输出 I/O 口，看门狗定时 WDT 电路， 2 个数据指针， 3 个 16 位可编程定时计数器，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个全双工串行通信口，片内时钟振荡器；此外，可通过软件设置省电模式；闲暇模式下，AT89S52 设计和配置了振荡频率可为0Hz 并CPU 暂停工作，而 RAM 、定时计数器、串行口及外中断系统可连续工作，掉电模式冻结振荡器而储存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位；其工作电压为5V ，晶振频率采纳 12MHz ；其引脚图如下：图 3.2.8 AT89S52 的引脚图欢迎下载精品学习资源图3.2.9AT89S52片内结构VCC : 电源GND: 地P0：P0口是一个 8位漏极开路的双向 I/O 口；作为输出口，每位能驱动 8个TTL 逻辑电平；对 P0端口写 “1时”，引脚用作高阻抗输入；当拜访外部程序和数据储备器时， P0口也被作为低 8位地址 /数据复用；在这种模式下， P0具有内部上拉电阻；在 flash编程时， P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节；程序校验时，需要外部上拉电阻；P1：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电平；对 P1 端口写 “1时”，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流；此外，P1.0和P1.2分别作定时器 /计数器 2的外部计数输入（P1.0/T2 ）和时器 /计数器 2的触发输入（ P1.1/T2EX ）；在 flash 编程和校验时， P1 口接收低 8 位地址字节；P2：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电欢迎下载精品学习资源平；对 P2 端口写 “1时”，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（IIL ）；在拜访外部程序储备器或用 16位地址读取外部数据储备器（例如执行MOVX DPTR）时， P2 口送出高八位地址；在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送1；在使用 8位地址（如 MOVX RI ）拜访外部数据储备器时， P2口输出 P2锁存器的内容；在flash 编程和校验时， P2口也接收高 8位地址字节和一些掌握信号；P3：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 规律电平；对 P3 端口写 “1时”，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（IIL ）； P3口亦作为 AT89S52特殊功能（其次功能）使用；在 flash 编程和校验时， P3 口也接收一些掌握信号；RST: 复位输入；晶振工作时，RST脚连续 2 个机器周期高电平将使单片机复位；看门狗计时完成后， RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平；特殊寄存器AUXR 地址 8EH 上的 DISRTO 位可以使此功能无效； DISRTO 默认状态下，复位高电平有效；ALE/PROG ：地址锁存掌握信号（ALE ）是拜访外部程序储备器时，锁存低8 位地址的输出脉冲；在 flash编程时，此引脚（ PROG）也用作编程输入脉冲；在一般情形下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用；然而，特殊强调，在每次拜访外部数据储备器时，ALE 脉冲将会跳过；假如需要，通过将地址为8EH的SFR的第 0位置“ 1，”ALE 操作将无效；这一位置“ 1，”ALE 仅在执行 MOVX或MOVC 指令时有效；否就， ALE 将被柔弱拉高；这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的SFR的第 0位）的设置对微掌握器处于外部执行模式下无效；PSEN:外部程序储备器选通信号（PSEN）是外部程序储备器选通信号；当AT89S52 从外部程序储备器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在拜访外部数据储备器时， PSEN将不被激活；EA/VPP: 拜访外部程序储备器掌握信号；为使能从0000H 到FFFFH 的外部程序储备器读取指令， EA 必需接 GND ；为了执行内部程序指令，EA 应当接 VCC ；在flash编程期间， EA 也接收 12伏VPP电压；XTAL1: 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端；XTAL2: 振荡器反相放大器的输出端；并不是全部的地址都被定义了；片上没有定义的地址是不能用的；读这些地址，一般将得到一个随机数据；写入的数据将会无效；用户不应 该给这些未定义的地址写入数据“1”；由于这些寄存器在将来可能被赐予新的功能，复位后，这些位都为 “0”；定时器 2寄存器：寄存器 T2CON 和T2MOD 包含定时器 2 的掌握位和状态位，寄存器对RCAP2H 和RCAP2L 是定时器 2的捕获 /自动重载寄存器；中断寄存器：各中断答应位在IE 寄存器中，六个中断源的两个优先级也可在IE 中设欢迎下载精品学习资源置；双数据指针寄存器：为了更有利于拜访内部和外部数据储备器，系统供应了两路16位数据指针寄存器：位于 SFR中82H83H 的 DP0和位于 84H 85；特殊寄存器 AUXR1 中DPS 0 挑选DP0； DPS=1 挑选 DP1；用户应当在拜访数据指针寄存器前先初始化DPS至合理的值；掉电标志位：掉电标志位（POF）位于特殊寄存器PCON 的第四位（ PCON.4）；上电期间POF置“ 1；”POF可以软件掌握使用与否，但不受复位影响；储备器结构MCS-51 器件有单独的程序储备器和数据储备器；外部程序储备器和数据储备器都可以64K 寻址；程序储备器：假如 EA引脚接地，程序读取只从外部储备器开头；对于89S52，假如 EA 接VCC ，程序读写先从内部储备器（地址为0000H 1FFFH ）开头，接着从外部寻址，寻址地址为： 2000HFFFFH ；数据储备器： AT89S52 有256 字节片内数据储备器；高128 字节与特殊功能寄存重视叠；也就是说高 128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的；当一条指令拜访高于 7FH 的地址时，寻址方