程控滤波器的设计.doc

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1、程控滤波器的设计 36 / 41摘要本系统实现程控滤波，放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。硬件以单片机AT89S51为核心控制，主要由OP07放大器、程控滤波器MAX262等部分组成。放大器采用OP07，实现60dB固定增益放大，步进10dB由单片机控制7279A实现，其误差不大于5%。低通、高通滤波器由单片机控制可编程滤波器芯片MAX262实现，在2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。本系统设计简单，能很好地实现滤波器的程控，使用方便，具有较高的性价比、实用性和使用价值。 关键词：AT89S51；OP07；MAX262 AbstractThis sys

2、tem realizes program-controlled filtering, amplifier can install; Low pass or high-pass filter bandpass, cutoff frequency characteristics can be set up. Hardware AT89S51 MCU control, mainly for the core OP07 amplifier, program-controlled filter by MAX262 components. By OP07, realize 60dB amplifier f

3、ixed-plus amplifier, stepping 10dB 7279A realization by single-chip microcomputer control, the error is not more than 5%. Low pass, high-pass filter by single-chip microcomputer control programmable filter MAX262 realize, in 2fc chip in the total voltage amplifier and filter 30dB gain no greater tha

4、n. This system is simple in design, can well realize filter SPC, use convenient, with high performance-to-price ratio, practicability and use value. Keywords： AT89S51 ，OP07， MAX262目录摘要IAbstractII目录III前言11绪论21.1滤波器的发展阶段21.2课题研究的背景21.3设计的内容与结构32 方案设计与选择42.1设计要求42.2方案选择42.2.1 放大器的选择42.2.2滤波器的选择52.2.3单片

5、机的选择52.2.4输入模块选择62.3 MAX262工作原理62.3.1 MAX262的结构62.3.2 MAX262的特性及编程参数72.3.3 MAX262的工作原理92.4滤波器的原理与及其结构102.4.1滤波器的概念102.4.2滤波器的结构及分类112.4.3滤波器的应用场合133 系统硬件电路设计143.1 MAX262程控滤波器的设计143.2 AT89S51单片机介绍153.3放大器的设计183.3.1 OP07简介193.4显示部分设计203.5 MAX262滤波器部分的设计213.5.1 74LS373芯片简介214 系统软件设计234.1 主程序流程图234.2 编程

6、参数的确定234.3 程序流程分析245设计验证及测试方法255.1 程序可行性验证255.2各单元测试方法25总结27致谢28参考文献29附件1 程控滤波器原理图30附件2 程序清单32 前言滤波器是数据采集、信号处理和通信系统等领域必不可少的重要环节，如AD转换前的“限带抗混叠滤波”和DA转换后的“平滑滤波”。在信号频率动态范围较宽的场合，设计固定截止频率的滤波技术已经很成熟，但在许多工程领域，信号频率的动态范围很宽，其信号频率在几赫兹到几千赫兹之间。因此，就有必要采用多种截止频率的滤波器，采用程控滤波法对频率动态范围较宽的信号进行滤波。 在低频时码信号源中，实现多种频点滤波功能的方法通常

7、有两种方法：第一种方法采用运算放大器、电阻、电容等分立原件组成有源滤波器来实现频率选择，该方法为了实现智能选择，必须采用模拟开关控制，同时电路使用的原件较多，故会导致参数调整相当困难；第二种是采用多级选频电路串联方式，但该方法由于器件参数离散型的影响，要求所有选频回路在中心频率上偏差很小，这将使改变多级中心频率的滤波器变得十分困难。使用可编程滤波器芯片MAX262可以通过编程多种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理，且滤波的特性参数（如中心频率、品质因数等），可通过编程进行设置，电路的外围器件也很少，同时用单片机对MAX262进行过程控制，还可以同时对两路输入信号进行二阶低通、高

8、通、带通、带阻以及全通滤波处理。这使得滤波器的中心频率可以在15Hz50kHz范围内实现64级程控调节，其Q值可在0.564范围内实现128级程控调节。1绪论1.1滤波器的发展阶段电容滤波器是由电路元件相互连接构成的一种选频网络。从1915年Wagner和Campbell分别首次提出滤波器的概念以来，滤波器经历了无源分立RLC元件、集成线性元件/混合集成电路和单片全集成电路的发展历程，取得了长足的进步。随着滤波器理论的发展，特别是1977年美国加州大学Berkeley分校的学者组成的研究小组集成了第一片单片MOS开关电容滤波器，开关电容滤波器成为了滤波器理论中十分活跃的分支，受到了电路理论工作

