一、课题来源及研究的目的和意义

研究目的：为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高生产效率，提升电子压力计在测井领域的市场竞争力，我公司研制了一种在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。

研究意义：目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各矿业石油井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型内存中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与 压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。    

 

二、国内外研究现状及主要研究内容

2.1研究现状

1、国内研究现状

2006年4月5日，大庆油田公司测试技术服务分公司科研人员自行研制成功的水平井测试仪。目前，该仪器已在大庆油田成功录取了两口水平井地下资料，实现了油田水平井测试零的突破。  

自贡长山盐矿卤井，采用试井技术处理岩盐卤井事故。即通过对井下浓度、温度、压力等的测试，可获取修井前卤井事故的有关参数，判断确定油套管的破裂位置，为合理地制定修治事故井提供科学的依据。

2、国外研究现状

智能井技术是实现数字化油田的主要构成部分，近年来发展迅速，得到广泛关注。据2004年统计，世界上采用智能井技术的油井已接近200口。贝克石油工具、壳牌、威德福和斯伦贝谢等公司都投入了研发和应用。    

Q-技术是斯伦贝谢西方地球物理公司经过近十年开发出的应用于海洋、陆地、海底区，域的一套专利地震技术，包括Q-LANd、Q-Marine、Q-ReseRVoir和Q-Seabed等系列技术支持陆上、海上和井下地震数据采集与现场处理。Q-技术2001年由斯伦贝谢公司推出，通过不断更新，2004年得到全面推广应用。该技术通过综合大量单一传感器记录的数字波形，改变了以往使用的数字检波器或A-D转换器，可以记录较以往更多道数据，获得优化的地震波场采集和处理结果。

 

2.2研究内容

 

对直读式压力计系统进行整体功能分析，主要实现硬件和主要软件程序方面的设计，对其所选择的主要芯片作简单介绍，分模块来实现其各个部分的功能，做出相应的整体原理图。

    1、技术参数：温度测量范围为-30℃—+150℃，压力测量范围为0—75Mpa；压力精度：0.01% Mpa；压力分辨率：0.002 Mpa。此外，能与PC机进行通讯。

    2、单片机选用89C52单片机。

    3、提交成果：1）毕业设计论文1份；

    2）利用PROTEL软件绘制电路原理图，A3图纸一张。

 

三、拟采用研究方案

系统硬件框图设计：

硬件框图各部分说明：

该框图分为6个部分，分别为传感器单元、信号调理单元、AD转换单元、CPU单元部分、扩展存储器单元和电源管理单元组成。

1.采样信号：

采样模拟信号已由外部给定，其压力信号由压力计MIDA-GP-82工业级给定，温度信号由PT100给定。

 2．信号调理单元

 该单元负责将外围的温度、压力信号采集、放大、滤波，将其转换为适合AD转换单元接受的信号。

3．AD转换

该单元用于对调理后的压力信号进行精确模数转换，其芯片选型为AD7705具有16位精度的AD转换器。

4. CPU单元：

在CPU单元中我们采用的是c8051f330处理器，该单元用于压力、温度信号的分析，并将该送至扩展存储单元的Flash中存储；

其片内的10位AD转换器负责将调理后的温度信号进行模数转换；以及电源电量的电压检测。

5.扩展存储器单元：

该单元由2片汽车工业级芯片ST-m25p40构成，单片容量4Mbit，其数据正常传送的温度环境为-40~+125度，单字节传送时间小于1ms。

6.电源管理单元：

该单元用于将7.2V电池电压进行稳压滤波，分别稳压成5V、3.3V电压为相应单元供电。

四、主要设备、仪器及材料，实验地点或协作单位

 

1.窦振中. 单片机外围器件实用手册。北京航空航天大学出版社,2003

2.梁森.自动检测技术及应用. 机械工业出版社,2012

3.张毅刚. 单片机原理及应用。高等教育出版社,2001

4.童诗白,华成英. 模拟电子技术基础.高等教育出版社,2006

5.万福君等. 单片微机原理系统设计与开发应用.中国科学技术大学出版社,2001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、阅读的主要参考文献综述（不少于2000字。并列出至少12篇重要的参考文献，其中外文至少2篇）

