毕业设计(基于单片机的流量检测系统)(35页).doc

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1、-毕业设计(基于单片机的流量检测系统)-第 - 31 - 页毕业设计（论文）材料之二（1）某工程大学本科毕业设计（论文）专 业： 电子信息工程 题 目： 基于单片机的流量检测 系统的设计 作 者 姓 名： 导师及职称： 导师所在单位： 电气工程学院 2012年6月13日某工程大学本科毕业设计（论文）任务书 2012 届 电气工程 学院 电子信息工程 专业学生姓名： 毕业设计（论文）题目中文： 基于单片机的流量检测系统的设计英文： The Design of Flow Detection System Based On MCU 原始资料1 谢维成、杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计M.北京

2、：清华大学出版社，2006.2 梁国伟、蔡武昌.流量测量技术及仪表M.北京：机械工业出版社，2002.3 徐晓光、潘伟;、徐康.基于单片机的涡轮流量检测仪设计J.工业控制计算机，2008,08.4 魏颖.基于单片机的流量检测表设计J.太原科技，2007,10.5 苏贝、周常柱、胡松.单片机在流量测量中的应用J.微计算机信息杂志，2005,5.6 王玉巧、蔡晓艳.基于单片机的流量控制J.科技信息，2010,9X. 毕业设计（论文）任务内容1、课题研究的意义流量的测量在工业领域具有广泛的应用，随着传感器技术，微电子技术、单片机技术的发展，为流量的精确测量提供了新的手段，对流量检测技术的研究具有现实

3、意义。对本课题的研究与设计，训练综合运用已学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测的能力。2、 本课题研究的主要内容：由流量传感器采集流量信息，然后经过AD转换器将连续的模拟信号离散化后传给单片机。单片机在系统软件的控制作用下，对输入的数据进行分析，向外部输出控制信号，实现LED显示。LED数码管显示动态的流量，同时，若流量超过上下限范围，报警电路产生声光报警信号，提醒流量不在正常范围内，需采取相应控制。系统软件主要包括主程序，显示程序等供主程序调用的子程序。3、提交的成果：（1）毕业设计（论文）正文；（2）硬件电路图；（3）程

4、序源代码；（4）一篇引用的外文文献及其译文；（5）主要参考文献的题录及摘要。指导教师（签字） 教研室主任（签字）批 准 日 期2012年01月0日接受任务书日期2012年01月10日完 成 日 期2012年06月13日接受任务书学生（签字）基于单片机的流量检测系统的设计摘 要工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。

5、在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量引起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别高。流量计在现代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也都有广泛的应用。 本文从经济实用的角度出发，采用美国Atmel公司的单片机AT89C51作为主控芯片与数据存储器单元，结合涡轮流量传感器，AD转换器，四位LED显示，声光报警器等，采用C语音编程，设计了一款可对流量进行实时检测，并具有上下限报警功能的涡轮流量计，可实现对管道内天然气的流量的实时检测。本文详细论述了基

6、于单片机的流量检测系统的设计方案，主要解决系统的总体设计，硬件电路的设计以及系统软件的设计。关键词：AT89C51；ADC0809；流量检测；涡轮流量传感器The Design of Flow Detection System Based on MCU AbstractProcess control is a big field of the flow measurement and instrumentation in industrial production. Flow and temperature, pressure and thing location are together c

7、ollectively referred to the four big parameters of the process control. Through these parameters ,the production process are monitoring and controlled. The accurate measurement and adjustment for fluid flow are is to guarantee the safe and economic operation, improve product quality and reduce the m

8、aterial consumption, to improve the economic benefit, and the scientific management foundation in the production process. The detection and control of flow is widely applied in the chemical, electrical energy, metallurgy, petroleum and other fields. As the gas industry booming now, natural gas measu

9、rement caused the people of particular concern. Because it needs millions of flow-meter in collection, treatment, storage, transportation and distribution process of natural gas, and some of these flow meter relates to the huge number of settlement amount , the measurement and control accuracy and r

10、eliability requirements are particularly high. Flow-meter have also been widely used in modern agriculture and water conservancy of flow construction, biological engineering, pipes, aerospace, military field. This article is from the economical and practical point of view, using of the United States

