毕业设计方案基于单片机的流量检验系统.doc

毕业设计（论文）材料之二（1）

某工程大学本科

毕业设计（论文）

专 业： 电子信息工程
题 目： 基于单片机流量检测
系统设计
作 者 姓 名：
导师及职称：
导师所在单位： 电气工程学院

6月13日

某工程大学
本科毕业设计（论文）任务书
届 电气工程 学院
电子信息工程 专业
学生姓名：

Ⅰ 毕业设计（论文）题目
中文：
基于单片机流量检测系统设计
英文：
The Design of Flow Detection System Based On MCU

Ⅱ 原始资料
[1] 谢维成、杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，.
[2] 梁国伟、蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京：机械工业出版社，.
[3] 徐晓光、潘伟;、徐康.基于单片机涡轮流量检测仪设计[J].工业控制计算机，,08.
[4] 魏颖.基于单片机流量检测表设计[J].太原科技，,10.
[5] 苏贝、周常柱、胡松.单片机在流量测量中应用[J].微计算机信息杂志，,5.
[6] 王玉巧、蔡晓艳.基于单片机流量控制[J].科技信息，,9X.
Ⅲ 毕业设计（论文）任务内容
1、课题研究意义
流量测量在工业领域具备广泛应用，随着传感器技术，微电子技术、单片机技术发展，为流量精准测量提供了新手段，对流量检测技术研究具备现实意义。对本课题研究与设计，训练综合运用已学课程基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测能力。
2、 本课题研究重要内容：
　　由流量传感器采集流量信息，然后通过AD转换器将持续模仿信号离散化后传给单片机。单片机在系统软件控制作用下，对输入数据进行分析，向外部输出控制信号，实现LED显示。LED数码管显示动态流量，同步，若流量超过上下限范畴，报警电路产生声光报警信号，提示流量不在正常范畴内，需采用相应控制。系统软件重要涉及主程序，显示程序等供主程序调用子程序。
3、提交成果：
（1）毕业设计（论文）正文；
（2）硬件电路图；
（3）程序源代码；
（4）一篇引用外文文献及其译文；
（5）重要参照文献题录及摘要。
指引教师（签字）
教研室主任（签字）
批 准 日 期01月0日
接受任务书日期01月10日
完 成 日 期06月13日
接受任务书学生（签字）
基于单片机流量检测系统设计

摘 要

工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行对的测量和调节是保证生产过程安全经济运营、提高产品质量、减少物质消耗、提高经济效益、实现科学管理基本。
流量检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。在天然气工业蓬勃发呈当前，天然气计量引起了人们特别关注，由于在天然气采集、解决、储存、运送和分派过程中，需要数以百万计流量计，其中有些流量计涉及到结算金额数字巨大，对测量和控制精确度和可靠性规定特别高。流量计在当代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也均有广泛应用。
本文从经济实用角度出发，采用美国Atmel公司单片机AT89C51作为主控芯片与数据存储器单元，结合涡轮流量传感器，AD转换器，四位LED显示，声光报警器等，采用C语音编程，设计了一款可对流量进行实时检测，并具备上下限报警功能涡轮流量计，可实现对管道内天然气流量实时检测。本文详细阐述了基于单片机流量检测系统设计方案，重要解决系统总体设计，硬件电路设计以及系统软件设计。

核心词：AT89C51；ADC0809；流量检测；涡轮流量传感器

The Design of Flow Detection System Based on MCU
Abstract

Process control is a big field of the flow measurement and instrumentation in industrial production. Flow and temperature，pressure and thing location are together collectively referred to the four big parameters of the process control. Through these parameters ,the production process are monitoring and controlled. The accurate measurement and adjustment for fluid flow are is to guarantee the safe and economic operation，improve product quality and reduce the material consumption，to improve the economic benefit，and the scientific management foundation in the production process. The detection and control of flow is widely applied in the chemical，electrical energy，metallurgy，petroleum and other fields. As the gas industry booming now，natural gas measurement caused the people of particular concern. Because it needs millions of flow-meter in collection，treatment，storage，transportation and distribution process of natural gas，and some of these flow meter relates to the huge number of settlement amount ，the measurement and control accuracy and reliability requirements are particularly high. Flow-meter have also been widely used in modern agriculture and water conservancy of flow construction，biological engineering，pipes，aerospace，military field.
This article is from the economical and practical point of view，using of the United States Atmel Corporation AT89C51 microcontroller as a master chip and the data memory unit，combined with Vortex flow sensor，AD converter，four LED digital display，sound and light alarm and so on. Dominated by the C programming language，it describe a design of a turbine flow-meter which has a real-time detection of flow and the alarm function. This flow meter can realize the detection the natural gas in the pipeline. This article discusses the of flow based on SCM，mainly to solve the design of the whole system，the hardware circuit design and the design of the system software.

