潘琦濤

摘 要：電路設(shè)計很大程度上影響現(xiàn)代信息化設(shè)備的功能，單片機及其傳感器同樣受此影響?；诖耍疚囊詓tc89c52單片機和傳感器的電路特點作為切入點，予以簡述，再以此為基礎(chǔ)，通過仿真實驗的方式對其電路功能進行測試，以測試結(jié)果為基礎(chǔ)，給出研究基本結(jié)論，以期通過分析為stc89c52單片機的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：stc89c52單片機；傳感器；電壓范圍；節(jié)電模式

前言：stc89c52單片機是一種CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器，能耗低且可靠性理想。該單片機使用MCS-51內(nèi)核，保留了基本功能的同時，為眾多嵌入式控制系統(tǒng)提供了靈活、有效的解決方案。電路設(shè)計上的卓越性是stc89c52單片機具有廣泛適用性的基礎(chǔ)，針對其特點進行分析意義突出。

1.stc89c52單片機和傳感器的電路特點

1.1電壓范圍

stc89c52單片機分為兩種類型，即5V單片機、3V 單片機，二者具有不同的使用范圍，其電路特點帶有相同性，即額定工作電壓是范圍性的。5V的stc89c52單片機，工作電壓為5.5V～3.3V；3V的stc89c52單片機，工作電壓為3.8V～2.0V。以5V單片機為例，其傳感器的電路設(shè)計十分簡潔，采用串聯(lián)方式作為主要工作框架，設(shè)備啟動后，電流直接借助線路送達傳感器處，即便因環(huán)境特殊導(dǎo)致電壓不穩(wěn)、波動較大，串聯(lián)模式下的供電作業(yè)也是持續(xù)的（電壓極小、極大的情況除外），使傳感器能夠繼續(xù)收集信息，stc89c52單片機也能繼續(xù)應(yīng)用于各終端，持續(xù)進行分布式的控制，這是其電路設(shè)計中電壓具有范圍特點的主要優(yōu)勢[1]。

1.2電流與補償

stc89c52單片機本身不能產(chǎn)生電流，也無法進行任何有功或者無功補償，其上述功能的實現(xiàn)主要依托自適應(yīng)能力。當(dāng)嵌有stc89c52單片機的設(shè)備開始工作時，傳感器是同步啟動的，當(dāng)電能充足時，傳感器在串聯(lián)模式下獲取足夠的電能，可常規(guī)進行各項信息收集工作，當(dāng)設(shè)備電能不足時，單片機的識別系統(tǒng)可以進行工作參數(shù)調(diào)整，更改電路的工作參數(shù)，降低電路中不必要結(jié)構(gòu)的電能消耗，將電能集中提供給傳感器。這一設(shè)計充分利用了stc89c52單片機自身的智能化特點，保持電路基本性能變化的情況下，對其進行智能化改造，提升實用性[2]。

1.3節(jié)電模式與保護

節(jié)電模式是stc89c52單片機電路設(shè)計上的一次創(chuàng)新，此前大部分單片機的工作參數(shù)、工作模式是固定的，電能的消耗態(tài)勢無法進行改變。在stc89c52單片機中，當(dāng)傳感器發(fā)現(xiàn)目前無工作需求時，可將該信息傳遞給單片機內(nèi)的邏輯控制部分，使單片降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，系統(tǒng)默認(rèn)進行節(jié)電待用模式，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作，保持設(shè)備基本性能的同時，實現(xiàn)了電能的合理分配。該模式的電路設(shè)計上，存儲部分和工作部分實際上處于并聯(lián)狀態(tài)，可保證其中一個模塊失效的情況下，另一個模塊繼續(xù)工作，保護工作資料。當(dāng)兩個模塊全部損壞，stc89c52單片機振蕩器被凍結(jié)，也可以避免過電流導(dǎo)致設(shè)備損壞的問題，利用電路的并聯(lián)設(shè)計和保護設(shè)計提升工作安全。

2.stc89c52單片機和傳感器電路測試

2.1模擬對象和指標(biāo)

通過計算機建立模擬實驗，測試stc89c52單片機電路的工作性能。模擬對象為嵌入于某探測器中的5Vstc89c52單片機。其工作參數(shù)為：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器。采用參數(shù)調(diào)整法進行實驗，可變參數(shù)為電流、電壓以及單片機內(nèi)的工作系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)，觀察指標(biāo)為不同電流、電壓參數(shù)下傳感器能否正常工作，同時對信息的記錄完整性進行評估。

2.2實驗過程

實驗共分為四組：

第一組為電流組，默認(rèn)該5Vstc89c52單片機的工作系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)性能良好，且系統(tǒng)工作電壓穩(wěn)定。不斷調(diào)整電流，使其處于波動狀態(tài)，共進行30次實驗，分析傳感器能否正常工作，并對信息的記錄完整性進行評估。

第二組為電壓組，默認(rèn)該5Vstc89c52單片機的工作系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)性能良好，且系統(tǒng)工作電流穩(wěn)定。不斷調(diào)整電壓，使其處于波動狀態(tài)，共進行30次實驗，分析傳感器能否正常工作，并對信息的記錄完整性進行評估。

第三組為存儲問題組，默認(rèn)該5Vstc89c52單片機的工作系統(tǒng)性能良好，且系統(tǒng)工作電流、電壓穩(wěn)定。破壞存儲系統(tǒng)參數(shù)，使其處于異常狀態(tài)，共進行30次實驗，分析傳感器能否正常工作，并對信息的記錄完整性進行評估。

第四組為工作問題組，默認(rèn)該5Vstc89c52單片機的存儲系統(tǒng)性能良好，且系統(tǒng)工作電流、電壓穩(wěn)定。破壞工作系統(tǒng)參數(shù)，使其處于異常狀態(tài)，共進行30次實驗，分析傳感器能否正常工作，并對信息的記錄完整性進行評估。

2.3結(jié)果與分析

實驗所獲結(jié)果如表1所示：

從結(jié)果上看，電流組和電壓組分別出現(xiàn)了2次、3次傳感器工作異常，存儲問題組也出現(xiàn)了2次工作異常，工作問題組傳感器完全無法工作。其信息記錄的完整性與問題發(fā)生率呈現(xiàn)正相關(guān)。這表明stc89c52單片機傳感器的電路特點能夠滿足大部分情況下的工作需要，但應(yīng)進一步提升智能化水平、改善適應(yīng)能力，從而應(yīng)對更多問題。

總結(jié)：綜上，stc89c52單片機和傳感器的電路特點體現(xiàn)在三個方面，即電壓范圍性、電流與補償機制、節(jié)電模式與保護，這是其廣泛適用性的基礎(chǔ)。對stc89c52單片機和傳感器電路進行測試，可發(fā)現(xiàn)其能夠完成多種不同環(huán)境下的常規(guī)作業(yè)，可以考慮進一步提升智能化水平，以應(yīng)對更復(fù)雜的工作需要，提升實用價值。

參考文獻：

[1]王瑜，宋文學(xué)，楊武成，等.基于STC89C52單片機的多通道扭矩?zé)o線傳輸系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2018，26（22）：185-189.

[2]盛彬，張楠.STC89C51單片機在智能路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（20）：239.