11、 Atmel Corporation AT89C51 microcontroller as a master chip and the data memory unit, combined with Vortex flow sensor, AD converter, four LED digital display, sound and light alarm and so on. Dominated by the C programming language, it describe a design of a turbine flow-meter which has a real-time

12、 detection of flow and the alarm function. This flow meter can realize the detection the natural gas in the pipeline. This article discusses the of flow based on SCM, mainly to solve the design of the whole system, the hardware circuit design and the design of the system software.Keywords：AT89C51,；A

13、DC0809,；Flow Detecting；Vortex Flow Sensor目 录引言1第1章 绪论21.1 选题的背景和意义21.2 国内外研究现状及发展趋势21.3 研究内容及需解决的问题3第2章 流量传感器42.1 流量计分类及优缺点42.2 涡轮流量计的结构与原理52.3 涡轮流量计的特点6第3章 系统工作原理73.1 总体设计73.2 工作原理73.3 元器件的选择73.3.1 单片机73.3.2 A/D转换器103.3.3 LED数码管14第4章 系统硬件电路的设计164.1 传感器的设计与信号的采集164.2 放大电路的设计174.3 单片机硬件电路及其外围电路的设计18

14、4.3.1 系统时钟电路184.3.2 复位电路18 4.3.3 单片机与A/D接口194.3.4 单片机与LED显示的接口204.3.5 报警电路21第5章 系统软件设计225.1 单片机C语言特点225.2 主程序及流程图235.3 A/D转换程序及流程图245.4显示程序及流程图 255.5 报警程序及流程图26第6章 抗干扰技术276.1 干扰的来源276.2 硬件措施27 6.2.2 模拟量输入回路抗干扰措施27 6.2.2长线传输的抗千扰措施276.3 软件措施276.3.1 插入NOP指令28 6.3.2 设置软件陷阱28 6.3.3 设置看门狗28结论与展望29致谢30参考文献

15、31附录A 硬件电路图32附录B 程序源代码33附录C 外文文献36附录D 外文文献中文翻译40附录E 主要参考文献的题录及摘要43插图清单图 2-1 涡轮流量传感器结构图5图 3-1 系统硬件结构图7图 3-2 AT89C51引脚图8图 3-3 ADC0809内部结构11图 3-4 ADC0809引脚图12图 3-5 ADC0808/0809工作时序14图 3-6 共阴极数码管原理图与实物图15图 4-1 霍尔元件的基本电路16图 4-2 旋转传感器磁体设置16图 4-3 放大器原理图17图 4-4 系统时钟电路18图 4-5 复位电路18图 4-6 A/D接口电路19图 4-7 LED接口

16、电路21图 4-8 报警电路21图 5-1 程序结构图22图 5-2 主程序流程图23图 5-3 A/D转换程序及流程图 24图5-4 显示程序及流程图25图 5-5 报警程序及流程图26图 6-1 RC滤波电路27表格清单表3-1 P3口各位的第二功能9表3-2 VST和D1D0的关系11表3-3 地址信号与选中通道的关系13表3-4 八段LED数码显示管字型码表15引言 流量是现代工业测量过程中的一个重要参数，人类对流体的测量具有悠久的历史。流量检测的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统，古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量；公元前1000年左右古埃及用堰法测量古尼罗河的流量；

17、我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观察水量大小等等。流量仪表应用范围很广，在工业生产、能源计量、环境保护工程、交通运输、生物技术、科学实验领域都有涉及。为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世，投入使用的类型有上百种。根据其测量方法和结构原理大致分为差压式流量计、浮子流量计、容积式流量计、电磁流量计、涡街流量计、科里奥利质量流量计、超声流量计、插入式流量计等。20世纪随着各领域对流量测量需求的牵引，使得流量计得到快速发展，尤其是微电子技术的迅速发展，为流量计的制造技术提供各种新型的元器件，进一步推动了流量计从机械式向智能化、模块化发展。新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用，

18、使得流量计的测量准确度越来越高，流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低，适用范围也越来越宽，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。本设计中，将基于单片机的技术，进行一款可对流量进行实时检测，并具有上下限报警功能的涡轮流量计的设计，该产品可实现对管道内天然气的流量的实时检测。第1章 绪论1.1 选题的背景和意义 流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量。这个量用流体的体积来表示，称为瞬时体积流量，简称体积流量；用流量的质量来表示称为瞬时质量流量，简称质量流量。这一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值称为累积流量。 对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量