Keywords：AT89C51,；ADC0809,；Flow Detecting；Vortex Flow Sensor

目 录

引言……………………………………………………………………………………………1
第1章 绪论……………………………………………………………………………………2
1.1 选题背景和意义………………………………………………………………………2
1.2 国内外研究现状及发展趋势……………………………………………………………2
1.3 研究内容及需解决问题………………………………………………………………3
第2章 流量传感器……………………………………………………………………………4
2.1 流量计分类及优缺陷……………………………………………………………………4
2.2 涡轮流量计构造与原理………………………………………………………………5
2.3 涡轮流量计特点………………………………………………………………………6
第3章 系统工作原理…………………………………………………………………………7
3.1 总体设计…………………………………………………………………………………7
3.2 工作原理…………………………………………………………………………………7
3.3 元器件选取……………………………………………………………………………7
3.3.1 单片机……………………………………………………………………………7
3.3.2 A/D转换器………………………………………………………………………10
3.3.3 LED数码管……………………………………………………………………14
第4章 系统硬件电路设计………………………………………………………………16
4.1 传感器设计与信号采集…………………………………………………………16
4.2 放大电路设计…………………………………………………………………………17
4.3 单片机硬件电路及其外围电路设计……………………………………………18
4.3.1 系统时钟电路……………………………………………………………………18
4.3.2 复位电路…………………………………………………………………………18
4.3.3 单片机与A/D接口………………………………………………………………19
4.3.4 单片机与LED显示接口……………………………………………………20
4.3.5 报警电路…………………………………………………………………………21
第5章 系统软件设计………………………………………………………………………22
5.1 单片机C语言特点………………………………………………………………………22
5.2 主程序及流程图…………………………………………………………………………23
5.3 A/D转换程序及流程图………………………………………………………………24
5.4显示程序及流程图 ……………………………………………………………………25
5.5 报警程序及流程图………………………………………………………………………26
第6章 抗干扰技术…………………………………………………………………………27
6.1 干扰来源………………………………………………………………………………27
6.2 硬件办法…………………………………………………………………………………27
6.2.2 模仿量输入回路抗干扰办法…………………………………………………27
6.2.2长线传播抗千扰办法…………………………………………………………27
6.3 软件办法…………………………………………………………………………………27
6.3.1 插入NOP指令……………………………………………………………………28
6.3.2 设立软件陷阱……………………………………………………………………28
6.3.3 设立看门狗………………………………………………………………………28

结论与展望…………………………………………………………………………………29
道谢…………………………………………………………………………………………30
参照文献……………………………………………………………………………………31
附录A 硬件电路图………………………………………………………………………32
附录B 程序源代码………………………………………………………………………33
附录C 外文文献…………………………………………………………………………36
附录D 外文文献中文翻译………………………………………………………………40
附录E 重要参照文献题录及摘要……………………………………………………43

插图清单

图 2-1 涡轮流量传感器构造图………………………………………………………5
图 3-1 系统硬件构造图………………………………………………………………7
图 3-2 AT89C51引脚图……………………………………………………………8
图 3-3 ADC0809内部构造………………………………………………………11
图 3-4 ADC0809引脚图…………………………………………………………12
图 3-5 ADC0808/0809工作时序…………………………………………………14
图 3-6 共阴极数码管原理图与实物图……………………………………………15
图 4-1 霍尔元件基本电路………………………………………………………16
图 4-2 旋转传感器磁体设立………………………………………………………16
图 4-3 放大器原理图………………………………………………………………17
图 4-4 系统时钟电路………………………………………………………………18
图 4-5 复位电路………………………………………………………………………18
图 4-6 A/D接口电路…………………………………………………………………19
图 4-7 LED接口电路………………………………………………………………21
图 4-8 报警电路……………………………………………………………………21
图 5-1 程序构造图…………………………………………………………………22
图 5-2 主程序流程图…………………………………………………………………23
图 5-3 A/D转换程序及流程图 ……………………………………………………24
图5-4 显示程序及流程图…………………………………………………25
图 5-5 报警程序及流程图…………………………………………………………26
图 6-1 RC滤波电路………………………………………………………………27

