基于rs485总线的远程测量系统(终稿)-毕业论文.doc

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1、摘要RS-485总线由于采用平衡发送、差分接收的方式，以共模抑制能力强，灵敏度高，传输距离远，传输速率高的特点在远程通讯、远程测量中已得到广泛应用，尤其是在控制领域，将各种控制信息通过RS-485总线实现远距离的监测和控制。本文主要介绍单片机与微机通过RS-485串行总线进行远程通信的测量系统的设计，包括一台PC作为主机进行数据的处理和多个AT82S52单片机作为从机进行实时的温度测量，从机是由DS18B20温度传感器与AT89S52单片机组成一个简单、实用的实时温度测量系统，从机可以进行独立测量，并且将实时测量的温度信息通过具有485总线接口的MAX485芯片将数据传送给主机PC机处理，以实

2、现远距离的实时监控和数据的远距离传输。整个系统设计简单、使用灵活方便、价格低廉，且能够直接输出数字量、因此具有很强的实用性。关键词：远程测量；RS-485; 单片机；异步通讯；DS18B20Abstract RS 485 bus due to the sending and receiving balance way to difference of common mode rejection capability is strong, high sensitivity, the transmission distance, the characteristics of high transm

3、ission rate in remote communication, remote measurement has been widely used, especially in the control field, will all kinds of control information through the RS 485 bus realizing remote monitoring and control.This paper mainly introduces the single-chip microcomputer and computer through the RS 4

4、85 serial bus for remote communication measurement system design, including a PC as host data processing and multi-AT82S52 single chip microcomputer as from real-time temperature measurement machine, from the machine is the temperature sensor DS18B20 AT89S52 MCM and form a simple and practical real-

5、time temperature measurement system, from the machine may conduct independent measurement, and the temperature of the real time measurement information through a 485 bus interface of the MAX485 chips will data to the host PC machine processing, in order to realize the remote real-time monitor and da

6、ta transmitted over a long distance. The whole system design is simple, flexible and convenient use, the price is low, and can output the digital quantity directly, therefore has the very strong practicability.Keywords: Remote measurement; RS-485; MCU; Asynchronous communication;DS18B20目录摘要iAbstract

7、ii第一章 绪论1 1.1 选题背景11.2 选题意义1 第二章 系统设计的整体规划32.1 RS-485系统设计的要求32.2系统主要技术参数32.3系统方案的确定42.3.1温度传感器的选择42.3.2 单片机控制器的选择62.3.3 RS485总线接口芯片选择7第三章 远程测量系统硬件设计93.1 基于RS-485总线的硬件设计93.2 RS-232CRS-485转换电路113.3 温度测量系统硬件设计123.3.1 单片机控制器AT89S52123.3.2 数字温度传感器DS18B20173.4温度测量系统整体电路图18第四章系统的软件设计194.1 基于RS-485总线的PC机与单片

8、机通信的软件设计194.1.1AT89S52串行口控制寄存器SCON和PCON194.1.2 AT89S52单片机串行口的工作方式204.1.3波特率的计算214.1.4 基于RS-485总线的PC机与单片机通信的通信协议214.1.5 基于RS-485总线AT89S52单片机与PC机通信程序流程图234.1.6 PC机与单片机通信程序254.2 温度测量系统的软件设计274.2.1 DS18B20芯片的编程规则274.2.2 DS18B20测温流程图294.2.3温度测量程序29第五章 结论33参考文献34致谢35第一章 绪论1.1 选题背景测量技术在科学研究与生产中占据极为重要的作用。“没

9、有测量就没有科学”是人民经过长期实践做出的科学总结。当今世界已进入信息时代，著名科学家钱学森指出“信息技术包括测量技术，计算机技术和通讯技术，测量技术是关键和基础”。随着经济社会的发展，对测量手段和方法的研究和应用提出了越来越高的要求。现代电子技术，传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展和普及，为远程测量系统的实现提供了理想的平台。而温度的测量是整个测量系统中一个重要部分，在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的测量及控制占据着极其重要地位。人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温度息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储

