毕业设计（论文）-基于单片机的超声波测距系统.doc

前言前言 超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经 常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波 检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达 到工业实用的要求，性价比很高。因此在液位、井深、管道长度的测量、移动机器人 定位和避障等领域得到了广泛的应用。 随着经济和科学技术的发展，汽车这项代步工具也走近越来越多的家庭，与此同 时交通拥挤的状况也越来越严重。伴随着汽车带来方便的同时，各种事故也层出不穷， 其中追尾、倒车碰撞则占据了很大一部分比例。而在汽车上安装一个测距防撞报警系 统则能很好的帮助解决这一问题。泊车时，系统检测汽车与障碍物的距离并且利用 LCD 显示，当距离达到某设定值时实施声音报警来提醒驾驶人员。 目目 录录 总设计说明 .I ABSTRACT.II 第 1 章 测距仪现状及意义分析.1 1.1 本课题研究意义.1 1.2 国内外现状.1 1.2.1 国内现状.1 1.2.2 国外现状.2 1.3 主要内容及思路.2 第 2 章 超声波测距原理.3 2.1 超声波简介.3 2.1.1 超声波的三种形式.3 2.1.2 超声波的物理性质 .3 2.1.3 超声波对声场产生的作用 .3 2.2 超声波传感器介绍 .4 2.2.1 超声波测距原理及结构.4 2.2.2 超声波测距的原理.6 第 3 章 总体设计.7 3.1 总体设计要求.7 3.2 方案选择.7 3.2.1 控制芯片的选择.7 3.2.2 超声波模块的选择.7 第 4 章 系统硬件电路设计.8 4.1 整体方案设计.8 4.1.1 系统概述.8 4.1.2 系统框图.8 4.2 单片机最小系统电路.8 4.2.1 单片机介绍.8 4.2.2 单片机最小系统.11 4.3 HC-SR04 模块.12 4.3.1 HC-SR04 模块使用器件.12 4.3.2 超声波模块电路.14 4.3.3 HC-SR04 模块工作原理.15 4.3.4 超声波模块电路.16 4.4 液晶显示电路.16 4.4.1 1602 液晶简介.16 4.4.2 液晶引脚说明.17 4.4.3 指令介绍.18 4.4.4 液晶的操作时序图.22 4.4.5 液晶显示模块电路.22 4.5 报警模块.23 4.5.1 蜂鸣器的介绍.23 4.5.2 蜂鸣器报警电路.23 4.5.3 发光二极管.24 4.5.4 报警模块电路.24 4.6 按键输入模块.25 第 5 章 软件设计.25 5.1 程序语言及开发环境.25 5.2 程序流程图.26 5.2.1 总体流程图.26 5.2.2 1602 液晶程序流程图设计.27 5.2.3 超声波模块 HC-SR04 程序流程图设计.28 第 6 章 总结.28 鸣 谢.29 参考文献.30 附 录.32 附录一 元件清单.32 附录二 原理图.33 附录三 PCB 图.34 总设计说明总设计说明 超声波是指频率高于 20KHZ 的声波。超声波测距传感器因其性能好、价格低廉， 使用方便，在距离测量、现场机器人定位系统、车辆自动导航、车辆安全行驶辅助系统、 城市交通管理和高速公路管理监测系统，以及河道、油井和仓库及料位的探测中都有应 用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量 精度方面能达到工业实用的要求。因此在液位、井深、管道长度的测量、移动机器人定 位和避障等领域得到了广泛的应用。 基于此，本次设介绍了基于单片机的超声波测距仪的原理：由 STC89C52 单片机控 制定时器，计算超声波自发射到接收的往返时间，从而算出实测距离。并且在 1602 液晶 上将测得的距离显示出来。 本设计以单片机最小系统为核心，结合超声波测距模块、电源电路模块，显示电路 模块，声光报警电路模块等部分。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和 软件实现了各个功能模块。相关部分附有系统框图，硬件电路图、程序流程图等。此系 统具有成本低廉、易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实 现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合。 关键词：超声波 测距 单片机 HC-SR04 ABSTRACT Ultrasonic refers to the acoustic frequency is higher than 20KHZ. The ultrasonic ranging sensor because of its good performance, low price, convenient use, in the distance measurement, field robot positioning system, automatic vehicle navigation, vehicle safety driving assistant system, city traffic management and management of expressway monitoring system, has been applied and the river, well and warehouse and material position detection. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient and simple terms, easy to achieve real-time control, and can meet the practical requirements of industry measurement accuracy. So it has been widely applied in the liquid level, depth, pipeline length measurement, the mobile robot localization and obstacle avoidance and other fields. Based on this, this design introduces the principle of ultrasonic range finder based on single chip microcomputer: by STC89C52 MCU timer, calculation of ultrasonic from transmitting to receiving the round trip time, and thus calculate the measured distance. And in the 1602 liquid crystal on the measured distance display. This design is based on the minimum system of the MCU as the core, combining the ultrasonic ranging module, power supply circuit module, a display circuit module, sound light alarm circuit module and so on. On the basis of the overall system design, and finally through the hardware and software realization of each function module. With the relevant parts of the system block diagram, the hardware circuit diagram, the program flow chart etc. This system has the advantages of low cost, easy control, reliable operation, high accuracy location, readability is strong and clear flow etc. After the realization of the works can be used for various application occasions the need to measure the distance parameter. Key words: Ultrasonic Wave Ranging MCU HC-SR04 0 第第 1 章章 测距仪现状及意义分析测距仪现状及意义分析 1.1 本课题研究意义本课题研究意义 近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济 发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受 青睐。超声波是指频率在 20kHz 以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般 机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介 质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测 量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之 中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度 的测量等。 由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它 仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高 可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水 处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防 汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线 标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位 罐的液位、料位高度。因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。 利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量 精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走， 就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息。同时由于超声波测距系统 具有以上的这些优点，在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。 1.2 国内外现状国内外现状 1.2.1 国内现状国内现状 随着传感器和单片机控制技术的不断发展，非接触式检测技术已被广泛应用于多个 领域。目前，典型的非接触式测距方法有超声波测距、CCD 探测、雷达测距、激光测距 等。其中，CCD 探测具有使用方便、无需信号发射源、同时获得大量的场景信息等特点， 但视觉测距需要额外的计算开销。雷达测距具有全天候工作，适合于恶劣的环境中进行 短距离、高精度测距的优点，但容易受电磁波干扰。激光测距具有高方向性、高单色性、 高亮度、测量速度快等优势，尤其是对雨雾有一定的穿透能力，抗干扰能力强，但其成 本高、数据处理复杂。 国内的早期测距仪是基于机械原理的，但随着世界的电子技术的发展，国内位移测 距仪在各方面不甘落后，甚至在某一方面科技含量领先世界。国内对超声波回报信号处 理方法、新型超声波换能器研发、超声波发射脉冲选取等方面进行了大量理论分析与研 1 究，并针对超声波测距的常见影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节 等提高超声波测距精度的措施。 随着科学技术的不断进步，超声波的应用也越来越广泛。但就目前技术水平来说， 人们利用超声波的技术还十分有限，因此，这是一个正在不断发展而又前景良好的技术。 