表格清单

表3-1 P3口各位第二功能…………………………………………………………………9
表3-2 VST和D1D0关系…………………………………………………………11
表3-3 地址信号与选中通道关系……………………………………………13
表3-4 八段LED数码显示管字型码表…………………………………………15

引言

流量是当代工业测量过程中一种重要参数，人类对流体测量具备悠久历史。流量检测发展可追溯到古代水利工程和都市供水系统，古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民饮用水水量；公元前10左右古埃及用堰法测量古尼罗河流量；国内知名都江堰水利工程应用宝瓶口水位观测水量大小等等。流量仪表应用范畴很广，在工业生产、能源计量、环保工程、交通运送、生物技术、科学实验领域均有涉及。
为了适应各种用途，各种类型流量计相继问世，投入使用类型有上百种。依照其测量办法和构造原理大体分为差压式流量计、浮子流量计、容积式流量计、电磁流量计、涡街流量计、科里奥利质量流量计、超声流量计、插入式流量计等。
20世纪随着各领域对流量测量需求牵引，使得流量计得到迅速发展，特别是微电子技术迅速发展，为流量计制造技术提供各种新型元器件，进一步推动了流量计从机械式向智能化、模块化发展。新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件开发应用，使得流量计测量精确度越来越高，流量测量范畴越来越广。同步流量计对测量介质规定在减少，合用范畴也越来越宽，智能化限度及可靠性得到了很大提高。
本设计中，将基于单片机技术，进行一款可对流量进行实时检测，并具备上下限报警功能涡轮流量计设计，该产品可实现对管道内天然气流量实时检测。

第1章 绪论

1.1 选题背景和意义

流量就是在单位时间内流体通过一定截面积量。这个量用流体体积来表达，称为瞬时体积流量，简称体积流量；用流量质量来表达称为瞬时质量流量，简称质量流量。这一段时间内流体体积流量或质量流量累积值称为累积流量。
对在一定通道内流动流体流量进行测量统称为流量计量。流量测量流体是多样化，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体温度、压力、流量均有较大差别，规定测量精确度也各不相似。因而，流量测量任务就是依照测量目，被测流体种类、流动状态、测量场合等测量条件，研究各种相应测量办法，并保证流量量值对的传递。
流量测量在热电生产、石油化工、食品卫生等工业领域具备广泛应用。随着传感器技术，微电子技术、单片机技术发展，为气体流量精准测量提供了新手段。充分运用单片机丰富硬件资源，配以恰当检测接口电路，可精准测量由涡街流量传感器或电磁流量传感器输出代表流量大小脉冲信号，以及气体在本地状态下压力、温度等模仿电压信号。由软件计算出流量，以简朴硬件构造实现了一种高可靠性、高精度、多功能气体流量检测系统。工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视和控制。对流体流量进行对的测量和调节是保证生产过程安全经济运营、提高产品质量、减少物质消耗、提高经济效益、实现科学管理基本。
通过对本课题研究，训练综合运用已学课程基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。对流体流量进行对的测量和调节是保证生产过程安全经济运营、提高产品质量、减少物质消耗、提高经济效益、实现科学管理基本。流量检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。人们为了控制大气污染，必要对污染大气烟气以及其她温室气体排放量进行监测；废液和污水排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必要对废液和污水进行解决，对排放量进行控制。于是数以百万计烟气排放点和污水排放口都成了流量测量对象。同步在科学实验领域，需要大量流量控制系统进行仿真与实验。