10、等领域对温度也有着较高的要求。例如:印刷车间的温度控制水平对印刷质量有很大的影响;为防止库存武器弹药、金属材料等物品霉烂、生锈，必须保持环境温度不能过高和干燥;而水果、种子、肉类等的保存也需要保证一定的温度;在矿山、棉麻、塑料、食品生产加工等企业的生产环境中，如果空气温度不适应，极易发生不良反应。随着科学技术的发展，许多新兴产业对环境提出了更高的要求:制造大规模集成电路需要极高的空气洁净度，生物化学制药需要精确的温度控制。因此，对温度的监测和控制己成为生产过程中非常重要的技术要求。1.2 选题意义随着社会生产的专业化、规模化，在工、农业的生产中尤其是农业中许多的场合具有：生产规模大、各个生产区

11、间距离比较远、温度的控制比较严格等特点，需要具有远距离的测量功能的系统，对各个场合进行实时的温度测量，以确保生产的正常，实现更好的经济效益。例如：（1）粮库的温度测试现代化的大型粮食仓库库容巨大，各粮库间相距比较远且数量比较多，这就要求可以对上百个点进行温度监测，方便地掌握不同时刻各个点的温度变化，提高仓储量，并有效地减少霉变现象的发生。（2）农产品冷藏保鲜的温度保持目前，水果和蔬菜的保鲜广泛采用的是低温冷藏保鲜措施，通过控制温度来保持水果和蔬菜的新鲜。要求可以安装在冷藏室的温度测量位置，随时方便地观察温度值，以检验是否达到最佳保鲜温度。（3）温室大棚的温度检测温室蔬菜栽培及花卉生产的塑料大棚

12、中，温度的控制对作物的生长至关重要，要求实现温度的自动监测及显示.（4）土壤温度变化的测试在对土壤温度要求严格的农作物种植过程中，要求根据需要测试土壤温度变化，便于掌握准确的温度值。因此针对上述应用场合的要求设计一个实用、高效、便捷的能实现远距离温度测量的系统成为一个需要解决的问题。由于RS-485总线收发器采用平衡发送、差分接收的方式，即在发送端将 TTL 信号转换成差分信号输出，在接收端，接收器将差分信号转换成 TTL信号。因此具有较高的共模抑制能力。同时接收器具有较高的灵敏度，能检测低达 200mV 的电压，数据传输可达 1200m。如降低数据传输速率，则通信距离可更长。当通信速率为12

13、00bps时，理论上通信距离可达 15km。当传输距离超过 300m 时，在网络的二端需接入 120 的匹配电阻，以减少因阻抗不匹配而引起的反射，吸收噪声，从而有效抑制噪声干扰。加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。使用RS-485总线，一对双绞线就能实现多站联网，构成分布式系统，设备简单、价格低廉、能进行长距离通信的优点使其在远程测量系统得到了广泛的应用。第二章 系统设计的整体规划2.1 RS-485系统设计的要求根据本系统的应用环境，总结系统的技术要求如下:（1）体积小。本系统主要用于测量各大生产厂区的温度，所以与传统的温度计相比，测温系统的

14、体积要尽可能的小，这样才能减少占用的空间，而且更便于安装和更换。（2）能实现实时的远距离的信息传输。由于各个生产场合的规模比较大，相距比价远，需要有一种能实现远距离通讯的总线设备，并且要求数据的传输线路比较简单，能够实现实时的信号传输。（3）可靠性高。保证系统能够在一定的生产环境中正常工作，并且尽可能减少测温误差，达到测量的准确性和设备工作的持久性。（4）低成本。远程测温系统应充分考虑其成本，在满足系统要求的前提下，应尽量降低成本，才能比同类产品具有竞争力。2.2系统主要技术参数系统主要技术参数:（1）测温范围:-15100（2）测温精度: 0.5（3）波特率：9600bit（4）系统对温度数

15、据的获取周期:5分钟（5）硬件平台:控制器采用51单片机、微型计算机采用普通的PC机（6）软件平台1) Windows操作系统2) Keil编程软件3) 应用软件温度检测系统有着共同的特点:测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、AD转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差;又因为检测环基于DS18B20的多点式远程温度测量仪的设计与实现境复杂、测量点多、信号传输距离远，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。所以基于485总线的远程测量系统的设计的关键