目前，超声波测距系统可以广泛应用于建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控， 如液位、井深、管道长度的测量、移动机器人定位和避障等领域。与此同时对其的精度 要求也越来越高，伴随着经济技术的发展，超声波测距应用的范围也会日益扩大。 1.2.2 国外现状国外现状 国外测距仪表早期大多采用机械原理，但近年来随着电子技术的应用，逐步向机电 一体化发展，并且总结了许多新的测量原理。在传统原理中渗透了电子技术及微机技术， 结构有了很大的改善，功能有了很大的提高。从国外测距仪发展的技术动向看，当前国 外测距仪新技术普遍应用，普遍采用电子设计自动化、计算机辅助测试、数字信号处理、 专用集成电路及表面贴装技术等。呈现出智能化测距仪、非接触式测量方式的测距仪、 新原理的小型测距。 1.3 主要内容及思路主要内容及思路 超声波测距的原理是通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时 的时间差就可以知道距离了 ，这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向 发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就 立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度 为340m/s，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离 (s)，即： s=340t/2。 本次设计选用HC-SR04超声波模块，该模块使用的是T40-16T/R超声波传感器。根据 其原理设计超声波测距系统的硬件结构电路，对设计的电路进行分析能够控制其产生超 声波，实现对超声波的发送和接收，从而利用超声波测距的原理来实现对物体间距离的 测量。 具体设计包括基于单片机控制超声波发射和接收、液晶屏显示、蜂鸣器和LED进行声 光报警电路。 2 第第 2 章章 超声波测距原理超声波测距原理 2.1 超声波简介超声波简介 超声波技术是一门以物理、电子、机械、以及材料科学为基础的、各行各业都可使 用的通用技术之一。超声波技术是通过超声波的产生、传播以及接收的物理过程完成 的。该技术在国民经济中，对提高产品质量，保障生产安全和设备安全运作，降低生 产成本，提高生产效率特别具有潜在能力。因此，我国对超声波的研究特别活跃。 2.1.1 超声波的三种形式超声波的三种形式 超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波：横波、纵波和表面波。横波是质点振 动方向垂直于传播方向的波；纵波是质点振动方向与传播方向一致的波；表面波是质 点振动介于纵波和横波之间，沿表面传播的波。横波只能在固体中传播，纵波能在固 体液体中和气体中传播，表面波随深度的增加其衰减很快。为了测量各种状态下的物 理量多采用纵波形式的超声波。 2.1.2 超声波的物理性质超声波的物理性质 (1) 超声波的反射和折射 当超声波传播到两种特性阻抗不同介质的平面分界面上时，其中一部分超声波被反 射回来，另一部分则透射过界面，在相邻介质内部继续传播。这样的两种情况称之为 超声波的反射和折射。 (2) 超声波的衰减 超声波在一种介质中传播，其声压和声强按指数函数规律衰减。 (3) 超声波的干涉 如果在一种介质中传播几个声波，于是产生波的干涉现象。由于超声波的干涉，在 辐射器的周围形成一个包括最大最小的扬声场。 2.1.3 超声波对声场产生的作用超声波对声场产生的作用 （1）机械作用 超声波传播过程中，会引起介质质点交替的压缩与伸张，构成了压力的变化，这种 变化将引起机械效应。超声波引起质点的运动，虽然位移和速度不大，但是与超声波 振动的频率的平方成正比的质点的加速度却很大，有时足以达到破坏介质的程度。 （2）空化作用 在流体动力学指出，存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定 的值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭 合、振动等一系列动力学过程称为空化。 （3）热学作用 3 如果超声波作用于介质时被介质所吸收，那么实际上就是有能量的吸收。同时由于 超声波的振动，使介质产生强烈的高频振荡并与介质相互摩擦产生热量，这种能量使 介质温度升高。 2.2 超声波传感器介绍超声波传感器介绍 总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是 用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有 加尔统笛、液哨和气流旋笛等。他们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相 同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和 一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压 电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两极间未外加 电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号， 这时它就成为超声波接收器了。超声波传感器结构如下： 图 2-1 超声波传感器的外部结构 图 2-2 超声波传感器的内部结构 2.2.1 超声波测距原理及结构超声波测距原理及结构 超声波传感器分机械方式和电气方式两类，它实际上是一种换能器，在发射端它把 超声波换能器，它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。 当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发 生共振，并带动共振板振动，产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振 板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波 接收器。在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越大，输出的个数 越多，能量越大，所能测的距离也越远。