1.2 国内外研究现状及发展趋势

17世纪托里拆利奠定差压式流量计理论基本，这是流量测量里程碑。自那后来，18、19世纪流量测量许多类型仪表雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、都市公用事业对流量测量需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术奔腾发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手难题可望获得解决。
国内近代流量测量技术发展比较晚，早起所需流量仪表均从国外进口。中华人民共和国流量仪表制造业从上世纪30年代中期以仪表修配开始，到解放先后在上海、天津等沿海地区形成了当代流量仪表民族工业。到改革开放前，经历了仿制、统一设计、自行研究开发过程，当前已近初具规模，基本上能满足中档水平流量仪表需要。改革开放以来又经历了技术引进，与国际先进技术公司合资、合伙，仪表性能和水平有了很大提高。近年国际主流公司纷纷在中华人民共和国建立生产基地，既增强了研发能力也增添了竞争因素，当前国内流量计产品已很全面，基本覆盖所有行业，满足各行业产生需要，技术革新较快，但在产品生产工艺上依然有很大提高空间。
流量显示仪表发展通过了机械运算记录图表式，模仿运算机械计数式，简朴逻辑运算数显示和微解决器运算及多功能数字显示四个过程。自从单片机浮现后，各种各样智能流量显示仪不断浮现，取代了原有老式机械式或者纯模仿、数字电路构成流量显示仪。智能流里显示仪以单片机为核心可以进行各种流最计算、累加、显示等功能。流量显示仪具备使用以便、工作可靠、可进行补偿计算等长处。从上世纪80年代以来，各种智能流量显示仪就不断浮现，功能也不断拓展、完善。智能流量显示仪正朝着低功耗、智能化、网络化、多功能方向发展。详细来说，智能流量显示仪可以实现流量及其他信号采集、流量计算累加及补偿计算、数据示、数据远程传愉及打印等功能。依照顾客不同需要，开发人员可以设计出具备不同功能智能流量显示仪，软件编程非常灵活。

1.3 研究内容及需解决问题

本文重要研究是基于单片机流量检测系统设计，实现对管道内天然气流量检测，并将流量值实时显示在LED数码管上，且如果流量值超过上下限范畴，即调用报警系统，实现声光报警。
本文详细阐述了该设计详细方案，重要解决系统总体设计，硬件电路设计以及系统软件设计。其中硬件电路设计涉及单片机最小系统、流量传感器设计、放大器设计、AD转换器接口设计、LED显示接口设计、报警器设计等，软件设计涉及主程序、信号采集与AD转换程序、显示程序及报警程序。由于实际应用中传感器输出信号比较薄弱，易受到内部干扰及外部干扰影响，因此在设计结尾描述了某些抗干扰办法。
一种产品详细设计是复杂与艰巨，设计好坏直接影响到工业生产效率和安全。在设计过程中遇到每个难点都得一一克服，而本设计难点在于如何设计简朴易行流量传感器，各芯片如何应用与合理搭接，而软件编写如何简洁无误也是一种难点，在实际设计中不断克服改进，力求方案可行性。

第2章 流量传感器

2.1 流量计分类

流量测量办法和仪表种类繁多,分类办法也诸多。至今为止,可供工业用流量仪表种类达60种之多。品种如此之多因素就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都合用流量仪表。
这60各种流量仪表,每种产品均有它特定合用性,也均有它局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
总量表测量一段时间内流过管道流量,是以短暂时间内流过总量除以该时间商来表达,事实上流量计普通亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因而,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
按照当前最流行、最广泛分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，如下分别阐述各种流量计原理、特点、应用概况及国内外发展状况。
1.涡轮流量计
涡轮流量计，是速度式流量计中重要种类，它采用多叶片转子(涡轮) 感受流体平均流速，从而推导出流量或总量仪表。普通它由传感器和显示仪两某些构成，也可做成整体式。
涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳产品，作为十大类型流量计之一，其产品己发展为多品种、多系列批量生产规模。
2.涡街流量计
涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列游涡仪表。涡街流量计按频率检出方式可分为：应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
涡街流量计是属于最年轻一类流量计，但其发展迅速，当前成为通用一类流量计。
3.电磁流量计
电磁流量计是依照法拉弟电磁感应定律制成一种测量导电性液体仪表。电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其他流量计不易应用问题，如脏污流、腐蚀流测量。70、80 年代电磁流量在技术上有重大突破，使它成为应用广泛一类流量计，在流量仪表中其使用量百分数不断上升。
4.差压式流量计
差压式流量计是依照安装于管道中流量检测件产生差压，已知流体条件和检测件与管道几何尺寸来计算流量仪表。
5.浮子流量计
浮予流量计，又称转予流量计，是变面积式流量计一种，在一根由下向上扩大垂直锥管中，圆形横截面浮子重力是，由液体动力承受，从而使浮子可在锥管内自由地上升和下降。浮予流量计是仅次于差压式流量计应用范畴最辽阔一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重作用。
6.容积式流量计
容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD 流量计，在流量仪表中是精度最高一类。它运用机械测量元件把流体持续不断地分割成单个已知体积某些，依照测量室逐次重复地布满和排放该体积某些流体次数来测量流体体积总量。容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。
7.超声流量计
超声流量计是通过检测流体流动对超声束( 或超声脉冲) 作用以测量流量仪表。依照对信号检测原理超声流量计可分为传播速度差法( 直接时差法、时差法、相位差法和频差法) 、波束偏移法、多普勒法、互有关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和电磁流量计同样，因仪表流通通道未设立任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出长处，近年来它是发展迅速一类流量计之一。