16、在于两部分:温度传感器的选择和主控单元的设计。温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。2.3系统方案的确定对于本论文的基于485总线的远程测量系统来说，整个系统由温度测量模块和温度接收模块两个部份组成，两者之间通过RS485总线通信。温度测量模块负责数据的采集;传输模块负责数据的传输和处理。系统整体结构框图如图2.1、图2.2所示 图 2.1 测量模块 图 2.2 传输模块2.3.1温度传感器的选择随着温度传感器智能化、集成化技术的进步，数字式温度传感器也得到了快速发展，世界上许多公司推出了新型的数字温度传感器系列。这些产品的出现极大的丰富了设计工程师的选择对象。在如此众多

17、的产品中选择出合适的器件，应该把握以下几点:外围电路应该尽量简单;测温的精度、分辨率要合适，以便减少不必要的电路和软件开发成本;温度传感器采用的总线负载能力如何，能否满足多点测温的需要;占用单片机的I/0引脚数情况如何。因为单片机的系统资源非常宝贵，输入通道有限，多点温度测量时，如果测量的点数超过了输入通道时，就要添加多路复用器，这将增加成本和开发时间，应尽量节约;与单片机的通信协议应尽量简单，温度测量的软件开发难度、成本要尽量小。常用的数字温度传感器主要有:（1）AD7418是美国模拟器件公司(ADI)推出的单片温度测量与控制用集成电路。其内部包含有温度传感器和10位A/D转换器。测温范围为

18、-55+l25，具有10位数字输出温度值，分辨率为0.25，精度为士2，转换时间为153Oms。具有体积小、编程简单、使用容易、测量精度高，并且不易受环境干扰等优点。（2）LM74是美国国家半导体公司推出的集成了带隙式温度传感器，并具有SPI/Microwire兼容总线接口的数字温度传感器。具有抗干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。在传感器通电工作后自动按一定速率对温度进行检测，并在片内寄存器中存储转换的温度值，主机可以在任意时刻读出传感器温度值。LM74具有休眠模式，在休眠时消耗的电流不超过IOUA，适用于对功率消耗有严格限制的系统。LM74的模数转换器为12位外加符号位，因此在其

19、有效工作范围内可达0.0625的分辨率，转换时间为425ms。（3）MAx6575L/H是美国MAXIM公司的一种单总线式数字温度传感器，具有较好的线性、较低的功耗，而且编程简单，调试容易，使用方便。测温范围为-40+l25，其误差范围:在25时优于士3，在85时优于士4.5，在125时优于士基于DS18B20的多点式无线温度测量仪的设计与实现5。但是MAX6575L/H在其测温范围内非线性误差较大，因此，当它用于高精度温度测量时，必须对其进行非线性补偿。它最多允许在一根MCU的1/0总线上同时挂接8个MAX6575L/H进行多点温度测量。为了避免多个传感器同时测温时有重叠的现象，MAX657

20、5提供了“L”和“H”两种型号的传感器，它们的使用方法相同，而且每一种型号的传感器又可以通过时间选择引脚。但是，MAX6575L的远距离传输特性并不理想，传输范围只能在5m以内，超过此范围将采集不到被测温度数据，这也是这种器件的一个弊端。（4）DS18B20是美国Dallas半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和75Oms内完成9位和12位的数字量。它具有独特的单总线接口方式，即允许在一条信号线上挂接数十甚至上百个数字式传感器，从而使测温

21、装置与各传感器的接口变得十分简单，克服了模拟式传感器与微机接口时需要的A/D转换器及其它复杂外围电路的缺点，而且，可以通过总线供电，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源，由它组成的温度测控系统非常方便，而且成本低、体积小、可靠性高。 DS18B20的测温范围-55+125，最高分辨率可达0.0625，由于每一个DS18B2O出厂时都刻有唯一的一个序列号并存入其ROM中，因此CPU可用简单的通信协议就可以识别，从而节省了大量的引线和逻辑电路。由于DS18BZO具有独特的单总线接口方式在多点测温时有明显的优势，占用单片机的I/O引脚资源少，和单片机

