单片机控制的三相全控桥触发系统设计说明书

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1、 . 本科生毕业设计说明书题 目：单片机控制的三相全控桥触发系统设计67 / 72单片机控制的三相全控桥触发系统设计摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保，和人们日常生活的各个领域，进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛，因此对电力电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中，一些技术先进的国家，经过电力电子技术处理的电能己达到总电能的一半以上。本文主要介绍基于MCS51系列单片机AT89C52芯片控制的三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理与控制电路，软件部分由C51高级语言编程。具体运行由工频三相电压经变压器后在芯片控制

2、下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的SCR可控硅整流为直流电给负载供电。此种控制方式其主要优点是输出波形稳定和可靠性高抗干扰强的特点。触发电路结构简单，控制灵活，温度影响小，控制精度可通过软件补偿，移相围可任意调节等特点，目前已获得业界的广泛认可。并将在很多的工业控制中得到很好的运用。关键词：晶闸管 MCS51单片机 触发角 同步信号 The single-chip microcomputer control 3-phases full controlled trigger system designAbstractThe application of electronic techn

3、ology has deep into the agricultural economic construction, transportation, space technology, national defense modernization, medical, environmental protection, and Peoples Daily life in all areas, enter the new century power electronic technology, so more widely in power electronic technology resea

4、rch is more important. In recent years, more and more application in the national power electronics industry, some advanced technologies of the country, after processing of electric power electronic technology has reached more than half the total energy. This paper mainly introduces the MCU based on

5、 MCS - 51 series three-phase AT89C52 chip controlled rectifier bridge type all control circuit and the circuit principle of trigger circuit and control circuit and software consists of senior programming language C51. Specific operation by frequency voltage transformer in the three-phase after under

6、 control chip at different moments of the pulse signal to control the SCR silicon rectifier is corresponding to load power DC. The control mode is the main advantages of high stability and reliability of output waveform characteristics of strong anti-jamming. Trigger circuit structure is simple, fle

7、xible control, temperature, control accuracy can be compensated by software, can adjust arbitrarily limits have won the wide recognition. And in many industrial control will get to good use.Keywords: thyrister MCS - 51 single-chip Microcontrollertriggering Angle synchronous signal目 录摘要Abstract第一章 引言

8、111 研究背景和意义1 111 晶闸管的发展现状1112 电力电子技术的前景2113 晶闸管的应用2第二章 三相可控整流电路晶闸管的介绍521 三相桥式整流电路晶闸管的特征5211 晶闸管的开关特点5 212 晶闸管的几种导通方式6213 晶闸管的基本特性6214 晶闸管的触发6第三章 三相桥式全控整流电路731 三相桥式全控整流电路电阻性负载732 三相桥式全控整流电路电感性负载12第四章 AT89C52芯片介绍1641 AT89C52主要性能参数1642 AT89C52引脚与部器件功能说明17第五章 控制系统原理4551 系统结构框图4552 触发器硬件组成4553移相触发脉冲的控制原理

9、47第六章 系统硬件电路器件选择5061 晶闸管的参数与其选择50611 晶闸管与平波电抗器50612 晶闸管的保护5162 具体器件的计算与选择52第7章 软件设计5871 触发脉冲控制软件的设计5872 软件控制程序清单57数码显示 仿真结论65致66参考文献67第一章 引 言1.1 研究背景和意义基于AT89C52单片机的三相整流控制系统。是应用于电力领域的电子技术，即使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。111晶闸管的发展现状晶闸管出现前的时期，用于电力变换的电子技术已经存在：1904年出现了电子管(Valve)，能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术

10、之先河。后来出现了水银整流器（Mercury-vapour thyratrons），其性能和晶闸管很相似。在30年代到50年代，是水银整流器发展迅速并大量应用的时期。它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以与轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电。各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的理论己经发展成熟并广为应用。在晶闸管出现以后的相当一段时期，所使用的电路形式仍然是这些形式。交流电变为直流电的方法除水银整流器外，还有发展更早的电动机一直流发电机组，即变流机组。和旋转变流机组相对应，静止变流器的称呼从水银整流器开始并沿用至今。1947年美国贝尔实验室发明晶体管（Transistor），引发了