19、的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。流量的测量在热电生产、石油化工、食品卫生等工业领域具有广泛的应用。随着传感器技术，微电子技术、单片机技术的发展，为气体流量的精确测量提供了新的手段。充分利用单片机丰富的硬件资源，配以适当的检测接口电路，可精确测量由涡街流量传感器或电磁流量传感器输出的代表流量大小的脉冲信号，以及气体在当地状态下的压力、温度等模拟电压信号。由软件计算出流量，以简单的

20、硬件结构实现了一个高可靠性、高精度、多功能的气体流量检测系统。工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视和控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。 通过对本课题的研究，训练综合运用已学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测和

21、控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。人们为了控制大气污染，必须对污染大气的烟气以及其他温室气体排放量进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测量对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行仿真与试验。1.2 国内外研究现状及发展趋势17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流

22、量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。 我国近代流量测量技术发展比较晚，早起所需的流量仪表均从国外进口。中国流量仪表制造业从上世纪30年代中期以仪表修配开始，到解放前后在上海、天津等沿海地区形成了现代流量仪表的民族工业。到改革开放前，经历了仿制、统一设计、自行研究开发过程，目前已近初具规模，基本上能满足中等水平流量仪表的需要。改革开放以来又经历了技术引进，与国际先进技术企业合资、合作，仪表性能和水平有了很大提高。近年国际主流企业纷

23、纷在中国建立生产基地，既增强了研发能力也增添了竞争因素，现在我国流量计产品已很全面，基本覆盖所有行业，满足各行业产生需要，技术革新较快，但在产品生产工艺上仍然有很大提高的空间。 流量显示仪表的发展经过了机械运算记录图表式，模拟运算机械计数式，简单逻辑运算数显示和微处理器运算及多功能数字显示四个过程。自从单片机出现后，各种各样的智能流量显示仪不断出现，取代了原有的传统的机械式或者纯模拟、数字电路构成的流量显示仪。智能流里显示仪以单片机为核心可以进行各种流最计算、累加、显示等功能。流量显示仪具有使用方便、工作可靠、可进行补偿计算等优点。从上世纪80年代以来，各种智能流量显示仪就不断出现，功能也不断

24、拓展、完善。智能流量显示仪正朝着低功耗、智能化、网络化、多功能方向发展。具体来说，智能流量显示仪可以实现流量及其它信号的采集、流量计算累加及补偿计算、数据示、数据远程传愉及打印等功能。根据用户的不同需要，开发人员可以设计出具有不同功能的智能流量显示仪，软件编程非常灵活。1.3 研究内容及需解决的问题本文主要研究的是基于单片机的流量检测系统的设计，实现对管道内天然气的流量的检测，并将流量值实时显示在LED数码管上，且如果流量值超过上下限范围，即调用报警系统，实现声光报警。本文详细论述了该设计的具体方案，主要解决系统的总体设计，硬件电路的设计以及系统软件的设计。其中硬件电路设计包括单片机最小系统、

25、流量传感器的设计、放大器的设计、AD转换器接口设计、LED显示接口设计、报警器设计等，软件设计包括主程序、信号采集与AD转换程序、显示程序及报警程序。由于实际应用中传感器输出的信号比较微弱，易受到内部干扰及外部干扰的影响，所以在设计结尾描述了一些抗干扰措施。一个产品的具体设计是复杂与艰巨的，设计的好坏直接影响到工业生产的效率和安全。在设计过程中的遇到的每个难点都得一一克服，而本设计的难点在于如何设计简单易行的流量传感器，各芯片的如何应用与合理搭接，而软件的编写如何简洁无误也是一个难点，在实际设计中不断克服改进，力求方案的可行性。第2章 流量传感器2.1 流量计分类 流量测量方法和仪表的种类繁多

26、,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。 这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。 总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。 按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为