22、的通信协议比较简单，成本较低，传输距离远，和其他数字温度传感器相比，它更适合本系统，所以，选用 DS18B20作为温度测量的传感器。表 2.1是几种数字温度传感器的比较。表2.1数字温度传感器的比较传感器适用总线温度准确度温度范围 (）最多挂接传感器数量LM75LM74MAX6575DS1820DS18B20I2CSPI1-Wire1-Wire1-Wire330.80.50.5-25+100-55+125-55+125-55+125-55+12588880 10080100 分辨率可编程2.3.2 单片机控制器的选择单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能

23、强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。目前，单片机已有上百个系列，其功能之强大、品种之繁多足以令人“拍案惊奇”，各种单片机资料已经泛滥。通用型单片机按位数分有4位机，8位机，16位机和32位机等等。按厂家分种类就更多，我国目前最常用的单片机有如下几家:Intel-(MCS51系列，MCS96系列)Atmel-(AT89系列，MCS51内核)Microchip-(PIC系列)Motorola-(68HCXX系列)21109

24、-(286系列)Philips-(87，80系列，MCS51内核)Siemens-(SAB80系列，MCS51内核)NEC-(78系列)Epson-(系列)考虑到快速开发以及本系统的应用要求，最后采用了最常用的AT89S52单片机。该单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，运算速度快，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多个DS18B20控制工作，还可以与PC机通信。运用主从分布式思想，由一台上位机(PC微型计算机)，下位机(单片机)多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统，实现远程控制。另外AT89S52在工业控制上也有着广泛的应用

25、，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。2.3.3 RS485总线接口芯片选择RS-485接口芯片已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。可用于RS-485接口的芯片种类也越来越多。如何在种类繁多的接口芯片中找到最合适的芯片，是摆在每一个使用者面前的一个问题。RS-485接口在不同的使用场合，对芯片的要求和使用方法也有所不同。使用者在芯片的选型和电路的设计上应考虑哪些因素，由于某些芯片的固有特性，通信中有些故障甚至还需要在软件上作相应调整，如此等等。常用RS-485接口芯片型号及种类介绍：（1）节点数 所谓节点数，即每个RS-485接口芯片的驱动器能驱动多少

26、个标准RS-485负载。根据规定，标准RS-485接口的输入阻抗为12k，相应的标准驱动节点数为32。为适应更多节点的通信场合，有些芯片的输入阻抗设计成1/2负载（24k）、1/4负载（48k）甚至1/8负载（96k），相应的节点数可增加到64、128和256。下面为一些常见芯片的节点数。节点数 型 号32 SN75176，SN75276，SN75179，SN75180，MAX485，MAX488MAX49064 SN75LBC184128 MAX487，MAX1487256 MAX1482，MAX1483，MAX3080MAX3089（2） 半双工和全双工RS-485接口可连接成半双工和全双

27、工两种通信方式。半双工通信的芯片有SN75176、SN75276、SN75LBC184、 MAX485、MAX 1487、MAX3082、MAX1483等；全双工通信的芯片有SN75179、SN75180、MAX488MAX491、MAX1482等因此根据系统设计的实际情况，在设计485总线的通信网络时，应考虑以下几点要求：（1）抗雷击和抗静电冲击 RS-485接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电的冲击而损坏。况且传输线架设于户外的使用场合，接口芯片乃至整个系统还有可能遭致雷电的袭击。选用抗静电或抗雷击的芯片可有效避免此类损失，常见的芯片有MAX485E、MAX487E、MAX

28、1487E等。（2） 限斜率驱动 由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射，使有效信号和无效信号在传输线上相互迭加，严重时会使通信无法正常进行。为解决这一问题，某些芯片的驱动器设计成限斜率方式，使输出信号边沿不要过陡，以不至于在传输线上产生过多的高频分量，从而有效地扼制干扰的产生。如MAX487、MAX1487E、MAXSN75LBC184等都具有此功能。（3）硬件设计电路的成本鉴于本系统的使用场合和规格，从现实的经济角度出发，首先要求系统的硬件设备成本比较低廉实用。并且硬件设备的体积要求比较小且简单，便于检查和更换。综合上述要求，本系统采用MAX1487E标准接口芯片组成RS485通信网