11、电子技术的一场革命；晶闸管（1957年）SCR（Silicon Controlled Rectifier）可通过门极控制开通，但通过门极不能控制关断，属于半控型器件目前由于其能承受的电压、电流容量仍是目前器件中最高的，而且工作可靠，所以许多大容量场合仍大量使用。112 电力电子技术的前景电力电子器件发展的目标是：大容量、高频率、易驱动、低损耗、小体积（高芯片利用率）、模块化。新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开关损耗，如软开关技术；通过谐振电路使得器件在零电压（ZVS）或零电流（ZCS）的状态下进行开关。电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智能化的方向发展。113 晶闸管的应用一般工

12、业：直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置；近年来电力电子变频技术的迅速发展，使交流电机的调速性能可与直流电机媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。几百W到数千KW的变频调速装置，软起动装置等；电化学工业大量使用直流电源，如电解铝、电解食盐水等。冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源与直流电弧炉电源等场合，需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。交通运输：电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不

13、开电力电子技术电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，近年来交流变频调速成为主流。电力系统：电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用。最终用户在使用电能时常常需要进行预处理。如降压、滤波、无功补偿等；据估计，发达国家在用户最终使用的电能中有60以上至少经过一次电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技

14、术之一。毫不夸地说，离开电力电子技术，电力系统的现代化是不可想象的直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置近年发展起来的柔性交流输电可以大幅度提高电网输电能力和稳定性；手段：快速、精确、连续地控制大容量有功和无功等参数实现对系统潮流变化、功率流向、输送能力、阻尼振荡的性能加以改进和提高。如有源滤波器（APF Active Power Filter）一可进行用户端的无功补偿和谐波抑制。不间断电源（UPS）和各种开关电源：这一类的应用最为普遍各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流

15、电源，现在己改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在己逐渐取代了线性电源。家用电器：照明在家用电器中有卜分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯和日光灯变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子之一。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。新能源的开发和利用：传统的发电方式

16、是火力发电、水力发电以与后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源与新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学

17、实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。第二章 三相可控整流电路晶闸管的介绍21 三相桥式整流电路晶闸管的特征211 晶闸管的开关特点：（1） 当SCR的阳极和阴极电压UAK0，即EA下正上负，无论门极G加什么电，SCR始终处于关断状态。 （图21）（2）当UAK0时，只有EGK0,SCR才能导通。说明SCR具有正向阻断能力。 （3）SCR一旦导通，门极G将失去控制作用，即无论EG如何，一均保持导通状态。SCR导通后的管压降为1V左右，主电路中的电流I由R和RW以与EA的大小决定。（4）当UAK0时，无论SCR原来的状态，都会使R熄灭，即此时SCR关断。其实，在

18、I逐渐降低（通过调整RW）至某一个小数值时，刚刚能够维持SCR导通。如果继续降低I，则SCR同样会关断。该小电流称为SCR的维持电流。综上所述：SCR导通条件: UAK0同时UGK0，由导通关断的条件：使流过SCR的电流降低至维持电流以下。（一般通过减小EA，直至EA0来实现。）212 晶闸管的几种导通方式：（1）正常触发导通：UAK0，同时UGK0。（2）阳极电压作用：当UAK上升至某个大数值，使V2的漏电流由于雪崩效应而加大，同时由于正反馈而使漏电流放大，最终使SCR饱和导通。（3）dUdt作用：如果UAK以高速率上升，则在中间结电容上产生的电流可以引起导通。（4）温度作用：温度上升，V1

19、，V2的漏电流加大，引起导通。（5）光触发：当强光直接照射在硅片上，产生电子空穴对，在电场的作用，产生触发SCR的电流。目前，有一些场合使用这种方式来触发SCR，如高压直流输电（HVDC）。这种方式可以保证控制电路和主电路之间有良好的绝缘。这种SCR又称为光控晶闸管（Light Triggered ThyristorLTT）。213 晶闸管的基本特性：（1）承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。（4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以。从这个角度