27、:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，以下分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 1.涡轮流量计 涡轮流量计, 是速度式流量计中的主要种类, 它采用多叶片的转子(涡轮) 感受流体平均流速, 从而推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪两部分组成, 也可做成整体式。 涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品, 作为十大类型流量计之一, 其产品己发展为多品种、多系列批量生产的规模。 2.涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线

28、型游涡发生体, 流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。涡街流量计按频率检出方式可分为: 应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。涡街流量计是属于最年轻的一类流量计, 但其发展迅速, 目前成为通用的一类流量计。 3.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。电磁流量计有一系列优良特性, 可以解决其它流量计不易应用的问题, 如脏污流、腐蚀流的测量。70、80 年代电磁流量在技术上有重大突破, 使它成为应用广泛的一类流量计, 在流量仪表中其使用量百分数不断上升。 4.差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测

29、件产生的差压, 已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 5.浮子流量计 浮予流量计, 又称转予流量计, 是变面积式流量计的一种, 在一根由下向上扩大的垂直锥管中, 圆形横截面的浮子的重力是, 由液体动力承受的, 从而使浮子可在锥管内自由地上升和下降。浮予流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计, 特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。 6.容积式流量计 容积式流量计, 又称定排量流量计, 简称PD 流量计, 在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分, 根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总

30、量。容积式流量计按其测量元件分类, 可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。 7.超声流量计 超声流量计是通过检测流体流动对超声束( 或超声脉冲) 的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法( 直接时差法、时差法、相位差法和频差法) 、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和电磁流量计一样, 因仪表流通通道未设置任何阻碍件, 均属无阻碍流量计, 是适于解决流量测量困难问题的一类流量计, 特别在大口径流量测量方面有较突出的优点, 近年来它是发展迅速

31、的一类流量计之一。2.2 涡轮流量计的结构与原理涡轮流量计：气体涡轮流量计是一种速度式流量计，如图2-1所示。它是由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成；被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有kQ = f ，其中：Q 是流经变送器的流量（L/s）；f 是电脉冲频率（Hz）；k 是仪表系数（次/升）。管道内流体的

32、力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比，k 是涡轮变送器的重要特性参数，它是代表每立方米流量有几个脉冲，或者每升流量有几个脉冲，不同的仪表有不同的k。涡轮变送器输出的脉冲信号，经前置放大器放大后，送入显示仪表，就可以实现流量的测量。根据单位时间内的脉冲数和累积脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。图2-1 涡轮流量传感器结构图2.3 涡轮流量计的特点在各种流量计中涡轮流量计、容积式流量计是可以得到最佳重复性的少数仪表。二者相比，涡轮流量计又具有自己

33、的特点，如结构简单、加工零部件少、质量轻、维修方便、成本低的特点。涡轮流量计还具有测量准确度高、测量范围广、压力损失小、惰性小、温度范围广及数字信号输出等优点。像这样的技术参数其他流量计则是难以达到的。因此涡轮流量计在工业上应用最广泛，发展最迅速。除了在石油、化工、电力工业中用来测量水、油品、燃气等管流流量及食品工业中测量牛奶、酒类等流量外，由于其兼有测量准确度高和重复性好的特点，故还可以作为校验其它流量计的标准表。涡轮流量计虽有很多优点，但由于涡轮必须与流体接触并转动，因此对被测流体的洁净度要求高。流体的温度、粘度、密度对仪表指示值也有较大影响。而且由于有转动部件，会带来轴承的磨损，使仪表的

34、使用年限受到影响。因此，必须注意根据被测流体的具体情况恰当的选择变送器型式及其附属设备，如附加适当的过滤器等保护设备。应该指出，随着新材料、新工艺的发展，仪表转动部分的耐磨性、变送器的维修性能和寿命正在不断提高；随着对涡轮流量计粘度修正问题研究的不断深入以及测量线路的完善和微的应用，涡轮流量计可以方便和准确得进行各种参数的修正，显示仪表的性能也将更臻完善目前生产的双涡轮流量计，由于变送器内串联两个涡轮，可以互相校核，从而提高了仪表使用的可靠性，受到好评。可以预言，随着涡轮流量计结构和性能的不断完善，以及高性价比，它将在各个领域中越来越广泛的得到应用，在流量测量和标准传递中发挥更大作用。第三章