2.2 涡轮流量计构造与原理

涡轮流量计：气体涡轮流量计是一种速度式流量计，如图2-1所示。它是由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表构成；被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮转速随流量变化而变化，即流量大，涡轮转速也大，再经磁电转换装置把涡轮转速转换为相应频率电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，依照单位时间内脉冲数和合计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。涡轮变送器工作原理是当流体沿着管道轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有kQ = f ，其中：Q 是流经变送器流量（L/s）；f 是电脉冲频率（Hz）；k 是仪表系数（次/升）。管道内流体力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转同步，叶片周期性地切割电磁铁产生磁力线，变化线圈磁通量。依照电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动电势信号，此脉动信号频率与被测流体流量成正比，k 是涡轮变送器重要特性参数，它是代表每立方米流量有几种脉冲，或者每升流量有几种脉冲，不同仪表有不同k。涡轮变送器输出脉冲信号，经前置放大器放大后，送入显示仪表，就可以实现流量测量。依照单位时间内脉冲数和累积脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。

图2-1 涡轮流量传感器构造图
2.3 涡轮流量计特点

在各种流量计中涡轮流量计、容积式流量计是可以得到最佳重复性少数仪表。两者相比，涡轮流量计又具备自己特点，如构造简朴、加工零部件少、质量轻、维修以便、成本低特点。涡轮流量计还具备测量精确度高、测量范畴广、压力损失小、惰性小、温度范畴广及数字信号输出等长处。像这样技术参数其她流量计则是难以达到。因而涡轮流量计在工业上应用最广泛，发展最迅速。除了在石油、化工、电力工业中用来测量水、油品、燃气等管流流量及食品工业中测量牛奶、酒类等流量外，由于其兼有测量精确度高和重复性好特点，故还可以作为校验其他流量计原则表。涡轮流量计虽有诸多长处，但由于涡轮必要与流体接触并转动，因而对被测流体干净度规定高。流体温度、粘度、密度对仪表批示值也有较大影响。并且由于有转动部件，会带来轴承磨损，使仪表使用年限受到影响。因而，必要注意依照被测流体详细状况恰当选取变送器型式及其附属设备，如附加恰当过滤器等保护设备。应当指出，随着新材料、新工艺发展，仪表转动某些耐磨性、变送器维修性能和寿命正在不断提高；随着对涡轮流量计粘度修正问题研究不断进一步以及测量线路完善和微应用，涡轮流量计可以以便和精确得进行各种参数修正，显示仪表性能也将更臻完善当前生产双涡轮流量计，由于变送器内串联两个涡轮，可以互相校核，从而提高了仪表使用可靠性，受到好评。可以预言，随着涡轮流量计构造和性能不断完善，以及高性价比，它将在各个领域中越来越广泛得到应用，在流量测量和原则传递中发挥更大作用。

第三章 系统工作原理

3.1 总体设计

由流量传感器采集流量信息，然后通过AD转换器将持续模仿信号离散化后传给单片机。单片机在系统软件控制作用下，对输入数据进行分析，向外部输出控制信号，实现LED显示。LED数码管显示动态流量，同步，若流量超过上下限范畴，报警电路产生声光报警信号，提示流量不在正常范畴内，需采用相应控制。系统软件重要涉及主程序，显示程序等供主程序调用子程序。主程序实现系统总体功能，子程序实现相应详细功能。系统硬件构造图如图3-1所示。

