基于QN8035芯片的无线数据接收器设计.doc

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1、摘要1Abstract1第一章 绪论21.1 课题背景21.2 课题研究内容和意义21.3单片机的发展31.3.1 单片机的发展史31.3.2单片机的应用31.3.3单片机的主要发展趋势：41.4 液晶显示器的发展41.5设计要求7第二章 单片机无线数据接收器模块设计的原理72.1 接收模块设计72.2 FM接收电路设计82.2.3 QN8035的应用122.3单片机控制电路的设计142.4单片机AT89S51周边电路182.4.1晶振电路182.4.2 复位电路192.4.3 电源电路202.6 本章小结27第三章 毕业设计总结27致谢28摘要 现代社会中，基于单片机的接收控制模块是我们在生

2、活、学习等各方面普遍接触到的商品的重要组成部分之一，如无线对讲机、收音机等。它有效地为我们的生活提供了便利。 本文主要设计一个基于QN8035芯片的无线数据接收器。采用单片机AT89S51控制，使用FM接收芯片QN8035接收信息。本系统设计分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计部分包含FM接收电路设计、单片机控制电路设计和LCD显示电路设计；软件设计部分包含QN8035的源程序、1602源程序、单片机控制QN8035的程序和I2C总线的源程序。然后通过Protel进行仿真，实现本次系统设计的功能。关键词: 单片机AT89S51、QN8035、接收控制、LCD1602 Abstract In

3、modern society, based on single chip microcomputer reception control module is our life, study and so on various aspects in common exposure to one of the important component of the goods, such as radio, radio, etc. It effectively provides a convenience to our lives. In this paper, we design a receiv

4、er based on single-chip microcomputer control module.Using embedded processor chip AT89S51 control, the use of FM receiver chip QN8035 receiving information.This system is divided into hardware design and software design two parts. Hardware design part contains an FM receiver circuit design, the MCU

5、 control circuit design, and The LCD display circuit design; Software design section contains QN8035 source program, 1602 source program, single-chip microcomputer control QN8035 programs and source code of the I2C bus. Then simulation by Protel, can realize the function of the system design.Keyword

6、s: SCM ,STC89C52RC and QN8035, receives the control,LCD1602第一章 绪论1.1 课题背景随着无线技术的不断发展和应用市场的不断扩大，不久的将来，我们大部分电子产品都将是无线并可随时在线的，一个无线社会很快就将成为现实。21世纪，无线技术将继续展现其巨大力量，并将深刻改变人们的生活方式。现在实现无线数据传输的方法多种多样使用高频无线电技术，激光技术，单片机技术等等均能满足无线传输要求。他们各有各的特点。高频无线电技术可实现远距离通信，不受方向性约束。激光技术也可实现远距离通信，而且传输速度快。但随着设备的日益小型化和简单化，与外部设备的通

7、信借口越来越少，而基于单片机的无线数据收发器设计作为一般设备的通用接口依然存在，并且越来越受到商家的青睐，有很好的发展前景。1.2 课题研究内容和意义 本课题设计目的:实现准确无误的基于QN8035的无线数据接收。本课题研究范围:数据输入输出。要想完成设计，必须要做到:正确识别数据输入，消除干扰；无线数据传输时，保证在传输范围内，能接收到信号；数据显示时能准确的显示所收到的数据。本设计就是利用无线接收芯片QN8035来制作一个无线接收模块，整个模块可以分为接收部分，控制部分和显示部分。1.3单片机的发展1.3.1 单片机的发展史单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。随着大规模集成电路

8、技术的发展，可以将中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）定时器计数器以及输入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件，集成在一块电路芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上，都已具有了微机系统的含义。由于单片机能独立执行内部程序，所以又称它为微型控制器（Microcontroller）。 单片机自从问世以来，性能在不断的提高和完善，它不仅能够满足很多应用场合的需要，而且具有集成度高、功能强、速度快、体积小使用方便、性能可靠、价格低廉等特点。因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信、智能接口、商业营销等领域得到广泛的应用，并且正在逐步取代现有的多片微