 

摘要：传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过部分文献资料对压力计的发展过程、研究现状和发展趋势做一简要介绍。 关键词：压力；传感器；   

1 压力计的发展历程       

    现代压力计以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段(1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯与1945 发现了硅与锗的压阻效应 ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力计是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。(3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。(4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力计,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力计进入了微米阶段。   

2 压力计国内外研究现状        

    传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。美国长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中就有６项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的关键技术，其中８项为无源传感器。。正是由于世界各国普遍重视和投入开发，传感器发展十分迅速。目前，我国传感器行业规模较小，应用范围较窄。为此，我们亟须转变观念，将传感器的研发由单一型传感器的研发，转化为高度集成的新型传感器研发。新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键，它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。改革开放30年来，我国传感器技术及其产业取得了长足进步，主要表现在：建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地；MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点；在“九五”国家重科技攻关项目中，传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩，初步建立了敏感元件与传感器产业；2007年传感器业总产量达到20.93亿只，品种规格已有近6000种，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定的应用。 压力计的发展动向主要有以下几个方向：   

2.1光纤压力计      

这是一类研究成果较多的传感器,但投入实际领域的并不是太多。光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。这种敏感元件已被应用与临床医学,用来测医学的压力、流速、pH值等。可预见这种压力计在显微外科方面一定会有良好的发展前景。同时,在加工与健康保健方面,光纤传感器也在快速发展。   

2.2新型接触式电容压力计      

与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力计(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力计(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻蚀了一个浅槽。与现有的接触式电容压力计相比,这种结构可以实现更好的线性和更大的线性范围。为了进一步提高接触式电容压力计的性能, 吕浩杰等人设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力计,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述;在整个分析过程中,使用ANSYS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。   

2.3耐高温压力计      

主要是以新型半导体材料(SiC) 为膜片的压阻式力传感器为代表。Ziermann , Rene 和Von Berg , Jochen 等人首先于1997 年报导了使用单晶n 型β2SiC 材料制成的压力计,这种压力计工作温度可达573K,耐辐射。Rober. S. Okojie报导了一种运行试验达500 ℃的α(6H) SiC 压力计. 实验结果表明,在输入电压为5V ,被测压力为6. 9MPa 的条件下,23500 ℃时的满量程输出为44. 66～20. 03mV ,满量程线度为20. 17 % ,迟滞为0. 17 %。在500 ℃条件下运行10h ,性能基本不变,在100 ℃和500 ℃两点的应变温度系数( TCGF) , 分别为20. 19 %/ ℃和- 0. 11 %/ ℃。这种传感器的主要优点是PN 结泄漏电流很小,没有热匹配问题以及升温不产生塑性变型,可以批量加工。   

2. 4 硅微机械加工传感器  

在微机械加工技术逐渐完善的今天,硅微机械传感器在汽车工业中的应用越来越多。而随着微机械传感器的体积越来越小,线度可以达到1～2mm ,可以放置在人体的重要器官中进行数据的采集。此外，由于传统的流体传感器由于存在着灵敏度低、体积大、成本高等缺点,而且微流体与宏观流体流动特性不同,所以其在微流体的流体特性测量中存在很大的局限性.随着MEMS技术的发展,硅微机械流体传感器的出现克服了传统流体传感器的缺点.硅微机械流体传感器已成为MEMS的研究热点之一.   