9、者和集成电路设计者的广泛关注。 开关电容滤波器(SCF)电路其核心部分由模拟开关、电容器和运算放大器组成，其传输函数系统特性取决于电容容量比的准确性，易于用MOS工艺实现。因此，70年代末，MOS工艺发展迅速，MOS器件在速度、集成度、相对精度控制和微功率等方面都有独特的优势，为开关电容滤波器电路的迅速发展提供了很好的条件。 国际上，70年代末至80年代中是SCF大发展时期，完成了从原理、结构探讨至工业化过程，并被广泛应用于通讯等领域。国内在70年代有我国自主知识产权的电子产品。目前，开关电容滤波器正向着集成度更高，功耗更低以及精度更好的方向发展，出现了很多的新方法来设计低电压、低功耗、低电容

10、比和运放增益灵敏度的SC滤波器。而随着开关电容滤波器设计技术的日加成熟，开关电容滤波器的应用也更加广泛.从无限通讯到视频应用，再到集成电路设计，开关电容滤波器都越来越多的发挥着重要的作用。1.2课题研究的背景随着滤波系统在各类电子装置中的普遍使用，普通的滤波器在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。低精度的滤波器在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对滤波器提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。传统滤波器功能单一，调节精度不高，人机界面不友好，而且经常跳变，使用麻烦。随着集成电路技术的

11、发展，目前已有高阶专用的开关电容滤波器芯片，但其价格高，电路噪声也不尽如人意，此外还存在信号混叠问题。程控滤波系统是目前滤波器的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。 1.3设计的内容与结构本文分为四个章节，各章节安排如下：第1章：绪论。主要介绍了滤波器的发展状况，以及和课题研究的背景。第2章：方案选择论证。主要介绍了本论文的方案设计与选择，（包括放大器的选择、滤波器的选择、单片机的选择及输入模块的选择）MAX262的工作原理及其结构特性及滤波器的原理结构。第3章：系

12、统硬件电路设计。主要介绍了总体设计框图 (包括程控滤波器的设计、显示电路设计、OP07芯片的简述、74LS373芯片的概述的的等 )。并详细介绍了最终确定的各单元设计方案以及最终方案的设计原理。第4章软件设计主要介绍了主程序流程框图、编程参数的确定、程序流程分析。第5章设计验证，主要说明了程序可行性的验证及各单元测试方法。2 方案设计与选择2.1设计要求（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz40kHz，放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz20kHz范围内可调，调节的频率步进为

13、1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1kW。（3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1kW。（4）电压增益与截止频率的误差均不大于10%。（5）有设置参数显示功能。2.2方案选择 2.2.1 放大器的选择方案一uA741通用高增益运算放大器,早些年最常用的运放之一。但uA741 通用放大器,性能不是很好。早期运放，在音频运放的选择上，有较好的优势。其中uA741是内部有相位补偿电路的先驱产品。uA741在早期的音响中使用，它的AC

14、特性和噪声特性较好，但是uA741的输入级为双极晶体管，所以偏流大功耗大。方案二OP07是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25V），所以OP07 在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。因此本论文选择方案二。 2.2.2滤波器的选择为使产生的信号平滑、精确，采用滤波电路对波形进行后级处理。方案一：采用最简单的无源RC低通滤波器。其特

15、点是无电压放大倍数，带负载能力差。方案二：采用一阶有源滤波器。由于引入了集成运放，滤波器的通带电压放大倍数和带负载能力得到了提高，但电路稍复杂。 方案三：在电子电路中,滤波器是不可或缺的部分,其中有源滤波器更为常用。一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成,对元器件的参数精度要求比较高,设计和调试也比较麻烦。美国Maxim公司生产的可编程滤波器芯片MAX262可以通过编程对各种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理,且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等,可通过编程进行设置,电路的外围器件也少。采用单片机完成对可编程滤波器MAX262的控制,能很好地实现有源滤波器的设计工作。这种程

16、控滤波器具有使用灵活、调试容易及工作性能稳定等特点。本论文选用方案三。 2.2.3单片机的选择 方案一： 采用ATMEL公司产品AT89S51单片机作为系统控制模块。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高 性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 方案二：采用如新华龙公司C8051系列或ATMEL公司ATme

