毕业论文修改版

2.2 单片机最小系统

2.2.1 STC89C52RC单片机简介

如图2为STC89C51单片机的管脚图。

图2 STC89C52RC管脚图

本设计采用的是STC89C52RC单片机[10]，其功能特性概述：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个可编程I/O口线；，2个16位定时器/计数器，1个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器以及时钟电路。中央处理器CPU会在空闲模式的状态下停止工作，但是在此种状态下又同时允许随机存储器RAM、串行通信口、定时/计数器和中断系统继续工作。在掉电模式下会保存随机存储器RAM里面的内容，但是振荡器停止工作，而且同时禁止其他的所有部件工作，直至下一个硬件复位。

STC89C52RC引脚功能简介：

P0口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地图1址。因为是分时输出，所以应该在外部加锁存器将这个地址数据锁存，地址锁存,信号用ALE。

P1口是专门供用户使用的I/O口,是准双向口。

P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时,P2口也可以作为用户I/O口线使用,P2口也是准双向口。

P3口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。

P3口作为一些特殊功能口，如下表1所示。

表1 P3口替代功能

引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 替代功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 说明 串行数据输入 串行数据输出 外部中断0输入 外部中断1输入 定时器0外部计数输入 定时器1外部计数输入 外部RAM写选通输出 外部RAM读选通输出

2.2.2 复位电路

为了不影响系统运行后的正常工作，在单片机开始启动时，都需要重新复位，使得CPU以及系统各部分处于初始状态，并且从初态开始工作。常见的复位方式有2种：手动复位和上电复位。由于本次设计的系统是位于垃圾箱内部，考虑到实际使用过程中，在

垃圾箱外安装手动复位按钮容易被来往人流按到造成不便，所以使用了上电复位的方式。复位电路图如图3所示。

图3复位电路图

如上图所示，上电复位的电路便是在单片机的复位输入引脚RST上接一个电容到电源Vcc端，而后下接一个电阻到地，这样组成的。上电复位电路的工作原理：复位电路通过电容加给RST端一个短暂信号，由于上电的瞬间电容充电电流最大，所以电容就相当于短路，即RST断获得一高电平信号。这个高电平信号是跟着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，所以RST端的高电平持续时间的长短取决于电容的充电时间。电容两端的电压一旦达到与电源Vcc相同的电压值时，给电容充电的电流就会减少至零，即停止给电容充电，电容就相当于开路，RST端就为低电平，程序就能够正常运行。

2.2.3 晶振电路

晶振电路是用来给系统提供基本的时钟信号。为了使得系统各部分能够保持同步，一般来说一个系统共用一个晶振。本次设计的系统采用的是仅用一个晶振来实现同步的。晶振电路如图4所示。

图4晶振电路

如上图所示，本次设计的晶振电路由2个20uF的负载电容和1个为12MH晶振构成，

两端分别连接单片机的XTAL1端口和XTAL2端口。

晶振是晶振电路组成的重要部分，其作用是为系统提供基准的频率。晶振的频率高低直接影响着单片机运行的速度，一般情况下，晶振频率越高，单片机的运行速度就可以越快。

图4中C2和C3成为负载电容，由于晶振产生的应该是完整的正弦波，如果2个负载电容不等，那么它们两端的电压会不同，使得产生的正弦波肯定是不完全对称的。因此要保证C2与C3的大小相同，特性相同，一般会采用20pF至30pF的电容，本设计所用的电容是20pF。选择晶振的范围通常在

1.2MHz-12MHz之内。在STC89C52RC单片机实际正常的运作情况下，运用电路分析、模电等理论计算出来12MHz的晶振最合适，所以本系统采用的是12MHZ的晶振。在最后硬件焊接的过程中，会安排元器件的分布，一般情况下，为了减少寄生电容、稳定振荡，会将晶振电路和单片机靠近安装。

2.3 光电感应模块

光电感应模块是通过光电传感器在有效范围内检测有无物体，然后将信息传给单片机。光电感应模块电路图如图5所示。

图5光电感应模块电路

此传感器模块中使用了2个互相并联的RPR220传感器电路[11]。RPR220的4脚接入LM393的正输入端，LM393的负输入端接入一个滑动变阻器，这个滑动变阻器就决定了负输入端的电压。实际上，+5V电压、R4和U4组成了一个三极管的最小应用系统。当RPR220检测到光线射入时，U4电压约等于0，即LM393的正输入端的电压为0。所以LM393的负