20、可以看出，晶闸管是一种电流控制型的电力电子器件。214 晶闸管的触发：（1）作用：产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。（2）广义上讲，晶闸管触发电路还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路。（3）晶闸管触发电路应满足下列要求：触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通门极电流应大于擎住电流；触发脉冲应有足够的幅度；不超过门极电压、电流和功率，且在可靠触发区域之；应有良好的抗干扰性能、温度稳定性与与主电路的电气隔离。三相全桥按负载不同可分为带电阻和带电感负载，以下分别讨论这两种负载的区别。第三章 三相桥式全控整流电路31 三相桥式全控整流电路电阻性负载（图31三相桥式全控整

21、流电路原理图）三相全桥的特点： 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时使用三相整流电路。 应用最为广泛。 共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）。 共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）。 注意编号顺序：1、3、5和4、6、2，一般不特别说明，均采用这样的编号顺序。 由于零线平均电流为零，所以可以不用零线。对于每相二次电源来说，每个工作周期中，即有电流，也有负电流，所以不存在直流磁化问题，提高了绕组利用率。1 三相桥式全控整流电路带电阻负载=0时的情况图32 三相桥式全控整流电路（带电阻负载=0时的波形）1）带电阻负载时的工作情况（1）=0时

22、的情况对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通。对于共极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通。任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR处于导通状态。其余的均处于关断状态。触发角的起点，仍然是从自然换相点开始计算，注意正负方向均有自然换相点。从线电压波形看，Ud为线电压中最大的一个，因此Ud波形为线电压的包络线。表33三相桥式全控整流电路电阻负载=0时晶闸管工作情况 时段共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压UdUaUb=UabUaUc=UacUbUc=UbcU

23、bUa =UbaUcUb=UcaUcUb =Ucb（2）三相桥式全控整流电路的特点：（三相全桥） 两个同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个导通，且不能为同相的两个否则没有输出。 对触发脉冲的要求： 按VT1VT2VT3VT4VT5VT6的顺序，相位依次差60。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。 Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为6脉波整流电路。 需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲（采用两种方法：一种

24、是宽脉冲触发（大于60）。 另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的6个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔60就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：VT1，VT2VT2，VT3VT3，VT4VT4，VT5VT5，VT6VT6，VT1VT1，VT2，不断重复。 晶闸管承受的电压波形与三相半波时一样，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也一样为：UFM =URM=2.45 U22 三相桥式全控整流电路带电阻负载=30时的情况图34 三相桥式全控整流电路（带电阻负载=30时的波形）晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成的每一段线电压因此推迟30。从Ut1开始把一周

25、期等分为6段，Ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表3-3的规律。变压器二次侧电流iu波形的特点：在VT1处于通态的120期间，iu为正，iu波形的形状与同时段的Ud波形一样，在VT4处于通态的120期间，iu波形的形状也与同时段的Ud波形一样，但为负值。3 三相桥式全控整流电路带电阻负载=60时工作情况Ud波形中每段线电压的波形继续后移，平均值继续降低。=60时Ud出现为零的点。（因为在该点处，线电压为零）4 三相桥式全控整流电路带电阻负载60时工作情况当60时，如=90时电阻负载情况下的工作波形如图35所示：图35三相桥式全控整流电路带电阻负载=90时的波形小结 当6

26、0时，Ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与Ud波形一样，也连续； 当60时，Ud波形每60中有一段为零，Ud波形不能出现负值； 带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相围是120。32 三相桥式全控整流电路电感性负载1 三相桥式全控整流电路电感性负载时的工作情况：当60时：Ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压Ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样；区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流波形不同。电感性负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图36三相桥式全

27、控整流电路带电感性负载=0时的波形图37三相桥式全控整流电路带电感性负载=30时的波形图38三相桥式全控整流电路带电感性负载=60时的波形图39三相桥式全控整流电路带电感性负载=90时的波形（1）当60时：电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同，Ud时波形不会出现负的部分，而电感性负载时，由于电感L的作用，Ud波形会出现负的部分；带电感性负载时，三相桥式全控整流电路的角移相围为90。因为在=90时，Ud波形上下对称，平均值为零。（2）基本参数关系当整流输出电压连续时（即带电感性负载或带电阻负载60时）的平均值为：Ud=U2Sintd(t) =2.34U2cos 带电阻负载且60时，整流电压平均