9、机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视，所以更扩大了单片机的应用范围，也进一步促进了单片机技术的发展，单片机的发展史大致可分为三个阶段。 第一阶段（1976-1978）：初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位时序同步计数器，寻址范围 4KB，但是没有串行口。 第二阶段（1978-1982）：高性能单片机微机处理阶段，该时期的单片机具有I/O 串行端口，有多级中断处理系统，15 位时序同步技术器，RAM、ROM 容量加大，寻址范围可达 64KB。 第三阶段（1982-至今） 位单片机微处理改良型及 16 位单片机微处理阶段。1.3.2单片机的应用

10、由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面： 1 单片机在智能仪表中的应用 单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。2 单片机在机电一体化中的应用 机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制 1 包洪：单片机数字时钟的设计床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。 3 单

11、片机在实时控制中的应用 单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。 4 单片机在分布式多机系统中的应用 在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。 5 单片机在人类

12、生活中的应用 自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。1.3 单片机发展趋势 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，其发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。1.3.3单片机的主要发展趋势： 1 CMOS 化 近年，由于 CHMOS 技术的进小，大大地促进了单片机的 CMOS 化。CMOS 芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以

13、 80C51 取代 8051 为标准 MCU 芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用 CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS 电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的 TTL 电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出现了 HMOS（高密度、高速度MOS）、CHMOS 工艺以及 CHMOS 和 HMOS 工艺的结合。目前生产的 CHMOS 电路已达到 LSTTL 的速度，传输延迟时间小于 2ns，它的综合优势已大于 TTL 电路。因而，在单片机领域，CMOS 电路正在逐渐取代 TTL 电路。 2 低功耗化 单片机的功耗已从 mA 级，甚至

14、 1uA 以下；使用电压在 36V 之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗 3 重庆文理学院技术师范学院本科毕业论文设计干扰能力以及产品的便携化。 3 低电压化 几乎所有的单片机都有 WAIT、STOP 等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽，一般在 36V 范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达 12V。目前 0.8V 供电的单片机已经问世。 4 低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。 1.4 液晶显示器的发展 液晶是一

15、种几乎完全透明的物质。它的分子排列决定了光线穿透液晶的路径。到20世纪60年代，人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而造成光线的扭曲或折射，由此引发了人们发明液晶显示设备的念头。 液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)。世界上第一台液晶显示设备出现在20世纪70年代初，被称之为TN-LCD(扭曲向列)液晶显示器。尽管是单色显示，它仍被推广到了电子表、计算器等领域。80年代，STN-LCD(超扭曲向列)液晶显示器出现，同时TFT-LCD(薄膜晶体管)液晶显示器技术被研发出来，但液晶技术仍未成熟，难以普及。80年代末90年代初，日本掌握了STN-LCD及TFT-

16、LCD生产技术，LCD工业开始高速发展。 TFT(Thin Film Transistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。 和TN技术不同的是，TFT的显示采用背透式照射方式假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下，而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，可以通过遮光和透光来达到显示的目的，响应时间大大提高到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，故TFT俗称真彩。

17、 相对于DSTN而言，TFT-LCD的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制。因而每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度，同时也可以精确控制显示灰度，这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。 目前，绝大部分笔记本电脑厂商的产品都采用TFT-LCD。早期的TFT-LCD主要用于笔记本电脑的制造。尽管在当时TFT相对于DSTN具有极大的优势，但是由于技术上的原因，TFT-LCD在响应时间、亮度及可视角度上与传统的CRT显示器还有很大的差距。加上极低的成品率导致其高昂的价格，使得桌面型的TFT-LCD成为遥不可及的

18、尤物。 不过，随着技术的不断发展，良品率不断提高，加上一些新技术的出现，使得TFT-LCD在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的进步，拉近了与传统CRT显示器的差距。如今，大多数主流LCD显示器的响应时间都提高到50ms以下，这些都为LCD走向主流铺平了道路。 LCD的应用市场应该说是潜力巨大。但就液晶面板生产能力而言，全世界的LCD主要集中在中国台湾、韩国和日本三个主要生产基地。亚洲是LCD面板研发及生产制造的中心，而台、日、韩三大产地的发展情况各有不同。 目前主流的TFT面板有a-Si(非晶硅薄膜晶体管) TFT技术和LTPS TFT(低温复晶硅)TFT技术。 在a-Si方面，三