3 压力计的发展趋势       

    当今世界各国压力计的研究领域十分广泛，几乎渗透到了各个行业，归纳起来主要有以下几个趋势：小型化：小型化会带来很多好处，重量轻、体积小、分辨率高，便于安装在很小的地方；对周围器件影响小，也利于微型仪器、仪表的配套使用。集成化：压力计已经越来越多的与其它测量用传感器集成以形成测量和控制系统，集成系统在过程控制和工厂自动化中可以提高操作速度和效率。智能化：由于集成化的出现，在集成电路中可添加一些微处理器，使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。系统化：单一化产品在市场上没有大的竞争力。市场风云突变，一旦失去市场，发展则停滞不前，经济效益差，资金浪费大，产品成本高。标准化：传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。如IEC、ISO国际标准，美国的ANSIC、ANSC、MIL-T和ASTME标准，日本JIS标准，法国DIN标准。   

4 结束语       

压力计技术已经发展到比较高的水平,并且更新换代的速度很快。随着我们对压力计材料、工艺等研究的不断深入，随着微电子技术和计算机技术的不断发展，相信压力计在精确度、智能化等各个方面都将得到进一步的完善和提高，压力计在生物医学、微型机械等领域也必将有着更为广泛的应用前景。

 

参考文献     

[1] 吕浩杰; 胡国清; 邹卫; 吴灿云; 陈羽锋; 高性能MEMS电容压力计的设计及其热分析光学精密工程; 2010-05

[2] 孙素梅; 陈洪耀; 尹国盛 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 中国医学物理学杂志2008-09

[3] 张书玉，张维连，张生才等. 高温压力计的研究现状. 传感技术学报, 2006, 19（4） [4] 郭强; 吕浩杰; 胡国清新型接触式电容压力计仪表技术与传感器; 2008-03

[5] 张树生；韩克江；成健  基于MEMS技术的硅微机械流体传感器的原理及应用 仪表技术与传感器 2007, (3)

[6] SABATE N;SANTANDER J Multi-range silicon micromachined flow sensor [外文期刊] 2004(110)

[7] CHEN W;FU Y;ZHU Y Progress of optical sensor system for health monitoring of bridges at Chongqing University [外文期刊] 2005 DOI:10.1117/12.579927

 

 

 

 

 

 

六、英文文献翻译（毕业论文相关英文文献翻译，至少一篇，10000英文字符）

The AT89C51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcomputer with 4K bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM). The device is manufactured using Atmel’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard MCS-51 instruction set. The on-chip Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programmer. By combining a versatile 8-bit CPU with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C51 is a powerful microcomputer which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applications.

The AT89C51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16-bit timer/counters, one 5 vector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, one-chip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port and interrupt system to continue functioning. The Power-down Mode saves the RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until the next hardware reset.

VCC：Supply voltage.

GND：Ground.

Port 0 is an 8-bit open-drain bi-directional I/O port. As an output port, each pin can sink eight TTL inputs. When 1s are written to port 0 pins, the pins can be used as high-impedance inputs. Port 0 may also be configured to be the multiplexed address/data bus during accesses to external program and data memory. In this mode P0 has internal Pull-up resistor. Port 0 also receives the code bytes during Flash programming, and outputs the code bytes during Program verification. External Pull-up resistors are required during Program verification.

Port 1 is an 8-bit bi-directional I/O port with internal Pull-up resistors. The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 1 pins they are pulled high by the internal Pull-up resistors and can be used as inputs. As inputs, Port 1 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the internal Pull-up resistors. Port 1 also receives the low-order address bytes during Flash programming and verification.

Port 2 is an 8-bit bi-directional I/O port with internal Pull-up resistor. The Port 2 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 2 pins they are pulled high by the internal Pull-up resistor and can be used as inputs. As inputs, Port 2 pins that are externally being pulled low will source current, because of the internal Pull-up resistor. Port 2 emits the high-order address byte during fetches from external program memory and during accesses to external data memory that use 16-bit addresses. In this application, it uses strong internal Pull-up resistor when emitting 1s. During accesses to external data memory that use 8-bit addresses, Port 2 emits the contents of the P2 Special Function Register. Port 2 also receives the high-order address bits and some control signals during Flash programming and verification.