28、值为：Ud=U2Sintd(t) =2.34U2 1cos ()输出电流平均值为：Id =2 三相桥式全控整流的电流有效值当三相整流变压器供电，变压器次级接为星形，初级接三角形以减少三次谐波的影响，带电感性负载时，变压器二次侧电流波形，为正负半周各宽120前沿相差180的矩形波，其有效值为：I2=Id=0.816 Id晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势电感性负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均一样，仅在计算Id时有所不同，接反电动势电感性负载时的Id为：Id =（式中和分别为负载中

29、的电阻值和反电动势的值）小结：变压器二次侧每相有两个匝数一样、极性相反（同名端相反）的绕组。分别构成a、b、c和-a、-b、-c两组。电路中设置了平衡电抗器来保证两组三相半波电路能同时导电，每相的触发脉冲，从第一个正自然换相点开始计算起，分别为1、3、5和2、4、6。这样，在不同的时刻导通的SCR分别为6，1、1，2、2，3、3，4、4，5、5，6、6，1。实际上，通过每个时刻的等效电路，发现和分析变压器漏感作用时的电路十分类似，输出电压Ud的瞬时电压为导通两相电压瞬时值的平均值。第四章 AT89C52芯片介绍AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8K

30、bytes的制度程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM）,期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统与8052产品引脚兼容，片置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。41 AT89C52主要性能参数:与MCS-51产品指令和引脚完全兼容8K字节可冲擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存储器2568字节部RAM32个可编程I/O口线3个16位定时/计数器8个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式功

31、能特性概述：AT89C52提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256字节部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级终端结构，一个全双工串行通信口，片振荡与时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电模式。空闲方式停止CPU的工作，但是允许RAM，定时/计数器，串行通信口与中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。42 AT89C52引脚与部器件功能说明：VCC：电源电压GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O端口，也即地址/数据总线复用口。作为输出

32、口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或者程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接受指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P1写“1”，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。做输入口使用时，因为部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（I1L）。与AT89C51不同之处

33、是，P1.0 和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表1。Flash编程和程序校验期间，P1口接受低8位地址。P2口：P2口是一个带有部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。做输入口使用时，因为部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（I1L）。 在访问外部程序存储器器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（MOV

34、X R1）时，P2口输出P2锁存器的容。 Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口：P3口是一组带有部上拉电阻的8位双向I/O口。P3的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P3写“1”时，他们被外部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（I1L）。 P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：此外，P3口还接受一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG：当访问外部程序

35、存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C5

36、2由外部程序存储器取指令或数据时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的时：如果加密位LBI被编程，复位时部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc）端，CPU则执行部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上12V的编程允许电源Vpp，当然必须是该器件时使用12V编程电压Vpp。XTAL1：振荡器反相放大器的与部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。特殊功能寄存器：在

37、AT89C52片存储器中，80HFFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFE）,SFR的地址空间映象如表2所示。并非所有的地址都被定义，从80HFFH共128个字节只有一部分被定义。还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将是不确定的，而写入的数据也将丢失。不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的共功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。AT89C52除了有与AT89C51所有的定时/计数器0和定时/计数器1外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2的控制和状态位位于T2CON（参见表3）T2MOD（参见表4），寄存器对（

38、RCAO2H、RCAP2L）是定时器自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。中断寄存器：AT89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级。数据存储器： AT89C52有256个字节的部RAM，80HFFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址时一样的，但是物理上它们是分开的。 当一条指令访问7FH以上的部地址单元时，指令使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。例如，下面的

39、直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2口）地址单元。MOV 0A0H, #data间接寻址指令访问高128字节RAM，例如，下面的间接寻址指令中，R0的容为0A0H，则访问数据字节地址为0A0H，而不是P2口（0A0H）.MOV R0, #data堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128位数据RAM亦可作为堆栈区使用。定时器0和定时器1： AT89C52的定时器0和定时器1的工作与AT89C51一样。定时器2： 定时器2是一个16位定时/计数器。它既可以当定时器使用，也可以作为外部时间计数器使用，其工作凡是由特殊功能寄存器T2CON（如表3）的C/T2位选择。定时器2有三种工作方式：捕

