内容发布更新时间 : 2024/11/15 8:55:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
3.3单片机的时钟、复位电路设计
MCS-51单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路的设计有两种方式，一种是内部时钟方式，一种方式为外部时钟方式。 3.3.1内部时钟方式
MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器（简称晶振）和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器，如图4是MCS-51内部时钟方式的振荡器电路。
电路中的C1和C2的典型值通常选择为30pF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶振的震荡频率的范围通常是1.2MHZ~12MHZ之间。晶振的频率越高，系统的时钟频率就越高，单片机的运行速度就越快。但反过来运行速度越快对存储器的速度要求就高，对印制电路板的工艺要求也高，即要求线间的寄生电容要小；晶振和电容应尽可能安装的与单片机的芯片靠近，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定、可靠地运行。为了提高温度的稳定性，应采用温度性能好的电容。
MCS-51常选择震荡频率6MHZ或12MHZ的石英晶体。随着集成电路制造工艺的发展，单片机的时钟频率也在提高，现在的某些高速单片机芯片的频率已达40MHZ。
9 RESET1830PF 12MHZ 19X2P0.53430PF GNDX1P0.633 图四内部时钟 31EA/VPALE/P303.3.2外部时钟方式 29外部时钟方式是使用外部震荡电路产生的脉冲信号，常用于多片单片机同时的工作，以便于多片单片机之间的同步，一般为低于12MHZ的方GNDWR/P3.6波。目前市场上常用的89C51外部时钟电路如图5所示。外部时钟源直接2016PSENRD/P3.717连接到XTAL1端，XTAL2端悬空。 P2.728接外部时钟信号悬空121130805180318751INT1X/P3.23X/P3.12INT0GNDT0/P3.4P2.627P2.52614289C51P2.42515 T1/P3.589C51P2.324RXD图五外部时钟 /P3.010P2.223 32P0.7P2.122
本次设计中采用内部时钟方式，芯片采用AT89C51。AT89C51时钟电路由振荡器及定时控制单元、时钟发生器及地址锁存允许信号ALE组成。单片机内部带有时钟电路，因此，只要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制单元（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。
1振荡器的工作频率一般在1.2～12MHZ之间，现在由于制造工艺的改进，2频率范围可达0～40MHZ。本设计电路选用12M晶振。 3.3.3复位电路 AT89C51的复位是由外部复位电路实现的。复位电路常采用上电复位和按键复位两种方式。最简单的上电自动复位电路如图6所示。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。当电容接通时只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。当时钟频率选用6MHZ时，C取22μF，R取1K。 C?+5VCAP 1K08051RST8031875189C51GND89C51 图六复位电路
3.4驱动电路设计
3.4.1直流电磁式继电器功率接口
一般用功率接口集成电路或晶体管驱动.在使用较多继电器的系统中,可用功率接口集成电路驱动,例如SN75468,一片SN75468可驱动7个继电器,驱动电流可达500mA,输出端最大工作电压为100V.
常用的继电器大部分属于直流电磁式继电器,也称为直流继电器.图7是直流继电器的接口电路.继电器的动作由单片机8031的P1.0端控制.P1.0端输出低电平时,继电器J吸合;P1.0端输出高电平时,继电器J释放.采用这种控制逻辑可以使继电器在上电复位或单片机受控复位时不吸合.
二极管D的作用是保护晶体管T.当继电器J吸合时,二极管D截止,不影响电路工作.继电器释放时,由于继电器线圈存在电感,这时晶体管T已经截止,所以会在线圈的两端产生较高的感应电压,极性是上负下正。
图七直流电磁式继电器功率接口
3.4.2交流电磁式继电器功率接口
继电器中切换电路能力较强的电磁式继电器称为接触器.接触器的触点数一般较多.交流电磁式接触器由于线圈的工作电压要求是交流电,所以通常使用双向晶闸管驱动或使用一个直流继电器作为中间继电器控制.图8是交流接触器的接口电路图.
交流接触器C由双向晶闸管KS驱动.双向晶闸管的选择要满足:额定工作电流为交流接触器线圈工作电流的2～3倍;额定工作电压为交流接触器线圈工作电压的2～3倍.对于工作电压220V的中,小型的交流接触器,可以选择3A,600V的双向晶闸管.