19、个生产基地的技术各有千秋。日本厂商曾经研制出分辨率高达25602048的LCD产品。因此，有些人认为，a-Si TFT技术完全可满足高分辨率的产品需要，但是，由于技术的不成熟，它还不能满足高速视频影像或动画等的需要。LTPS TFT相对可以节约成本，这对于TFT LCD的推广有着重要意义。目前，日本厂商已经有量产12.1英寸LTPS TFT LCD的能力。而中国台湾已开发完成LTPS组件制造技术与LTPS SXGA面板技术。韩国在这方面缺少专门的设计人员和研发专家，但像三星等主要企业已经推出了LTPS产品，显示出韩国厂商的实力。不过，目前LTPS技术尚不成熟，产品集中在小屏幕，而且良品率低，成

20、本优势尚无从谈起。 与LTPS相比，a-Si无疑是目前TFT LCD的主流。日本公司的a-Si TFT投资策略上几乎都以第三代LCD产品为主，通过制造技术及良品率的改善来提高产量，降低成本。日本一直走高端路线，其技术无疑是最先进的。由于研发力量有限，台湾的a-Si TFT技术主要来自日本厂商的转让，但由于台湾企业一般属于劳动密集型，技术含量价低，以生产低端产品为主。韩国在a-Si方面有着强大的研发实力，比如三星公司就量产了全球第一台24寸a-Si TFT LCD240T，它的响应时间小于25ms，可以满足一般应用需要;而可视角度达到了160度，使得LCD在传统弱项上不输给CRT。三星240T标

21、志着大屏幕TFT LCD技术走向成熟，也向世人展示了韩国厂商的实力不容置疑。 除了以上两种TFT技术之间的竞争，SED将会成为TFT LCD的强大敌人。然而，SED目前仍属于概念型产品，短时间内难以进入主流市场。 虽然目前LCD已经大幅降价，但是相对于CRT仍然价格较高。因此成本问题是大家关注的焦点。实际上，TFT的生产成本与CRT不相上下，但良品率极低造成了TFT面板成本居高不下的情况。TFT面板是由一块较大的基板切割而成。而LCD产品还要有大量的晶体管阵列来控制三原色，现在的制造技术很难保证在一大块基板上数千万甚至上亿的晶体管不出一个问题。如果有一个晶体管出现问题，那么那个晶体管对应的点的

22、对应色彩就会出问题(只能显示某种固定色彩)，那么这个点就是通常称的坏点。坏点出现的几率于位置是不固定的，所以一块基板很有可能会被浪费很多。目前一般LCD要求坏点在5个以下，而一些大厂把这个标准缩小到了3个，甚至为0，这就会使良品率降低。而一些小厂则将坏点数扩大，这样一来，成本自然大幅下降，而产品品质随之下降，这也是某些厂商为何可以大幅降低LCD售价的原因之一。 虽然目前有能力生产液晶显示器的厂家不少，但真正有制造TFT面板能力的厂家屈指可数。ACER作为IT业内知名企业，实力相当雄厚，虽没有自己生产TFT面板的能力，但与台湾达基关系密切，在技术配合上有一定优势。不过，限于台湾企业的技术实力，A

23、CER LCD产品主要集中在中低端。PHILIPS作为世界知名的显示设备制造厂，其显示器销量在国内一直名列前茅，而且于韩国LG达成同盟，共同研发、制造TFT面板。同样由于技术原因，以及市场定位问题，PHILIPS目前的产品主要集中在中端，而且在零售市场PHILIPS动作一直不很明显。三星作为另一实力强劲的显示设备研发、制造厂商，在LCD方面投入了较大精力，致力于不断丰富产品线，目前三星产品涵盖了高中低端市场。LCD技术仍处在不断发展、完善的阶段，三大产地的发展方向各有不同，它们之间既存在竞争，又有着合作。正是这些因素促使了LCD向前发展。1.5设计要求 选择一款单片机，完成单片机与QN8035