40、获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON的控制位来选择，参见表4.定时器2由两个8位寄存器TH2和TL2组成，在定时器工作方式中，每个机器周期TL2寄存器的值加1，由于一个机器周期由12个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/12。在计数工作方式时，当T2引脚上外部输入信号产生由1至0的下降沿时，寄存器的值加1，在这种工作方式下，每个机器周期的5SP2期间，对外部输入进行采样。若在第一个机器周期中采到的值为1，而在下一个机器周期中采到的值为0，则在紧跟着的下一个周期的S3P1期间寄存器加1。由于识别1至0的跳变需要2个机器周期（24个振荡周期），因

41、此，最高计数速率为振荡频率的1/24。为确保采样的正确性，要求输入的电平在变化前至少保持一个完整周期的时间，以保证输入信号至少被采样一次。 捕获方式： 在捕获方式下，通过T2CON控制位EXEN2来选择两种方式。如果EXEN2=0,定时器2是一个16位定时器或计数器，计数溢出时，对T2CON的溢出标志TF2置位，同时激活中断。如果EXEN2=1，定时器2完成一样的操作，而当T2EX引脚外部输入信号发生1至0负跳变时，也出现TH2和TL2中的值分别被捕获到RCAP2H和RCAP2L中。另外，T2EX引脚信号的跳变使得T2CON中的EXF2置位，与TF2相仿，EXF2也会激活中断。捕获方式如图4所

42、示。自动重装载（向上或向下计数器）方式： 当定时器2工作于16位自动重装载方式时，能对其编程为向上或向下计数方式，这个功能可通过特殊功能寄存器T2CON（见表5）的DCEN位（允许向下计数）来选择的。复位时，DCEN位置“0”，定时器2默认设置为向上计数。当DCEN置位时，定时器2既可向上计数也可向下计数，这取决于T2EX引脚的值，参见图5，当DCEN=0时，定时器2自动设置为向上计数，在这种方式下，T2CON中的EXEN2控制位有两种选择，若EXEN2=0，定时器2为向上计数至0FFFFH溢出，置位TF2激活中断，同时把16位计数寄存器RCAP2H和RCAP2L重装载，RCAP2H和RCAP

43、2L的值可由软件预置。若EXEN2=1，定时器2的16位重装载由溢出或外部输入端T2EX从1至0的下降沿触发。这个脉冲使EXF2置位，如果中断允许，同样产生中断。当DCEN=1时，允许定时器2向上或向下计数，如图6所示。这种方式下，T2EX引脚控制计数器方向。T2EX引脚为逻辑“1”时，定时器向上计数，当计数0FFFFH向上溢出时，置位TF2，同时把16位计数寄存器RCAP2H和RCAP2L重装载到TH2和TL2中。T2EX引脚为逻辑“0”时，定时器2向下计数，当TH2和TL2中的数值等于RCAP2H和RCAP2L中的值时，计数溢出，置位TF2,同时将0FFFFH数值重新装入定时寄存器中。当定

44、时计数器2向上溢出或向下溢出时，置位EXF2位。波特率发生器: 当T2CON（表3）中的TCLX和RCLX置位时，定时/计数器2作为波特率发生器使用。如果定时/计数器作为发送器或接收器，其发送和接收的波特率可以是不同的，定时器1用于其它功能，如图7所示。若RCLX和TCLX置位，则定时器2工作于波特率发生器方式。波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿，在此方式下，TH2翻转使定时器2的寄存器用RCAP2H和RCAP2L中的16位数值重新装载，该数值由软件设置。在方式1和方式3中，波特率由定时器2的溢出速率根据下式确定：定时器既能工作于定时方式也能工作与计数方式，在大多数的应用中，时工作在定时方