35、系统工作原理3.1 总体设计由流量传感器采集流量信息，然后经过AD转换器将连续的模拟信号离散化后传给单片机。单片机在系统软件的控制作用下，对输入的数据进行分析，向外部输出控制信号，实现LED显示。LED数码管显示动态的流量，同时，若流量超过上下限范围，报警电路产生声光报警信号，提醒流量不在正常范围内，需采取相应控制。系统软件主要包括主程序，显示程序等供主程序调用的子程序。主程序实现系统的总体功能，子程序实现相应的具体功能。系统硬件结构图如图3-1所示。图3-1 系统硬件结构图3.2 工作原理被测流体流经涡轮流量传感器时，传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转，周期性的改变磁电感应转换系统中的

36、磁阻值，使通过线圈的磁通量周期性的发生变化而产生电脉冲信号。在一定的流量范围下，叶轮转速与流体流量成正比，即电脉冲数量与流量成正比。该脉冲信号经放大器放大后送至二次仪表进行流量和总量的显示或积算。在测量范围内，传感器输出的脉冲总数与流过传感器的体积总量成正比，其比值称为仪表常数，以K (次/L)表示。每台传感器都经过实际标定测得仪表常数值。当测出脉冲信号的频率f 除以仪表常数K便可求得瞬进流量q(L/s)。即q=f/K。流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模拟电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机将信号以数字形式在LED数码管上显示。3.3 元器件的选择3.3.1

37、 单片机 目前在市场常见的有PHILIPS、SIEMENS、INTEL、ATMEL等公司生产的100多种型号的80C51系列单片机。这类单片机具有集成度高，性能价格比优越的特点，在上业测量控制领域内获得极为广泛的应用。 AT89C51属于MCS-51系列单片机，在MCS-51系列中，各类单片机是相互兼容的，只是引脚功能略有差异。T89C51采用INTEL内核技术，结合ATMEL公司闪存技术制造，性能稳定可靠，在程序不太复杂的情况下，无需扩展外部存储器，因此，对于追求可靠性，追求体积轻巧灵便的产品而言，则显得尤为重要。这也是在课题中采用此产品，而没有采用16位或准16位单片视的一个主要原因。 A

38、T89C51是一种带4K宇节闪速可编程可擦除只读存储器(PEROM)的低功耗、高性能CMOS8位微控制器。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，AT她L的89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高而价廉的方案。 AT89C51有4个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线。其引脚排列图如图3-2所示。AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。图3-

39、2 AT89C51引脚图AT89C51的40个引脚共分为端口线、电源线和控制线三类。1端口线（48=32条）8051共有四个并行I/O端口，每个端口都有八条端口线，用于传送数据/地址。由于每个端口的结构各不相同，因此它们在功能和用途上的差别颇大。现对它们综述如下：P0.7P0.0：这组引脚共有八条，为P0口所专用，其中P0.7为最高位，P0.0为最低位。这八条引脚共有两种不同的功能，分别使用于两种不同的情况之下。第一种情况是AT89C51不带片外存储器，P0口可以作为通用I/O口使用，P0.7P0.0用于传送CPU的输入/输出数据。这时，输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以

40、得到缓冲，增加了数据输入的可靠性。第二种情况是AT89C51带片外存储器，P0.7P0.0在CPU访问片外存储器时先是用于传送片外存储器的低8位地址，然后传送CPU对片外存储器的读写数据。P1.7P1.0：这八条引脚和P0口的八条引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位。当P1口作为通用I/O使用时，P1.7P1.0 的功能和P0口的第一功能相同，也用于传送用户的输入输出数据。P2.7P2.0：这组引脚的第一功能和上述两组引脚的第一功能相同，即它可以作为通用I/O使用。它的第二功能和P0口引脚的第二功能相配合，用于输出片外存储器的高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。P3.7P3.0：这组引脚的第一功能和其余三个端口的第一功能相同。第二功能作控制用，每个引脚并不完全相同，如表3-1所示。表3-1 P3口各位的第二功能P3口的位第二功能 注释P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXDTXD T0T1串行数据接收口串行数据发送口外中断0输入外中断1输入计数器0计数输入计数器1计数输入外部RAM写选通信号外部RAM读选通信号2电源线（2条）VCC为+5V电源线，VSS为接地线。