Port 3 is an 8-bit bi-directional I/O port with internal Pull-up resistor. The Port 3 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 3 pins they are pulled high by the internal Pull-up resistor and can be used as inputs. As inputs, Port 3 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the Pull-up resistor. Port 3 also serves the functions of various special features of the AT89C51 as listed below:

 

Port 3 also receives some control signals for Flash programming and verification.

Reset input. A high on this pin for two machine cycles while the oscillator is running resets the device.

Address Latch Enable output pulse for latching the low byte of the address during accesses to external memory. This pin is also the program pulse input (PROG) during Flash programming. In normal operation ALE is emitted at a constant rate of 1/6 the oscillator frequency, and may be used for external timing or clocking purposes. Note, however, that one ALE pulse is skipped during each access to external Data Memory.

If desired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the bit set, ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is weakly pulled high. Setting the ALE-disable bit has no effect if the microcontroller is in external execution mode.

Program Store Enable is the read strobe to external program memory. When the AT89C51 is executing code from external program memory, PSEN is activated twice each machine cycle, except that two PSEN activations are skipped during each access to external data memory.

External Access Enable. EA must be strapped to GND in order to enable the device to fetch code from external program memory locations starting at 0000H up to FFFFH. Note, however, that if lock bit 1 is programmed, EA will be internally latched on reset. EA should be strapped to VCC for internal program executions. This pin also receives the 12-volt programming enable voltage (VPP) during Flash programming, for parts that require12-volt VPP.

XTAL1

Input to the inverting oscillator amplifier and input to the internal clock operating circuit.

XTAL2

Output from the inverting oscillator amplifier.

XTAL1 and XTAL2 are the input and output, respectively, of an inverting amplifier which can be configured for use as an on-chip oscillator, as shown in Figure 1.Either a quartz crystal or ceramic resonator may be used. To drive the device from an external clock source, XTAL2 should be left unconnected while XTAL1 is driven as shown in Figure 2.There are no requirements on the duty cycle of the external clock signal, since the input to the internal clocking circuitry is through a divide-by-two flip-flop, but minimum and maximum voltage high and low time specifications must be observed.

        

Figure 1. Oscillator Connections           Figure 2. External Clock Drive Configuration

In idle mode, the CPU puts itself to sleep while all the on chip peripherals remain active. The mode is invoked by software. The content of the on-chip RAM and all the special functions registers remain unchanged during this mode. The idle mode can be terminated by any enabled interrupt or by a hardware reset. It should be noted that when idle is terminated by a hard ware reset, the device normally resumes program execution, from where it left off, up to two machine cycles before the internal reset algorithm takes control. On-chip hardware inhibits access to internal RAM in this event, but access to the port pins is not inhibited. To eliminate the possibility of an unexpected write to a port pin when Idle is terminated by reset, the instruction following the one that invokes Idle should not be one that writes to a port pin or to external memory.

In the power-down mode, the oscillator is stopped, and the instruction that invokes power-down is the last instruction executed. The on-chip RAM and Special Function Registers retain their values until the power-down mode is terminated. The only exit from power-down is a hardware reset. Reset redefines the SFRs but does not change the on-chip RAM. The reset should not be activated before VCC is restored to its normal operating level and must be held active long enough to allow the oscillator to restart and stabilize.

 

On the chip are three lock bits which can be left unprogrammed (U) or can be programmed (P) to obtain the additional features listed in the table below.

 

When lock bit 1 is programmed, the logic level at the EA pin is sampled and latched during reset. If the device is powered up without a reset, the latch initializes to a random value, and holds that value until reset is activated. It is necessary that the latched value of EA be in agreement with the current logic level at that pin in order for the device to function properly.

