目前比较常用的单片机大多数都是由Intel公司在上世纪80年代推出MCS-51系列单片机发展而来,这主要因为这种单片机功能较强,对于一般的设
计要求基本上都能满足,而且Intel公司将它的核心技术授权给很多其它的单片机公司,这些公司可以在MCS-51单片机的基础上进行改进,发表新产品,如AT89S52型单片机、STC89C52型单片机等,都是在MCS-51单片机的基础上发展而来的。在选择芯片时,如果芯片功能较少,则不能满足设计需要,但如果选择的是功能比所需要的强大很多,则会造成浪费,因此,需要我们通过查找各种不同的单片机资料来选择一种恰好能满足或略大于所需功能的芯片。我选择ATMEL公司(于2016年被Microchip technology公司收购)的8051为核心芯片。从功能上看,CPU包含计算器和控制器两个部分,它主要执行对输入信号的分析和处理等工作。文献综述
系统通过8051单片机对控制信号进行采集、处理、输出等步骤。该芯片内置4K EPROM【7】,因为系统的控制线较多,8031系列的单片机功能较少,无法满足对控制线的需求;而本设计选择的8051可用P0和P2口作控制总线,这样就可以简化系统硬件结构,并直接控制按键输入、LED数据显示,便于调试和维护,提高了系统整体的试用性和智能性。
系统通过液位传感器测量锅炉液位值,通过A/D转换器输入单片机进行分析后将结果在LED模块上显示,并通过输出控制模块将当前液位值与设定的期望值作比较,决定是否进行开关水泵的动作。
8051引脚图
8051单片机共有40个引脚,其中包括正电源和地线各一条,外置振荡器的时钟线一条,4组8位的I/O口,共32条,同时中断口与P3口复用。图3-1是8051引脚图,下面对8051的引脚功能具体说明:
Pin40脚:电源脚,在系统进行正常工作或对片内EPROM程序抄写时,在此脚上需接+5V电源。
Pin19脚:时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端。
Pin18脚:时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端。
8051芯片有两种时钟振荡方式,一是片内时钟振荡,采用这种方式时需在18脚和19脚上外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容(一般取10-30pF)。 另一种方式为外接时钟电路,采用这种方式需将19脚接地,外部时钟电路接18脚,通过它将时钟信号输入单片机。本设计中采用第二种方式,通过外接晶振和电容组成的振荡器产生时钟信号。
输入/输出(I/O)引脚:P39-P32引脚为P0。0-P0。7输入输出引脚,P1-P8引脚脚为P1。0-P1。7输入输出引脚,P21-P28引脚为P2。0-P2。7输入输出引脚,P10-P17引脚是P3。0-P3。7的输入输出引脚。
Pin0脚:扩展并行输入/输出接口和程序存储器的扩展口,也作为模数转换的数据传输口使用。
Pin1脚:输入/输出端口。
Pin2脚:程序存储器扩展口的高八位地址总线端口。
Pin9脚:RST/VPD复位信号复用引脚。当8051通电后,时钟电路立即开始工作,在RST引脚上会出现高电平,其持续时间在24个周期以上,系统初始复位。经过初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0-P3口全部为高电平输出,堆栈指钟将写入07H,其余寄存器被清“0”。RST下降为低电平后,系统开始从0000H执行程序。需要指出的是,初始复位不会改变随机存储器RAM的状态。
Pin30脚: / 地址锁存允许/编程脉冲输入的复用引脚。访问外部程序器时,地址锁存寄存器ALE的输出可以控制锁存地址的低8位字节。当访问内部程序寄存器时,ALE产生一个1/6系统时钟频率的正脉冲信号,该信号可用于检测单片机是否处于工作状态,也可以当成一个时钟向外部输出。当访问外部程序存储器时,ALE将会跳过一个脉冲周期。如果使用的单片机为EPROM,在其编程期间, 作为编程脉冲的输入端使用【8】。