17、ga系列等高档八位单片机作为本系统控制核心。这一类高档单片机最显著的特点就是功能全，如空间更大的FLASH和SRAM存储器、双串口、更多的硬件定时 器资源等。但是其价格往往比普通单片机贵。根据系统设计要求和资源预算，并且考虑系统成本，为了使本系统性价比达到更高，决定选用方案一，即AT89S51单片机作为本系统控制核心模块。2.2.4输入模块选择 方案一：采用独立式按键作为输入模块，其特点：直接用I/O口构成单个 按键电路，接口电路配置灵活、软件结构简单。方案二：采用矩阵式键盘作为输入电路，其特点：电路和软件稍复杂。本论文选用方案一。 2.3 MAX262工作原理 2.3.1 MAX262的结构

18、MAX262芯片是采用CMOS工艺制造的双列直插式开关电容通用滤波器（现在也有贴片形式的封装）。图2-1是它的内部结构。MAX260/261/262由两个二阶滤波器（A和B两部分）、两个可编程ROM及逻辑接口组成，每个滤波器部分又都包含两个级联的 积分器和一个加法器。MAX262引脚排列如图2-2所示，它们的功能如下：V：正电源输入端； V：负电源输入端； GND：模拟地；CLKA：外接晶体振荡器和滤波器A部分的时钟输入端，在滤波器内部，时钟频率被2分频；CLKB：滤波器B部分的时钟输入端，同样在滤波器内部，时钟频 率被2分频；CLKOUT：晶体振荡器和RC振荡的时钟输出端； OSCOUT：与

19、晶体振荡器或RC振荡器相连，用于自同步； INA，INB：滤波器的信号输入端； BPA，BPB：带通滤波器输出端； LPA，LPB：低通滤波器输出端； HPA，HPB：高通、带阻、全通滤波器输出端； ：写入有效输入端. 接V时，输入数据不起作用；接V 时，数据可通过逻辑接口进入一个可编程的内存之中，以完成滤波器的工作模式、f0及Q的位置。此外，还可以接收TTL电平信号，并上升沿锁存输入数据； A0、A1、A2、A3：地址输入端，可用来完成对滤波器工作模式、f0和Q的相应设置；D0，D1：数据输入端，可用来对f0和Q的相应位进行设置； OPOUT：MAX261/262的放大器输出端； OPIN：

20、MAX261/262的放大器反向输入端。图2.1 MAX262的内部结构 图2.2 MAX262的引脚 2.3.2 MAX262的特性及编程参数 MAX262 主要由放大器、积分器、电容切换网络（SCN）和工作模式选择器组成。积分器、电容切换网络（SCN）和工作模式选择器分别由编程数据M0M1， F0F5和Q0Q6控制。MAX262内部有两个二级滤波器，滤波器A和B可以单独使用，也可级联成四阶滤波器使用。芯片的使用非常灵活，但它们均受同一组编程数据的控制。 MAX262芯片的工作频率为1Hz140kHz。当时钟频率为4MHz，工作模式选择为模式3时，芯片可以对140kHz的输入信号进行滤波处理

21、。其它工作模式的最高工作频率为100kHz。滤波器A和B可以采用内部时钟，也可以采用外部时钟。外部时钟分别从芯片的引脚CLKA、CLKB引入，对外部时钟无占空比要求。如果要对更低频率的信号进行滤波处理，可采用MAX260芯片，它的工作频率为0.01Hz7.5kHz。输入的低频信号可以直接送到MAX260芯片的输入端（即INA或INB引脚），输入信号的幅度范围为0V+5V。 MAX262芯片有三个编程参数：中心频率f0、Q值和工作模式。中心频率由编程数据F0F5控制，共64个不同的二进制数 据，每个数据对应一个时钟频率fclk与中心频率f0的比值fclk/f0，Q值由编程数据Q0Q7控制，共12

22、8个不同的二进制数据，每个数据对应一个同的Q值，最小的Q值为0.5，最大的Q值为64（如果芯片工作在模式2则可达90.5）。工作模式由编程数据M0M1来决定，分别对应工作模式1、2、3和4。模式1可以实现低通、带通和带阻滤波；模式2基本与模式1相同，只是该模式可以获得最高的Q值；模式3是唯一可以实现高通滤波的模式；而只有模式4才能实现全通滤波，它和模式3也可以实现低通和带通滤波。编程参数f0、Q值和工作模式确定以后，只要将相应的编程数据装入MAX262芯片内部的寄存器，滤波器的类型和频率特性也就确定了。 特性概括如下：微处理器接口。64步中心频率控制。128步品质因数Q控制。独立的品质因数和中

