【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 PSEN———— :外部 ROM的讀選通信號(hào)輸出端。在訪問外部 ROM時(shí)， PSEN———— 產(chǎn)生負(fù)脈沖作為讀外部 ROM的選通信號(hào)。而在訪問外部 RAM或片內(nèi) ROM時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生有效 PSEN————信號(hào)。 EA—— /VPP:EA—— 是訪問外部 ROM的控制信號(hào)。當(dāng) EA—— 為低電平時(shí)， CPU只執(zhí)行外部 ROM中的程序。當(dāng) EA——為高電平且 PC值小于 0FFF(4K)時(shí)， CPU執(zhí)行內(nèi)部 ROM的程序，但當(dāng) PC的值超出 4K時(shí)將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外 ROM的程序。對(duì)于無片內(nèi) ROM的 8031或不使用內(nèi)部 ROM的89C51，需外擴(kuò) EPROM，此時(shí) EA—— 必須接地；第二種功能 VPP是對(duì) 8751的片內(nèi) EPROM的 +21V編程電源輸入端。 (4)并行 I/O端口 P0、 P P2和 P3 P0口 ( ~ )： P0口是一個(gè) 8位雙向 I/O端口 (需外接上拉電阻 )。在訪 問外部存儲(chǔ)器時(shí)，分時(shí)提供低 8位地址線和 8位雙向數(shù)據(jù)線。 P0口先輸出片外存儲(chǔ)器的低 8位地址并鎖存在地址鎖存器中，然后再輸入或輸出數(shù)據(jù)。 P1口 ( ~ )： P1口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O端口。 P1口只能作為一般 I/O口使用。 P2口 ( ~ )： P2口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O端口。在訪問外部 ROM或外部 RAM時(shí)，輸出高 8位地址，與 P0口提供的低 8位地址一起組成 16位地址總線。 P0口和 P2口用做數(shù)據(jù) /地址線后，不能在作為通用 I/O口使用 。 P3口 ( ~ )： P3 口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 端口，在系統(tǒng)中 8個(gè)引腳都有各自的第二功能。 單片機(jī)的時(shí)鐘及復(fù)位 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。 時(shí)鐘電路 89C51 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益 反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖 22所示。圖中，電容器C01， C02 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在 530pF。晶振頻率的典型值為 12MH2，采用 6MHz 的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘 信 號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。 外部振蕩方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。外部振蕩方式的外部電路如圖 22所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 22 震蕩電路圖 由上圖可見，外部振蕩信號(hào)由 XTAL2 引入， XTAL1 接地。為了提高輸入電路的驅(qū)勸能力，通常使外部信號(hào)經(jīng)過一個(gè)帶有上拉電阻的 TTL反相門后接入 XTAL2。 基本時(shí)序單位 單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期 (或外部引入的時(shí)鐘周期 )為最小的時(shí)序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時(shí)序基準(zhǔn)。 振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱 s周期，所以， 1個(gè)狀態(tài)周期包含有 2 個(gè)振蕩周期。振蕩頻率 foscl2 分頻后形成機(jī)器周期 MC。所以， 1 個(gè)機(jī)器周期包含有 6個(gè)狀態(tài)周期或 12 個(gè)振蕩周期。 1 個(gè)到 4 個(gè)機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是指令周期。 8031 單片機(jī)指令系統(tǒng)中， 各條指令的執(zhí)行時(shí)間都在 1 個(gè)到 4 個(gè)機(jī)器周期之間。 4 種時(shí)序單位中，振蕩周期和機(jī)器周期是單片機(jī)內(nèi)計(jì)算其它時(shí)間值 (例如，波特率、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等 )的基本時(shí)序單位。下面是單片機(jī)外接晶振頻率 12MHZ 時(shí)的各種時(shí)序單位的大?。? 振蕩周期＝ 1/fosc=1/12MHZ= S 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 復(fù)位電路 當(dāng) MCS5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上 電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如下圖 A中左 圖所示。圖中電容 C1 和電阻 R1 對(duì)電源 +5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持 RST 一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻 R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能，如 下 圖 (A)中右圖所示。 上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如 下 圖 (B)所示。上電后，由于電容 C3的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已 在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K后松開，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。 下 圖 (A)中： Cl＝ 1030uF， R1＝ 1kΩ 下 圖 (B)中： C：＝ 1uF， Rl＝ lkΩ ， R2＝ 10kΩ 圖 23 單片機(jī)復(fù)位電路圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài) ： 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng) 后，片內(nèi) RAM 為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操 作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值。 值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的 初 始化部分是十分必要的。 說明：表中符號(hào) *為隨機(jī)狀態(tài)； A＝ 00H，表明累加器已被清零； 表 21 特殊功能寄存器表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H P0~P3 FFH SBUF 不定 IP ***00000B SCON 00H IE 0**00000B PCON 0*******B PSW＝ 00H，表明選寄存器 0組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到 08H 單元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口線寫入 1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出； IP＝ 00000B ，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)； IE＝ 000000B ，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷； 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過 24個(gè)振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。 51 單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，至 于內(nèi)部 RAM 內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。 單片機(jī)應(yīng)用 (1)工業(yè)控制 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，無論是數(shù)據(jù)采集、過程控制、生產(chǎn)線上的機(jī)器人系統(tǒng)，都是用單片機(jī)作為控制器。自動(dòng)化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)、提高經(jīng)濟(jì)效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，單片機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、石油、化工、紡織、食品等工業(yè)領(lǐng)域。 (2)智能化儀器儀表 在各種儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化，提高測(cè)試精度和準(zhǔn)確度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少體積及重量，提高其性能價(jià)格比。例如：智能儀 器、醫(yī)療器械、數(shù)字示波器等。 (3)智能家電 家電產(chǎn)品智能化程度的進(jìn)一步提高就需要有單片機(jī)的參與，例如“微電腦控制”的洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、音響設(shè)備等，這里的微電腦實(shí)際上就是“單片機(jī)”。 (4)信息與通信技術(shù) 圖形終端機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、聲響處理器、數(shù)字濾波器等。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 第 3 章 應(yīng)用芯片介紹 多通道 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809芯片介紹 電路組成和轉(zhuǎn)換原理 ADC0809是采用 CMOS工藝制造的雙列直插式單片 8位 A/D轉(zhuǎn)換器。分辨率 8位，精度7位 ， 帶 8個(gè)模擬量輸入通道，有通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。啟動(dòng)信號(hào)為脈沖啟動(dòng)方式，最大可調(diào)節(jié)誤差為 177。1LSB ， ADC0809內(nèi)部設(shè)有時(shí)鐘電路，故 CLK時(shí)鐘需由外部輸入， fclk允許范圍為 500kHz~1MHz，典型值為 640kHz。每通道的轉(zhuǎn)換需 66~73個(gè)時(shí)鐘脈沖，大約 100~110μ S。工作溫度范圍為 40℃ ~+85℃ 。功耗為 15MW，輸入電壓范圍為 0~5V，單一 +5V電源供電。它可以直接與 Z80、 808 8080、 8031等 CPU相連，也可以獨(dú)立使用