超声波发射换能器与接收换能器其结构上稍 有不同，使用时应分清器件上的标志。 超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。本 设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助 空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉 冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传 4 输时间可以得出距离。 假定 s 为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为 t/s，超声波在空气中的传 播速度为 v/ms1表示，则有关系式 s=vt/2。 在精度要求较高的情况下，需要考虑温度对超声波传播速度的影响，按公式 v=331.4+0.607T 对超声波传播速度加以修正，以减小误差。其中，T 为实际温度单位 为，v 为超声波在介质中的传播速度单位为 m/s。 超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强，为此，利用 超声波的这种性质就可制成超声波传感器。它是一种将其他形式的能转变为所需频率 的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。目前常用的超声传感器 有两大类，即电声型与流体动力型。电声型主要有：1.压电传感器;2.磁致伸缩传感器; 3.静电传感器。流体动力型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应 用目的不同，超声传感器的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声 检测和诊断中习惯上都把超声传感器称作探头，而工业中采用的流体动力型传感器称 为“哨”或“笛”。 压电传感器属于超声传感器中电声型的一种。探头由压电晶片、楔块、接头等组成， 是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件，是超声波检测装置 的重要组成部分。压电材料分为晶体和压电陶瓷两类。属于晶体的如石英，妮酸锂等， 属于压 电陶瓷的有锆钛酸铅，钦酸钡等。其具有下列的特性:把这种材料置于电场之中，它就 产生一定的应变;相反，对这种材料施以外力，则由于产生了应变就会在其内部产生一 定方向的电场。所以，只要对这种材料加以交变电场，它就会产生交变的应变，从而 产生超声振动。因此，用这种材料可以制成超声传感器。 传感器的主要组成部分是压电晶片，当压电晶片发射电脉冲激励后产生振动，即可 发射声脉冲，是逆压电效应。当超声波作用于晶片时，晶片受迫振动引起的形变可转 换成相应的电信号，是正压电效应。前者用于超声波的发射，后者即为超声波的接收。 超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需要的压电材料较少， 价格低廉，且非常适用于气体和液体介质中。在压电陶瓷上加有大小和方向不断变化 的交流电压时，根据压电效应，就会使压电陶瓷晶片产生机械变形，这种机械变形的 大小和方向在一定范围内是与外加电压的大小和方向成正比的。 双压电晶片如图 2-3 所示，当在 AB 间施加交流电压时，若 A 片的电场方向与极化 方向相同，则下面的方向相反，因此，上下一伸一缩，形成超声波振动。 图 2-3 双压电晶片 双压电晶片的等效电路如图 2-4 所示， C0 为静电电容，R 为陶瓷材料介电损耗,并 5 联 电阻 Cm 和 Lm 为机械共振回路的电容和电感，m R 为损耗串联电阻。压电陶瓷晶片 有一个固定的谐振频率，即中心频率 o。发射超声波时，加在其上面的交变电压的频 率要与它的固有谐振频率一致。这样，超声传感器才有较高的灵敏度。当所用压电材 料不变时，改变压电陶瓷晶片的几何尺寸，就可非常方便的改变其固有谐振频率，利 用这一特性可制成各种频率的超声传感器。 图 2-4 双压电晶片的等效图 超声波传感器采用双晶振子，即把双压电陶瓷片以相反极化方向粘在一起，在长度 方向上，一片伸长另一片就缩短。在双晶振子的两面涂敷薄膜电极，其上面用引线通 过金属板(振动板)接到一个电极端，下面用引线直接接到另一个电极端。双晶振子为 正方形，正方形的左右两边由圆弧形凸起部分支撑着。这两处的支点就成为振子振动 的节点。金属板的中心有圆锥形振子，发送超声波时，圆锥形振子有较强的方向性， 因而能高效率地发送超声波;接收超声波时，超声波的振动集中于振子的中心，所以能 产生高效率的高频电压。 2.2.2 超声波测距的原理超声波测距的原理 超声波测距方法主要有三种： （1）相位检测法：精度高，但检测范围有限； （2）声波幅值检测法：易受反射波的影响； （3）渡越时间法：工作方式简单，直观，在硬件控制和软件设计上都容易实现， 其原理为检测从发射传感器发射的超声波经气体介质传播到接收传感器的时间 t， 这个时间就是渡越时间，然后求出距离 s。设 s 为测量距离，t 为往返时间差，超 声波的传播速度为 v，则有 s=tv/2。 由于超声波也是一种声波，其声速 v 与空气温度有关。一般来说，温度每升高 1 摄 氏度，声速增加 0.6 米秒。表 2-1 列出了几种温度下的声速： 表 2-1 声速与温度的关系表 温度（摄氏度） 30 20 10 0 10 20 30 100 声速（米秒） 313 319 325 323 338 344 349 386 在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速 v 是基本不变的，计算时取 v 为 340m/s。如果测距精度要求很高，则可通过改变硬件电路增加温度补偿电路的方法或 者在硬件电路基本不变的情况下通过软件改进算法的方法来加以校正。 6 第第 3 章章 总体设计总体设计 3.1 总体设计要求总体设计要求 （1）测量范围0.02m-4m； （2）测量精度1cm； （3）1602液晶显示测量结果； （4）可设置报警值，报警值可以断电保存； （5）当小于报警值时，进行声光报警。 3.2 方案选择方案选择 3.2.1 控制芯片的选择控制芯片的选择 方案一：采用 DSP 作为系统控制器。DSP（digital signal processor）是一种独特的 微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。