23、心频率编程。保证时钟频率对f0 比值精度在1%。75KHZ的中心频率范围。 单电源或者双电源正负5伏供电。 2.3.3 MAX262的工作原理MAX262的工作原理如下，其工作原理图如图2.3所示。 图2.3 MAX262的工作原理图MAX262内部有2个二阶滤波器A和B，它们可以单独使用，也可级联成四阶滤波器使用。每个滤波器组件都有其各自的输入时钟fCLK、独立的中心频率f0和品质因数Q。实际滤波器的中心频率fO由滤波器的输入时钟频率fCLK、6位中心频率控制字(F0F5)和工作方式(M0，M1)三者共同确定。每个组件的品质因数Q是由7位控制字(Q0Q6)独立设置的。外部时钟分别从引脚CLK

24、A、CLKB引入，对外部时钟无占空比要求。但需要注意的是，在MAX262滤波器的内部，其采样速率是输入(CLKA或CLKB)的一半。两位数据值在四位地址位的控制下，在的下降沿经逻辑接口给滤波器A、B的中心频f0、品质因数Q及工作模式控制字分别赋予不同的值，从而实现各种功能的滤波。 MAX262的工作时序如图2.4所示。图2.4控制数据输入时序MAX262的地址对应的数据如下表。数据地址键值数据位地址键值D0 D1A3 A2 A1 A0D0 D1A3 A2 A1 A0滤波器A滤波器BM0 M10 0 0 00M0 M11 0 0 08F0 F10 0 0 11F0 F11 0 0 19F2 F3

25、0 0 1 02F2 F31 0 1 010F4 F50 0 1 13F4 F51 0 1 111Q0 Q10 1 0 04Q0 Q11 1 0 012Q2 Q30 1 0 15Q2 Q31 1 0 113Q4 Q50 1 1 06Q4 Q51 1 1 014Q60 1 1 17Q61 1 1 115表2.1 地址分配表2.4滤波器的原理与及其结构2.4.1滤波器的概念 允许某一部分频率的信号顺利的通过, 而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制,它实质上是一个选频电路。滤波器中，把信号能够通过的频率范围,称为通频带或通带;反之,信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分

26、界频率称为截止频率；理想滤波器在通 带内的电压增益为常数, 在阻带内的电压增益为零；实际滤波器的通带和阻带之间存在一定频率范围的过渡带。 2.4.2滤波器的结构及分类从滤波的概念出现后，滤波器就开始登上电子的平台，滤波器的结构也经历了多次演变。1）.根据滤波器的特性和应用场合其结构形式是很多的。1.从功能上分；低、带、高、带阻 2.从实现方法上分:FIR、IIR 3.从设计方法上来分：Chebyshev(切比雪夫）,Butterworth（巴 特沃斯） ，贝赛儿滤波器4.从处理信号分：经典滤波器、现代滤波器5.信号形式分：数字滤波，模拟滤波6.从利用的元件分：有源滤波器，无源滤波器 2）.滤波

27、器的结构演变1.无源滤波器包括无源电容滤波器，无源电感滤波器，无源电感电容混合滤波器以及利用其他电子元件构成的滤波电路（例如， 用二极管，三极管等等构成的检波电路如图2.4所示。图2.4滤波器的基本结构2.有源滤波器的结构组成：由无源的电感，电容组成滤波网络加上有源的运放芯片，其结构如图25所示。图2.5 有源滤波器结构这是一个典型的二阶有源低通滤波器，其工作原理在这里不详细介绍了。3.开关电容滤波器的结构组成：有由MOS电容、开关和运放组成。其基本结构如图2.6所示：图2.6开关电容结构图开关电容滤波器的基本原理是，电路的两节点间接有带高速开关的电容器，其效果相当于该两节点间连接一个电阻。图

28、中T1、T2用一个不重叠的两相时钟脉冲来驱动，假定时钟频率fc(=1/Tc) 远高于信号频率，那么，在1为高电平时，T1导通而T2截止此时C1与输入信号VI相连，即有：而在2为高电平时，T1截止，T2导通。于是，C1转接到运放的输入端，此时，C1放电，将C1原来所充电荷QC1传输到C2上。 由此可见，在每一时钟周期Tc内，从信号源中提取的电荷QC1=C1VI供给了积分电容C2。因此，在节点1、2之间流过的平均 电流为 如果Tc足够短，可以近似认为这个过程是连续的，因而由上式可以在两节点间定义一个等效电路Req，即这样，就可以得到一个等效的积分时间常数 显然，影响滤波器频率响应的时间常数取决于时