45、式（C/T2=0）。定时器2作为波特率发生器时，与作为定时器的操作时不同的。通常作为定时器时，在每个机器周期（1/12振荡频率）寄存器的值加1，而作为波特率发生器使用时在每个状态时间（1/2振荡频率）寄存器的值加1。波特率的计算公式如下：式中（RCAP2H,RCAP2L）是RCAP2H和RCAP2L中的16位无符号数。定时器2作为波特率发生器使用的电路如图7所示：T2CON中的RCLK或TCLK=1时，波特率工作方式才有效。在波特率发生器工作凡是中，TH2翻转不能使TF2置位，故而不产生中断。但若EXEN2置位，且T2EX端产生由1至0的负跳变，则会使EXF2置位，此时并不能将（RCAP2H,

46、RCAP2L）的容重新装入TH2和TL2中。所以，当定时器2作为波特率发生器使用时，T2EX可作为附加的外部中断源来使用。需要注意的时，当定时器2工作于波特率发生器时，作为定时器运行（TR2=1）时，并不能访问TH2和TL2。因为此时每个状态时间定时器都会加1，对其读写将会得到一个不确定的数值。然而，对RCAP2则可读而不可写，因为写入操作将是重新装载，写入操作可能令写和/或重装载出错。在访问定时器2或RCAP2寄存器之前，应将定时器关闭（清除TR2）。可编程时钟输出： 定时器2可通过编程从P1.0输出一个占空比为50的时钟信号，如图8所示。P1.0引脚除了是一个标准的I/O口外，还可以通过编

47、程使其作为定时/计数器2的外部时钟输入和输出占空比50的时钟脉冲。当时钟振荡频率为16MHz时，输出时钟频率围为61Hz4MHz。当设置定时/计数器2为时钟发生器时，C/T2(T2CON.1)=0，T2OE(T2MOD.1)=1,必须由TR2（T2CON2）启动或停止定时器。时钟输出频率取决于振荡频率和定时器2捕获寄存器（RCAP2H,RCAP2L）的重新装载值，公式如下：在时钟输出方式下，定时器2的翻转不会产生中断，这个特性与作为波特率发生器使用时相仿。定时器2作为波特率发生器使用时，还可作为时钟发生器使用，但是需要注意的是波特率和时钟输出频率不能分开确定，这是因为它们同使用RCAP2H和R

48、CAP2L。UART: AT89C52的UART工作方式与AT89C51工作方式一样。中断: AT89C52共有6个中断向量：两个外中断（INT0和INT1），三个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断。所有这些中断源如图9所示。这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE的置位或清0来控制每一个中断的允许或禁止。IE也有一个总禁止位EA，它能控制所有中断的允许或禁止。注意表5中的IE.6为保留位，在AT89C51中IE.5也是保留位。程序员不应将“1”写入这些位，它们是将来AT89系列产品作为扩展用的。定时器2的中断是由T2CON中的TF2和EXF2逻辑或产生的，当转向中断服务程序时，这些标志

49、位不能被硬件清除，事实上，服务程序需确定是TF2或EXF2产生中断，而由软件清除中断标志位。定时器0和定时器1的标志位TF0和TF1在定时器溢出那个机器周期的S5P2状态置位，而会在下一个机器周期才查询到该中断标志。然而，定时器2的标志位TF2在定时器溢出的那个机器周期的S2P2状态置位，并在同一个机器周期差续道该标志。时钟振荡器：AT89C52中一个用于构成部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈原件的片外石英晶体或瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见图10。 外接石英晶体（或瓷谐振器）激电容C1，C2接在放大器的反馈回路

50、上构成并联并联振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求。但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的的稳定性、起振的难易程序与温度稳定性，如果使用石英晶体，但容使用30PF10PF，而如果使用瓷谐振器则选择40PF10PF。用户也可以使用外部时钟。采用外部时钟的电路如图10右图所示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号时通过一个2分频触发器后作为部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。空闲节点模式：在空闲工作模式状态下，CPU自

51、身处于睡眠状态而所有片的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时同时将片RAM和所有特殊功能寄存器的容冻结。空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。由硬件复位终止空闲状态只需要两个机器周期有效复位信号。在此状态下，片硬件禁止访问部RAM，但可以访问端口引脚，当用复位终止空闲方式时，为避免可能对端口产生意外写入，激活空闲模式的那条指令后一天指令不应是一条指令对端口或外部存储器的写入指令。掉电模式：在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令，片RAM和特殊功能寄存器的容在终止掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器

