东北石油大学本科生毕业设计（论文）

图3-1 STC89C52管脚图

(1)主电源引脚(2根) VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线 (2)外接晶振引脚(2根)

XTAL0(Pin18)：片内振荡电路的输入端 XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输出端 (3)控制引脚(4根)

RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号

EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 (4)可编程输入/输出引脚(32根)

STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位(8根引脚)，共32根。

P0口(Pin39～Pin32)：名称为P0.0～P0.7。P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平（晶体管-晶体管逻辑电平）。

P1口(Pin1～Pin8)：名称为P1.0～P1.7。P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电

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阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 P1引脚第二功能：

P1.0 ：T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 ：T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5： MOSI（在线系统编程时用到） P1.6 ：MISO（在线系统编程时用到） P1.7 ：SCK（在线系统编程时用到）

P2口(Pin21～Pin28)：名称为P2.0～P2.7。P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3口(Pin10～Pin17)：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7。P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 端口引脚第二功能： P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1)

P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通)

此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存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是单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部程序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

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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STC89C52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0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

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3.1.2 驻极体传声器

1.咪头的定义：

咪头又名麦克风，话筒，传声器，咪胆等。咪头是一个声-电转换器件（也可以称为换能器或传感器），是和喇叭正好相反的一个器件（电→声）。是声音设备的两个终端，咪头是输入，喇叭是输出。ECM（Electret Condenser Microphone）驻极体电容式麦克风的简称。 2.咪头的分类:

从工作原理上分：炭精粒式，电磁式，电容式，驻极体电容式（以下介绍以驻极体式为主），压电晶体式，压电陶瓷式，二氧化硅式等。

从尺寸大小分，驻极体式又可分为若干种。Φ9.7系列产品 、Φ8系列产品 、Φ6系列产品 、Φ4.5系列产品、 Φ4系列产品 、Φ3系列产品每个系列中又有不同的高度。

从咪头的方向性，可分为全向（无向），单向，双向（又称为消噪式）。 从极化方式上分为振膜式，背极式，前极式。

从结构上分又可以分为栅极点焊式，栅极压接式，极环连接式等。

从对外连接方式分为普通焊点式L型，带PIN脚式P型，同心圆式S/A型。 3.驻极体传声器的结构

以全向MIC振膜式极环连接式为例。如图3-2所示：

金 属 层PE驻 极 体 薄 膜空 气 间 隙R铜 板

图3-2 MIC振膜式驻极体传声器结构图

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防尘网:保护咪头，防止灰尘落到振膜上，防止外部物体刺破振膜，还有短时间的防水作用。

外壳:整个咪头的支撑件，其它件封装在外壳之中，是传声器的接地点，还可以起到电磁屏蔽的作用。振膜是一个声-电转换的主要零件，是一个绷紧的特氟珑塑料薄膜（聚氯乙烯）粘在一个金属薄圆环上,薄膜与金属环接触的一面镀有一层很薄的金属层,薄膜可以充有电荷，也是组成一个可变电容的一个电极板，而且是可以振动的极板。

杜邦膜：FEP、PTFE、PFA、PET等，FEP是美国杜邦公司生产的一种特氟珑薄膜叫聚全氯乙丙烯，在驻极体传声器方面，主要用于电荷的存贮，因为内部有很多的势阱。

PPS膜：是一种不能存贮电荷的薄膜叫聚苯硫醚，在驻极体传声器方面，主要用于背极式和前极式的振动膜片。

垫片:支撑电容两极板之间的距离，留有间隙，为振膜振动提供一个空间，从而改变电容量。

背极板:电容的另一个电极，并且连接到了FET（场效应管）的G（栅）极上。 铜环:连接极板与FET（场效应管）的G（栅）极，并且起到支撑作用。

腔体:固定极板和极环，从而防止极板和极环对外壳短路（FET（场效应管）的S（源极），G（栅）极短路）。

PCB组件:装有FET，电容等器件，同时也起到固定其它件的作用。

PIN：有的传声器在PCB上带有PIN（脚），可以通过PIN与其他PCB焊接在一起，起连接另外前极式，背极式在结构上也略有不同。 4.驻极体咪头的工作原理：

由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式：C=ε．S/L ……①即电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。另外，当一个电容器充有Q量的电荷，那么电容器两个极板要形成一定的电压，有如下关系式：C=Q/V ……②

对于一个驻极体咪头，内部存在一个由振膜，垫片和极板组成的电容器，因为膜片上充有电荷，并且是一个塑料膜，因此当膜片受到声压强的作用，膜片要产生振动，从而改变了膜片与极板之间的距离，从而改变了电容器两个极板之间的距离，产生了一个Δd的变化，因此由公式①可知，必然要产生一个ΔC的变化，由公式②又知，由于ΔC的变化，充电电荷又是固定不变的，因此必然产生一个ΔV的变化。这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。

由于这个信号非常微弱，内阻非常高，不能直接使用，因此还要进行阻抗变换和放大。FET场效应管是一个电压控制元件，漏极的输出电流受源极与栅极电压的控制。由于电容器的两个极是接到FET的S极和G极的，因此相当于FET的S极与G极之间加了一个Δv的变化量，FET的漏极电流I就产生一个ΔID的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL上产生一个ΔVD的变化量，这个电压的变化量就可以通过电容C0输出，这个电压的变化量是由声压引起的，因此整个咪头就完成了一个声电的转换过程。

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