24、的相关硬件设计，并基于该单片机完成相应软件设计，接受来自QN8027的数据，并将接受的内容显示在LCD模块上。第二章 单片机无线数据接收器模块设计的原理2.1 接收模块设计调频发射部分：与QN8035接收机模块配对的是以QN8027芯片为中心的发射模块。（本设计中对此部分不要求）单片机我们使用开发板，这样解决了我们编写软件时没有硬件的问题，并且开发板每个管脚可以用跳线引出，接线方便。QN8027是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频发射单芯片，主要适用于便携式音频和视频播放器、汽车配件、手机及GPS个人导航设备等。QN8027集成了完整的FM发射、空台扫描，以及天线自动调谐等功能。先进的数字

25、架构使变量输入增益可编程，可选预加重，提供了精确的MPX 立体声编码，基于PLL的低噪声调制以及纯净的频谱。QN8027凭借其体积小巧，所需外部元件数量少，并且支持多个时钟频率，很容易被集成到多种小型低功耗便携式应用中。QN8027集成了稳压器使它可以直接连接电池，并提供高电源纹波抑制比可以更高效地抑制噪声。具有低功耗待机模式，能充分延长电池使用时间。所有管脚都有静电保护。QN8027应用高可靠性的CMOS制程制造。 调频接收机：在众多的FM接收模块中我们选择使用QN8035芯片为中心的模块。QN8035 是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频接收单芯片，主要适用于手机、MP3播放器及便携式

26、收音机等。QN8035支持RDS/RBDS数据接收。接收射频信号首先由一个低噪声放大器，然后向下转换为一个中间频率传给正交混频器。为了改善音质，抑制噪音，正交混频器可被编程在高端或低端注入。每个通道使用滤波器抑制干扰信号。它还可以接收RDS信息，内容可以通过LCD显示。高功率32负载音频输出，直接耳机驳接，无需外接音频放大，2.2 FM接收电路设计QN8035 是一颗高性能、低能耗、全功能的立体声调频接收单芯片，主要适用于手机、MP3播放器及便携式收音机等。QN8035支持RDS/RBDS数据接收。支持全球 FM 波段发射；76 MHz 108 MHz全波段调步长50/100/200 kHz；

27、50/75s 去加重；易于集成；小封装，提供 2.5 x2.5mm QFN16 和 3x3 MSOP10两种封装；支持32.768 kHz MHz的时钟输入；I2C控制接口；低功耗；典型值 13 mA；VCC: 2.75.0V，集成稳压器，可直连电池；VIO: 1.63.6V, VCC: 2.75.0V；省电和待机模式；极小关断电流；提供1.63.6V 数字接口；高性能；优越的灵敏度，优于 1.5VEMF；63dB 立体声信噪比, 0.03% THD；集成了音频处理 (SNC, HCC, SM)；改进了自动搜台功能；L/R声道分离 45dB；RDS/RBDS 接收机；支持美国和欧洲的数据服务；

28、稳健运行；在-250C 到 +850C 范围内运；所有输入和输出管脚都有静电保护。图2.1.1是QN8035FM接收电路框图。 图2.1.1各引脚说明：VCC:电源电压ALO:模拟音频输出左声道ARO：模拟音频输出右声道AGND：接地RFI：调频接收器的射频输入INT：中断输出，低电平，需外部上拉XCLK：如果需要外部时钟源，从此引脚连接GND：接地SCL：I2C串行总线SDA：双向数据线2.2.1 QN8035功能概述该QN8035集成了FM接收功能，包括RF前端电路（LNA，混频器和通道选择滤波器等），全数字化调频解调器，解码器MPX，去加重和音频处理（SM，肝癌，和SNC）。先进的数字架