52、，但不改变RAM中的容，在Vcc恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间以使振荡器重启动并稳定工作。空闲和掉电模式下，端口引脚状态如表6所示。程序寄存器的功能：AT89C52有三个程序加密位，可对芯片上的三个加密位LB1、LB2、LB3进行编程（P）或不编程（U）来得到如表7所示的功能：当加密位LB1被编程时，在复位期间，EA端的逻辑电平被采样并锁存，如果单片机上电后一直没有复位，则锁存起的初始值是一个随机数，且这个随机数会一直保存到真正复位为止。为使单片机能正常工作，被锁存的EA电平值必须与该引脚当前的逻辑电平保持一致。此外，加密位只能通过整片擦除的方法清除。Flash存储器的编

53、程：AT89C52单片机部有8K字节的Flash PEROM，这个Flash存储阵列出厂时处于擦除状态(即所有存储单元的容均为FFH)，用户可随时对其编程。编程接口可接受高电平（12V）或低电平（VCC）的允许编程信号。低电压编程模式适合于用户在线编程系统，而高电平编程模式可与通用EPROM编程器兼容。 AT89C52单片机中，有些属于低电压编程方式，而有些属于低电压编程方式，而有些则属于高电压编程方式，用户可从芯片上的型号和读取芯片的签名字节获得该信息，见表8。AT89C52的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的，每次写入一个字节，要对整个芯片年的PEROM程序存储器写入一个非空字节，必须

54、使用片擦除的方式将整个存储器的容清除。编程方法：编程前，须按表9和表11所示设置好地址、数据与控制信号，AT89C52编程方法如下：1. 在地址线上加上要编程单元的地址信号。2. 在数据线上加上要写入的数据字节。3. 激活相应的控制信号。4. 在高电压编程方式时，将EA/VPP端加上12V编程电压。5. 每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲。每个字节写入周期时自身定时的，通常约为1.5ms。重复15的步骤，改变编程单元的地址和写入的数据，直到全部文件编程结束。数据查询：AT89C52单片机用Data Palling表示一个写周期结束为特征，

55、在一个写周期中，如需读取最后写入的一个字节，则读出的数据的最高位（P0.7）时原来写入字节最高位的反码。写周期完成后，所输出的数据是有效的数据，即可进入下一个字节的写周期，写周期开始后，Data Palling可能随时有效。Ready/Busy：字节编程的进度可通过RDY/BSY输出信号监测，编程期间，ALE变为高电平“H”后，P3.4（RDY/BSY）端电平被拉低，表示正在编程状态（忙状态）。编程完成后，P3.4变为高电平表示准备就绪状态。程序校验：如果加密位LB1、LB2没有进行编程，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据，采用如图12的电路。加密位不可直接校验，加密位不可直接校验，

56、加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验证。芯片擦除：利用控制信号的正确组合（表6）并保持ALE/PGOG引脚10ms的低电平脉冲宽度即可将PEROM阵列（4K字节）和三个加密位整片擦除，代码阵列在片擦除操作中将任何非空单元写入“1”，这步骤需再编程之前进行。读片签名字节：AT89C52单片机有3个签名字节，地址为030H、031H和032H。用于申明该器件的厂商、型号和编程电压。读AT89C52签名字节需将P3.6和P3.7置逻辑低电平，该签名字节的过程和单元030H、031H和032H的正常校验相仿，其返回值意义如下：（030H）=1EH申明产品由ATMEL公司制造。（031H）=52H申明为AT89C52单片机。（032H）=FFH申明为12V编程电压。（032H）=05H申明为5V编程电压。AT89C52极限参数：直流参数：交流特性：在以下工作条件下，P0口，ALE/PROG，PSEN的负载电容为100PF，其他输出口负载电容为80PF。外部程序和数据存储器参数第五章 控制系统原理51系统结构框图 单片机控制的晶闸管触发系统控制部分主要由AT89C52系列单片机、同步信号检测电路、触发脉冲发生电路、44输入键盘