29、络，实现单片机与PC机之间的数据传输。第三章 远程测量系统硬件设计根据上一章所选的系统方案设计，下面进行系统硬件电路的具体设计，系统的总体结构框图如图3.1所示图3.1 系统的基本框架上位机的RS-232串行口数据通过RS-232/RS-485转换电路转换为可在RS-485总线上传递的数据，各下位机通过MAX1487E芯片连接到总线上。各个下位机设有自己唯一地址，且下位机之间不能通讯。一切通讯受上位机控制。开始时，所有下位机都处于监听状态，等待上位机发出指令。当上位机发出指令时，所有下位机都接收并且将其中的地址帧与自己的地址比较，如果相同则继续接收后面的指令或数据，若不同则不予理睬。当单片机的

30、地址与PC机发送的地址相符时，此时单片机响应PC机并与PC机通过RS485总线建立连接，此时PC机向单片机发送数据，单片机进入串行口中断程序，接收数据并将数据发送给温度传感器，完成数据接收后，单片机开始从温度传感器接收数据，并将接收到的数据发送给PC机，通过PC机上的应用程序进行温度的显示。传输的波特率设定为9600bit。3.1 基于RS-485总线的硬件设计RS485总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一，采用RS485总线设计网络也是基于这些原因。RS485总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号

31、转换成差分信号输出;在接收端，接收器将差分信号变成TTL电平，因此具有抗共模干扰的能力。根据RS一485标准，传送数据速率达100kbit/S时通讯距离可达1200m。本系统采用一台PC机作为上位机，下位机由若干台AT89S52单片机的测量系统担任，通过RS-485总线进行数据的远距离传输。我们这里用到的RS485接口芯片是MAX1487E芯片。 MAX1487E系美国MAXIM公司产品，采用+5VDC供电，当供电电流约为500uA时，传送速率达到2.5Mb/s，它适用于半双工通信，通信总线上最多可挂128个收发器，满足分机负载要求，其输入-输出的差动电压符合RS-485标准。MAX1487E

32、管脚及内部结构简图如图3.2所示。 图3.2 MAX1487E内部结构各管脚功能为：RO为接收器输出（A-B 0.2V,RO=“1”，A-B -0.2V,RO=“0”）；RE为接收器使能，低电平有效，DE为驱动器使能，高电平有效，DI为驱动器输入。GND为地;A、B为RS-485输入、输出通信总线，A为接收器同相输入或驱动器同相输出，B为接收器反相输入或驱动器反相输出。UCC为电源 MAX1487E芯片的DI与单片机的TXD相连，RO与单片机的RXD相连，RE及DE由单片机的P3.4口管脚控制。电路连接图如图3.3所示。图3.3 MAX1487E 芯片与单片机连接原理图为了吸收总线上的反射信号

33、，使得正常传输信号无毛刺，在总线末端接一个与总线的特性阻抗相当的匹配电阻RF。在总线上没有信号传输时，总线处于悬浮状态，容易受干扰信号的影响。将总线上的差分信号的正端A+与电源、A+与负端B-之间及负端B-和地间分别接一个10K的电阻R，形成一个电阻网络。当总线上没有信号传输时，正端A+的电平大约为3.2V，负端B的电平大约为1.6V，即使有干扰信号，也很难产生串行通信的起始信号0，从而增加了总线抗干扰的能力。单片机AT89S52连接各个测量单元。 集中供电的RS-485系统存在RS-485的收发控制端设计不合理，造成微机系统上电时节点收发状态混乱，从而导致总线赌赛，在上电时常常出现部分节点不

34、正常。此RS-485微机系统组建的测控网络，采用各微机系统独立供电方案，将各微机系统加装电源开关然后分别上电。同时电源线与RS-485信号线不适用同一股多芯电缆。RS-485信号线选用截面积0.75mm2以上双绞线。为了保证发送和接收信号的完整和正确，避免总线上信号的碰撞，通过单片机I/O口对MAX1487E芯片DE端进行控制，实现对总线的使用权进行分配，使连接到总线上的单机，其发送控制信号在时间上完全隔离。3.2 RS-232CRS-485转换电路 ?在用RS-485连接的主、从式通信网络中，常常用一台PC系列机做主机，对整个网络的通信进行管理，同时在网络应用系统中起核心作用。PC系列机只配