29、构不仅提高接收器的灵敏度和清晰的声音。该QN8035的自动搜索功能可以自动信道选择更好的音质。该QN8035支持占用空间小，集成和多种时钟频率的较高水平。这些功能可以很容易地集成到多种小型化，低功耗的便携式应用。低相位噪声的数字合成器和丰富的片上自动校准确保了可靠和一致的性能随温度和工艺变化。集成稳压器可直接连接到一个锂离子电池，并提供高PSRR卓越的噪声抑制。低功耗空闲和待机模式，延长电池寿命。下图为QN8035功能模块： 该QN8035接收器采用高度数字化的低中频架构，允许在减少外部元件和工厂调整。所接收的RF信号是由一个集成的LNA第一放大，然后向下通过正交混频器变换为中频（IF ） 。

30、以改善图像抑制（IMR） ，正交混频器可以被编程为在高侧或低侧注入。当RF频率大于所述本地振荡器（LO ），图像是在低侧;否则，图像是在高侧（参见Reg02h获取更多信息） 。集成中频通道滤波器将抑制信道外干扰信号。 AGC也进行同时的信号优化的信噪比以及线性和干扰抑制。滤波后的信号被数字化，并进一步处理以数字FM解调器和解码器MPX 。然后，进行声音处理的基础上接收到的信号质量和信道状况。两个高品质的音频DAC集成在芯片来驱动音频输出。如果RDS接收功能的RDS信号也将被解码。一个接收信号强度指示器（RSSI ）从RSSIDB提供，可以读取7:0 。图2.2.1示出的RSSI的曲线与不同的R

31、F输入电平。自动搜索利用RSSI来搜索可用频道。 图2.2.1 RSSI VS射频输入曲线2.2.2 I2C串行接口控制 I2C总线是一种简单的双向总线接口。该总线只需要串行数据（ SDA）和串行时钟（SCL ）信号。该总线是8位的导向。每个设备被识别一个唯一的地址。每个寄存器也认识一个唯一的地址。 I2C总线操作与400千赫的频率最高。先将SDA每一个数据必须是8位（字节）从MSB到LSB和发送的每个字节必须由一个“ACK ”位确认。若一个字节是不承认，发射机应该产生一个停止条件或重新启动传输。如果整个传输完成之前创建了停止状态，其余的字节将保持其旧的设置。万一一个字节没有被完全转移，它就会

32、被丢弃。创建一个启动条件时，数据传输和从QN8035可以开始。这种情况下，如果发生在SDA线从高向低过渡而SCL为高电平。传输的第一个字节代表了IC的地址加上数据方向。默认的I2C地址为0010000 。甲低这个字节的LSB表示数据传输（写） ，而高LSB表示数据请求（读） 。这意味着要被发送到的QN8035的第一个字节应该是“ 20”的写操作，或“21”的读操作。第二个字节是起始寄存器地址（ N）的读/写操作。接下来的字节是数据寄存器地址为N，N +1，N +2 ，等有在每个传输的字节数没有限制。的传输可以通过产生一个停止条件，这是过渡的SDA从低到高，而SCL为高电平时终止。对于写操作，掌

33、握了最后一个字节后停止传输。对于读操作，主不会收到最后读回一个字节后不发送ACK ;然后停止变速器。该 定时 图 下面 说明 都 写 和 读 操作: 图2.2.2 I2C串行接口协议2.2.3 QN8035的应用典型应用示意图： 图2.2.3 QN8035的典型应用示意图 该QN8035提供了一个集成电压调节器，大约需要0.1uF的只有一个电池上的电源去耦电容。一个10uF电容能获得最佳性能增加。所支持的电源电压范围为2.75.0V。 时钟选择和设置: 该QN8035通过一个耦合电容支持各种外部时钟频率注射。如下图所示 显示了典型的外部注入电路作为参考。外部时钟应用: XTAL环境： XTAL

34、_DIV10:0可以通过下列公式计算，然后WIRTE其结果Reg15h和Reg16h2:0。 XTAL_DIV10:0= ROUND（Freqxtal/32.768KHz的）。默认值为0x01为32.768KHz时钟。 3）PLL配置：PLL_DLT12:0= ROUND（28.5MHz/（Freqxtal/ XTAL_DIV10:0/512）-442368：选择时钟频率，根据以下公式设置PLL分频器 例如：如果时钟频率为32.768kHz，那就这样PLL_DLT12:0= ROUND（28500000/（32768/1/512）-442368=2945 翻译这个numble成十六进制的结果，