图3-1 系统硬件构造图

3.2 工作原理
被测流体流经涡轮流量传感器时，传感器内叶轮借助于流体动能而产生旋转，周期性变化磁电感应转换系统中磁阻值，使通过线圈磁通量周期性发生变化而产生电脉冲信号。在一定流量范畴下，叶轮转速与流体流量成正比，即电脉冲数量与流量成正比。该脉冲信号经放大器放大后送至二次仪表进行流量和总量显示或积算。
在测量范畴内，传感器输出脉冲总数与流过传感器体积总量成正比，其比值称为仪表常数，以K (次/L)表达。每台传感器都通过实际标定测得仪表常数值。当测出脉冲信号频率f 除以仪表常数K便可求得瞬进流量q(L/s)。即q=f/K。流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模仿电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机将信号以数字形式在LED数码管上显示。

3.3 元器件选取

3.3.1 单片机

当前在市场常用有PHILIPS、SIEMENS、INTEL、ATMEL等公司生产100各种型号80C51系列单片机。此类单片机具备集成度高，性能价格比优越特点，在上业测量控制领域内获得极为广泛应用。
AT89C51属于MCS-51系列单片机，在MCS-51系列中，各类单片机是互相兼容，只是引脚功能略有差别。T89C51采用INTEL内核技术，结合ATMEL公司闪存技术制造，性能稳定可靠，在程序不太复杂状况下，无需扩展外部存储器，因而，对于追求可靠性，追求体积轻巧灵便产品而言，则显得尤为重要。这也是在课题中采用此产品，而没有采用16位或准16位单片视一种重要因素。
AT89C51是一种带4K宇节闪速可编程可擦除只读存储器(PEROM)低功耗、高性能CMOS8位微控制器。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，AT她L
89C51是一种高效微控制器，为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高而价廉方案。
AT89C51有4个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同步内含2个外中断口，
3个16位可编程定期计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线。其引脚排列图如图3-2所示。AT89C51可以按照常规办法进行编程，也可以在线编程。其将通用微解决器和Flash存储器结合在一起，特别是可重复擦写Flash存储器可有效地减少开发成本。

图3- 2 AT89C51引脚图

AT89C5140个引脚共分为端口线、电源线和控制线三类。
1．端口线（4×8=32条）
8051共有四个并行I/O端口，每个端口均有八条端口线，用于传送数据/地址。由于每个端口构造各不相似，因而它们在功能和用途上差别颇大。现对它们综述如下：
①P0.7—P0.0：这组引脚共有八条，为P0口所专用，其中P0.7为最高位，P0.0为最低位。这八条引脚共有两种不同功能，分别使用于两种不同状况之下。第一种状况是AT89C51不带片外存储器，P0口可以作为通用I/O口使用，P0.7—P0.0用于传送CPU输入/输出数据。这时，输出数据可以得到锁存，不需要外接专用锁存器，输入数据可以得到缓冲，增长了数据输入可靠性。第二种状况是AT89C51带片外存储器，P0.7—P0.0在CPU访问片外存储器时先是用于传送片外存储器低8位地址，然后传送CPU对片外存储器读写数据。
②P1.7—P1.0：这八条引脚和P0口八条引脚类似，P1.7为最高位，P1.0为最低位。当P1口作为通用I/O使用时，P1.7—P1.0 功能和P0口第一功能相似，也用于传送顾客输入输出数据。
③P2.7—P2.0：这组引脚第一功能和上述两组引脚第一功能相似，即它可以作为通用I/O使用。它第二功能和P0口引脚第二功能相配合，用于输出片外存储器高8位地址，共同选中片外存储器单元，但并不能像P0口那样还可以传送存储器读写数据。
④P3.7—P3.0：这组引脚第一功能和别的三个端口第一功能相似。第二功能作控制用，每个引脚并不完全相似，如表3-1所示。

表3-1 P3口各位第二功能
P3口位
第二功能
注释
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD

T0
T1

串行数据接受口
串行数据发送口
外中断0输入
外中断1输入
计数器0计数输入
计数器1计数输入
外部RAM写选通信号
外部RAM读选通信号

2．电源线（2条）
VCC为+5V电源线，VSS为接地线。
3．控制线（6条）
①ALE/：地址锁存容许/编程线，配合P0口引脚第二功能使用。在访问片外存储器时，8051CPU在P0.7—P0.0引脚线上输出片外存储器低8位地址同步还在ALE/线上输出一种高电位脉冲，