DSP 具有对元件值的容限不敏感， 受温度、环境等外部因素影响小，容易实现集成，可分时复用，共享处理器，方便调 整处理器的系数实现自适应，可用于频率非常低的信号等优点。但 DSP 硬件电路比较 复杂，且价格昂贵，数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。 方案二：采用单片机作为系统控制器。单片机具有可靠性强、性价比搞、电压低、 功耗低等优点得到迅猛发展和大范围推广，单片机算术运算功能强，软件编程灵活， 自由度大，可用软件编程实现各种逻辑功能，本身带有定时器、计数器，可以用来定 时和计数，并且其功耗低，体积小，计数成熟和成本低等优点。 基于以上分析，拟定方案二，用 STC89C52 单片机作为控制器。 3.2.2 超声波模块的选择超声波模块的选择 方案一：采用分立元件，自行设计超声波电路，包括超声波的发射电路、接收电路， 以及相关的放大电路和滤波电路。 方案二：采用市面上流行的HC-SR04超声波模块。 方案比较：方案一中，各个模块都是用分立元件搭建的，由于缺少超声波调试的仪 器，做起来难度比较大，特别是后期的调试。而采用方案二中的HC-SR04模块，该模块 价格低廉，质量稳定，使用简单方便，很适合本设计的超声波测距系统，故采用方案 二。 7 第第 4 章章 系统硬件电路系统硬件电路设计设计 4.1 整体方案设计整体方案设计 4.1.1 系统概述系统概述 整个系统以 STC89C52 单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机 的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，超声波检测模块 HC- SR04，作为距离传感器，进行测量的距离；显示模块，采用 1602 液晶作为显示模块， 负责显示测量到的距离值；按键模块，主要是进行报警值的设置；蜂鸣器和 LED 的报 警电路，当测量值小于报警值的，进行声光报警；最后一个是电源模块，采用 5V 的 USB 供电，本系统如需移动测量时，可采用移动电源进行供电。 4.1.2 系统框图系统框图 4.2 单片机单片机最小系统电路最小系统电路 4.2.1 单片机介绍单片机介绍 （1）概述 STC89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复 擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件 采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统， 片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 STC89C52 单片机可为 您提供许多较复杂系统控制应用场合。 STC89C52 有 40 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。 STC89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 （2）主要功能特性 兼容 MCS51 指令系统； 8k 可反复擦写(1000 次）Flash ROM； 32 个双向 I/O 口； 单片机 最小系统 HC-SR04 超声波传感器 液晶模块 按键模块 蜂鸣器模块 LED 模块电源模块 8 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 RESET 9 P30/RXD 10 P31/TXD 11 P32/INT0 12 P33/INT1 13 P34/T0 14 P35/T1 15 P36/WR 16 P37/RD 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P07 32 P06 33 P05 34 P04 35 P03 36 P02 37 P01 38 P00 39 VCC 40 256x8bit 内部 RAM ； 3 个 16 位可编程定时/计数器中断； 时钟频率 0-24MHz； 2 个串行中断； 可编程 UART 串行通道； 2 个外部中断源； 共 8 个中断源； 2 个读写中断口线； 3 级加密位； 低功耗空闲和掉电模式； 软件设置睡眠和唤醒功能； （3）8051 单片机的引脚功能 MCS-51 系列单片机一般采用 40 个引脚，双列直插式封装，用 HMOS 工艺制造， 其外部引脚排列如图 4-1 所示。其中，各引脚的功能为: 图 4-1 STC89C52 引脚图 主电源引脚 VCC（40 脚），接5V 电源正端； GND（20 脚），接5V 电源地端； 外接晶体或外部振荡器引脚 XTAL1（19 脚），接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大 器 的输入端。当采用外部振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2（18 脚），接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端 和 内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。 控制信号线 RESET（9 脚），复位信号输入端，复位/掉电时内部 RAM 的备用电源输入端。 ALE（30 脚），地址锁存允许/编程脉冲输入，用 ALE 锁存从 P0 口输出的低 8 位地址。在对片内 EPROM 编程时，编程脉冲由此输入。 PSEN（29 脚），外部程序存储器读选通信号，低电平有效。 9 EA（31 脚）,访问外部存储器允许/编程电压输入。EA 为高电平时，访问内部 存储器；低电平时，访问外部存储器。 多功能 I/O 口引脚 8051 单片机设有 4 个双向 I/O 口（P0、P1、P2、P3），每一组 I/O 口线都 可以独立地用作输入或输出口，其中： P0 口（3239 脚）双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动 8 个 LSTTL 门电路。实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程