35、然后写相应的值Reg17h和Reg16h7:2。此参数PLL_DLT12:0的默认值是0xB8132.768千赫。 天线 : 下面的电路是利用耳机线作为FM天线的典型应用。三个铁氧体磁珠是用来防止对FM信号的干扰与所述音频 信号。一个典型的铁氧体磁珠值约为2.5K100MHz的。有关FM天线设计的更多信息，请参阅相关的应用笔记。 复位 : QN8035支持软件复位，设置Reg00h7位为高，重置设备。 复位后，设备将进入待机模式。开始接收模式之前，系统初始化应该被执行。2.3单片机控制电路的设计AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-sys

36、tem programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 主要特点：1、4k Bytes Flash片内程序存储器；2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；4、2个中断优先级、2层中断嵌套中断；5、5个中断源；6、2个16位可编程定时器/计数器；7、2个全双工串行通信口；8、看门狗（WDT）电路；

37、9、片内振荡器和时钟电路；10、与MCS-51兼容；11、全静态工作：0Hz-33MHz；12、三级程序存储器保密锁定；13、可编程串行通道；14、低功耗的闲置和掉电模式。引脚图如下：管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输

38、出4TTLP1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的

39、内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD （串行输入口） P3.1 TXD （串行输出口） P3.2 /INT0 （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （记时器0外部输入） P3.5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部

40、数据存储器写选通）P3.7 /RD （外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是

41、ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这 两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：

42、来自反向振荡器的输出。图2.1.2是AT89S51控制QN8035的控制电路图2.1.2 AT89S51控制电路2.4单片机AT89S51周边电路2.4.1晶振电路 图2.4.1 晶振电路晶振电路的作用电容大小没有固定值。一般二三十p。晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如 12M晶振。单片机工作速度就是每秒 12M。和电脑的 CPU概念一样。当然。单片机的工作频率是有范围的。不能太大。一般 24M就不上去了。不然不稳定。接地的话数字电路弄的来乱一点也无所谓。看板子上有没有模拟电路。接地方式也是不固定的。一般串联式接地。从小信号到大信号依次接。然后小信号连到电源处

43、。有变压器就连到变压器旁。数模地分开。分别拉到电源处。不可形成回路。这个是因为晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生偕波(也就是不希望存在的其他频率的波)，这个波对电路的影响不大，但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了电路的稳定性起见，ATMEL公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响，所以晶振所配的电容在10pf-50pf之间都可以的，没有什么计算公式。但是主流是接入两个33pf的瓷片电容，所以还是随主流。晶振电路的原理晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，

44、电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振，再有两个电

45、容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。2.4.2 复位电路 图2.4.1 复位电路复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。和计算器清零按钮有所不同的是，复位电路启动的手段有所不同。一是在给电路通电时马上进行复位操作；二是在必要时可以由手动操作；三是根据程序或者电路运行的需要自动地进行。复位电路都是

46、比较简单的大都是只有电阻和电容组合就可以办到了。再复杂点就有三极管等等配合程序来进行了。为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会撤除，微机电路开始正常工作。类型：目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。ISA总线的复位信号到南桥之间会有一个非门

47、，跟随器或电子开关，常态时为低电平,复位时为高电平。IDE的复位和ISA总线正好相反，通常两者之间会有一个非门或是一个反向电子开关，也就是说IDE常态时为高电平，复位时为低电频，这里的高电频为5V或3.3V，低电频为0.5V以下的电位。概况：如果主板上没有ISA总线，也就是8XX系列芯片组的主板，IDE的复位直接来自于南桥，在两者之间通常也会有一个非门或是反向电子开关，PCI总线的复位直接来自于南桥，有些主板会在两者之间加有跟随器，此跟随器起缓冲延时作用。且PCI的常态为3.3V 或5V，复位时为0V,AGP总线的复位信号和PCI总线的复位信号是同路产生。也有的主板AGP总线的复位也是由南桥直接供给，常态时为高电频，复位时