 

 

 

 

 

                                   AT89C51的介绍

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C51单片机能够被应用到控制领域中。

AT89C51提供以下的功能标准：4K字节闪烁存储器，128字节随机存取数据存储器，32个I/O口，2个16位定时/计数器，1个5向量两级中断结构，1个串行通信口，片内震荡器和时钟电路。另外，AT89C51还可以进行0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件的节电模式。闲散方式停止中央处理器的工作，能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容，但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。

VCC：电源电压    

GND：地

P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，即地址/数据总线复用口。作为输出口时，每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口时，每个管脚都能够作为高阻抗输入端。P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时，转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程时，P0口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接电阻。

P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。闪烁编程时和程序校验时，P1口接收低8位地址。

P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，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时，P2口线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2口接收高位地址和其它控制信号。

P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。对P3口写如“1”时，它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时，被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。

P3口除了作为一般的I/O口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：

 

P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。

复位输入。当震荡器工作时，RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。

当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号，因此它可对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脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还用于输入编程脉冲。如果必要，可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。

程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器读取指令时，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时，这两次有效的PSEN 信号不出现。

外部访问允许。欲使中央处理器仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平。需要注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平，CPU则执行内部程序存储器中的指令。闪烁存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电压VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。

XTAL1：震荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2：震荡器反相放大器的输出端。

AT89C51中有一个用于构成内部震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元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自然震荡器。 外接石英晶体及电容C1，C2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。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震荡频率的高低、震荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF±10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF±10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，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。

 

内部振荡电路

 

外部振荡电路

 

AT89C51有两种可用软件编程的省电模式，它们是闲散模式和掉电工作模式。这两种方式是控制专用寄存器PCON中的PD和IDL位来实现的。PD是掉电模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态。IDL是闲散等待方式，当IDL=1，激活闲散工作状态，单片机进入睡眠状态。如需要同时进入两种工作模式，即PD和IDL同时为1，则先激活掉电模式。在闲散工作模式状态，中央处理器CPU保持睡眠状态，而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内随机存取数据存储器和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。闲散模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。终止闲散工作模式的方法有两种，一是任何一条被允许中断的事件被激活，IDL被硬件清除，即刻终止闲散工作模式。程序会首先影响中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序，并紧随RETI指令后，下一条要执行的指令就是使单片机进入闲散工作模式，那条指令后面的一条指令。二是通过硬件复位也可将闲散工作模式终止。需要注意的是：当由硬件复位来终止闲散工作模式时，中央处理器CPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期有效，在这种情况下，内部禁止中央处理器CPU访问片内RAM，而允许访问其他端口，为了避免可能对端口产生的意外写入：激活闲散模式的那条指令后面的一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。

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，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在中指掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将从新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容，在VCC恢复到正常工作电平前，复位应无效切必须保持一定时间以使振荡器从新启动并稳定工作。

闲散和掉电模式外部引脚状态。

AT89C51可使用对芯片上的三个加密位LB1，LB2，LB3进行编程（P）或不编程（U）得到如下表所示的功能：

 

当LB1被编程时，在复位期间，EA端的电平被锁存，如果单片机上电后一直没有复位，锁存起来的初始值是一个不确定数，这个不确定数会一直保存到真正复位位置。为了使单片机正常工作，被锁存的EA电平与这个引脚当前辑电平一致。机密位只能通过整片擦除的方法清除。

 

 

 

 

 

 

 

 

七、阶段进度计划

工作项目

内  容

起止时间

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

八、指导教师意见：

 

 

 

 

 

 

                                                   签字：        年   月   日

 

九、开题报告评议情况

 

通过对该学生毕业设计方案论证的审查我们认为：

● 毕业设计题目：□合适  □较合适  □欠妥  □建议修改

● 毕业设计工作量：□偏大  □饱满  □较饱满  □偏少

● 该生对题目的理解：□较好  □一般  □较差

● 该生对应该完成的工作任务：□明确  □较明确  □不明确

● 本人与他人的工作任务有无区别：□有区别  □区别不明显  □无区别

● 该生所制定的工作计划：□合理  □较合理  □不合理

● 开题报告撰写情况：□较好  □一般  □较差

 

□通过  □不通过（并决定一周后，即  月  日  时， 地点            该同学重新开题）