35、RS-232C接口，若要采用或RS-485，一种方法是采用专门设计的RS-485接板，另一种方法是加转换电路，后者成本要低些。PC机现有的接口几乎全是RS-232接口，系统中采用专用的RS-232/RS-485标准转换器硬件来实现。此转换器一边与RS-232标准9针接口相连，另一边与RS-485总线相连。采用RS-485构成多机通信测量系统。图3.4 RS-232/RS-485转换器电路图本系统的转换电路采用的是MAX485芯片和MAX232芯片来完成RS232/RS485转换电路的设计。MAX232芯片的R1OUT引脚与MAX1487E芯片的DE、RE引脚相连来控制MAX1487E芯片的读写

36、，MAX232芯片的T2IN 和 R2OUT引脚分别与MAX485芯片的RO和DI引脚相连，实现数据的传输，MAX232芯片的T2OUT和R2IN引脚与标准的9针串行口相连。图 3.5 RS232/RS485 转换电路原理图3.3 温度测量系统硬件设计3.3.1 单片机控制器AT89S52 （1）功能特性描述AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵

37、巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，两个数据指针，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，

38、直到下一个中断或硬件复位为止。（2） AT89S52单片机引脚功能介绍图3.6 AT89S52芯片引脚VCC:电源GND: 地P0 口：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。 当访问外部程序和数据存储器时，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 口：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

39、 TTL 逻辑电平。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原因，将输出电流（IIL）。 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 口：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 逻辑电平。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

40、于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（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）访问外部数据存储器时，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 位地址字节和一些控制信号。P3 口：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 逻辑电平。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

41、的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用。 在 flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。RST: 复位输入。晶振工作时，RST 脚持续 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：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，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

42、况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来做外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，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。否则，ALE将被微弱拉高。这个 ALE使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问

43、外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA 必须接 GND。为了执行内部程序指令，EA 应该接 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。（3） AT89S52单片机 串行口寄存器在单片机芯片中，UART已集成在其内部，作为其组成的一部分，构成一个串行口。STC89S52单片机的串行口是全双工的，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄

44、存器使用，如图3.2所示。图中共有两个串行口得缓冲寄存器（SBUF）,一个是发送寄存器，一个是接收寄存器。串行发送时，从片内总线向总线发送SBUF写入数据；串行接收时，从接收SBUF向片内总线读出数据。在接收方式下，串行数据通过引脚RxD进入，由于在接收寄存器之间还有移位寄存器，从而构成了串行接收的双缓冲结构，以避免在数据接收过程中出现帧重叠错误，即在下一帧数据来时，前一帧数据还没有读走。 图3.7 MCU-51串行口寄存器结构在发送方式下，串行数据通过TxD送出。与接收数据情况不同，发送数据时，由于CPU是主动，不会发生帧重叠错误，因此发送电路就不需要双重缓冲结构，这样就可以提高数据发送速度

45、。（4）单片机地址输入的连接方式由于单片机的P2口和P0口具有第二功能（即分别输入高低地址），故运用P2口此功能来确定从机的地址，在地址开关与单片机之间还需要添加74LS244进行缓冲。具体连接如图3.9所示：图3.8单片机地址控制图图3.9 单片机地址控制原理图（5）单片机复位电路设计影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分:1)外因:射频干扰，它是以空间电磁场的形式传递在机器内部的导体（引线或零件引脚）感生出相应的干扰，可通过电磁屏蔽和合理的布线/器件布局衰减该类干扰；电源线或电源内部产生的干扰，它是通过电源线或电源内的部件耦合或直接传导，可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰。2)内因:振荡源的稳定性，主要由起振时间频率稳定度和占空比稳定度决定。起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电路的可靠性。复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。复位是单片机的一个重要的工作方式。在