电阻炉温度控制系统设计(5)

电阻炉温度控制系统设计

图2-2 DIP封装的AT89S51引脚图

2.2.2 主控模块设计

主控模块电路由AT89S51微控制器、外部时钟电路、复位电路组成[3]。 1.时钟电路设计

微控制器系统中的各个部件是在一个统一的时钟脉冲控制下有序地进行工作，时钟电路是微控制器系统最基本、最重要的电路。

本系统时钟电路设计采用内部时钟方式。AT89S51微控制器内部有一个高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端，如果在引脚XTAL1和XTAL2两端跨接上晶体振荡器(晶振)或陶瓷振荡器就构成了稳定的自激振荡电路，该振荡器电路的输出可直接送入内部时序电路。

内部时钟方式即是由微控制器内部的高增益反相放大器和外部跨接的晶振、微调电容构成时钟电路产生时钟的方法。外接晶振时，C1、C2的值通常选择为30pF左右；C1、C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在1.2MHz～12MHz之间选择。为了减小寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与微控制器引脚XTALl 和XTAL2靠近。由于内部时钟方式外部电路接线简单，微控制器应用系统中应用较多。内部时钟方式产生的时钟信号的频率就是晶振的固有频率，常用fsoc来表示。本系统采用的晶体振荡器频率为12MHz，即 fsoc=12×106Hz。 （2）复位电路设计

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四川理工学院本科毕业（设计）论文

大规模集成电路在上电时一般都需要进行一次复位操作，以便使芯片内的一些部件处于一个确定的初始状态，复位是一种很重要的操作。器件本身一般不具有自动上电复位能力，需要借助外部复位电路提供的复位信号才能进行复位操作。

AT89S51微控制器的第9脚（RST）为复位引脚，系统上电后，时钟电路开始工作，只要RST引脚上出现大于两个机器周期时间的高电平即可引起微控制器执行复位操作。微控制器复位后，PC=0000H，CPU从程序存储器的0000H开始取指执行。本系统中采用上电复位和手动复位键复位相结合的方式。

上电瞬间，由于电容两端电压不能突变，RST引脚端电压VR为VCC，随着对电容的充电，RST引脚的电压呈指数规律下降，经时间t后，VR降为3.6V，随着对电容充电的进行，VR最后将接近0 V。为了确保微控制器复位，t必须大于两个机器周期的时间，机器周期取决于微控制器系统采用的晶振频率，R1不能取得太小。R2的阻值一般很小，只有几十欧姆，当按下复位按键后，电容迅速通过R2放电，放电结束时的VR为（R1×Vcc）/（R1+R2），由于R1远大于R2，VR 非常接近VCC，使RST引脚为高电平，松开复位按键后，过程与上电复位相同。这里取R1=10 kΩ，R2=200Ω,C=10μF。

时钟电路和复位电路如图2-3所示。

U1VCC C1R1S4 RSTR2200 C210uF10K 30pF C3 30pF12MHz1234567891011121314151617181920P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4AT89S51P1.5P1.6P1.7RSTP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1VSSD8031(40)VCCP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPPALEPSENP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A84039383736353433323130292827262524232221 图2-3 时钟电路和复位电路