29、钟周期Tc和电容比值C2/C1，而与电容的绝对值无关。在MOS工艺中，电容比值的精度可以控制在0.1%以内。这样，只要选用合适的时钟频率（如fc=100kHz）和不太大的电容比值（如10），对于低频率应用来说，就可获得合适的时间常数（如104s）4.数字信号软件滤波：这是利用软件处理信号的手段，利用滤波算法（限副滤波，中位值滤波法，算术平均滤波法，递推平均滤波法，中位值平均滤波法，限幅平均滤波法，一阶滞后滤波法，加权递推平均滤波法，消抖滤波法，限幅消抖滤波法）来对信号进行处理。2.4.3滤波器的应用场合滤波器在电子领域中占有很重要的地位，在其他领域中也相当重要，因此它的应用范围很广，在信号处理

30、，抗干扰处理，电力系统，抗混叠处理等等领域中应用很广。滤波器不仅在弱电系统中有很广的应用，在强电系统中也有相 当广的应用，在强电整流中需要将尖峰脉冲滤除，在可控硅脉冲节，要防止误脉冲，因此我们也要加防干扰的滤波电路。3 系统硬件电路设计3.1 MAX262程控滤波器的设计下图3.1是实现程序控制滤波的电路设计：RL滤 波 器 测试端子放 大 器信号输入 信号输出 参数设置 参数设置 图3.1程序控制滤波器的电路设计设计原理：控制核心采用AT89S51芯片，用51的P0口来选择MAX262的地址和送数据，由于地址和数据采用P0口，所以用74LS373来锁存地址信号，信号的输入用一级放大之后送入M

31、AX262，运放电路采用芯片OP07，OP07采用双电源来供电，放大倍数设置为10倍。输出同样经过MAX262内部的一个宽带放大器放大之后，送入模拟选择开关4052，4052通过单片机来选择输出是低通，高通和带通。同时4052也用来切换送入MAX262的时钟频率，时钟频率采用四级。电路有一个故障复位电路，用X5045来实现故障复位，同时X5045还带有4KEEPROM，我们可以将预先实现的滤波特性参数 写入，通过单片机来采集不同的按键实现不同的滤波，这样会使程序更加简单。电源模块采用L4960来实现直流+5V的输出，采用W7812和W7912来实现正负电源。 按键和显示电路采用芯片7279来实

32、现中心频率的设置，设置 范围最大为99999Hz，7279芯片是一个按键和显示芯片，它可以节省单片机的并口资源。中心频率的设置采用5个按键，一个是设置键，按下此间键时5个数码管中的第一个开始闪烁，一个是左移键，按下此键闪烁的数码管向左移动一位，一个是数字加，按下此键闪烁数码管的数字加一，一个是减键，按下此键闪烁数码管的数字减一，最后一个是确定键，按下此键设置的中心频率就会送入MAX262，从而将会改变输出频率的中心频率。3.2 AT89S51单片机介绍AT89S51是MCS 51系列单片机中的代表产品，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-syste

33、m programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，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位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WD

34、T）电路，片内时 钟振荡器。引脚图如图3-2所示。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断 系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三 种封装形式，以适应不同产品的需求。（1） 主要功能特性: 兼容MCS-51指令系统 4k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 2个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口

35、线 128x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针 图 3.2 AT89S51引脚（2） AT89S51单片机引脚介绍: 引脚如图3.2所示，以下是各引脚的说明。VCC：AT89S51 电源正端输入，接+5V。VSS：电源地端。XTAL1：单芯片系统时钟的反向放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统皆可以工作了，此外可以在两个引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定

36、，避免噪声干扰而死机。RESET：AT89S51的重置引脚，高电平工作，当要对晶片重置时，只要对此引脚点评提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp：“EA”为英文“External Access”的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当引脚为低电平后，系统会调用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果使用8751内部程序空间时，引脚要接成高电

37、平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文“Address Latch Enable”的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S51可以利用这个引脚来触发外部的8为锁存器（如74LS371），将端口0的地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S51是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN：此为“Program Store Enable”的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0）,会送出此信号以便取得程序代码，通常这只脚是接到EPROM的OE脚。AT89S51可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一个8位宽的开路电极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（