【正文】 意義。接著敘述了本課題的主要設計思想和所選擇的主要電子器件，為下面章節(jié)對遙控擴音系統(tǒng)的設計和研究作好準備。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 4 第 2 章 元器件選擇 STC12C2052 單片機 STC12C2052系列單片機是單時鐘 /機器周期 (1T)的兼容 8051內核單片機，是高速 /低功耗的新一代 8051單片機，全新的流水線 /精簡指令集結構 ,內部集成MAX810專用復位電路。 STC12C2052特點： (1)增強型 8051CPU，單時鐘 /機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； (2)工作電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機）； (3)工作頻率范圍： 0～ 35MHz，相當于普通 8051 的 0～ 420MHz，實際工作 頻率可 達 48MHz； (4)用戶應用程序空間 512/1K/2K/3K/4K/5K 字節(jié)； (5)片上集成 256 節(jié) RAM； (6)通用 I/O 口（ 15 個），復位后為：準雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口）可設置成四種模式：準雙向口 /弱上拉，推挽 /強上拉，僅為輸入 /高阻，開漏 ,每個 I/O 口驅動能力均可達到 20mA，但整個芯片最大不得超過 55mA； (7)ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用編程器，可通過 串口隨著直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片； (8)EEPROM 功能； (9)看門狗； (10)內部集成 MAX810 專用復位電路； (11)時鐘源：外部高精度晶體 /時鐘，內部 R/C 振蕩器用戶在下載用戶程序 時，可選擇是使用內部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時鐘 。 常溫下內部 R/C 振蕩器頻率為： ～ 精度要求不高時，可選擇使用內部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，應認為是 4MHz～ 8MHz； (12)共 6個 16 位定時器 /計數(shù)器； (13)外部中斷 2路 ,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,PowerDown 模式可由外 部中斷喚醒； 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 5 (14)PWM(2 路） /PCA（可編程計數(shù)器陣列）； (15)通用全雙工異步串行口 (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，也可 再用定時器軟件實現(xiàn)多串口； (16)SPI 同步通信口，主模式 /從模式； (17)工作溫度范圍： 0～ 75℃ /40～ 85℃； I/O口配置： STC12C2052系列單片機 [5]其所有 I/O口均可由軟件配置成 4種工作類型之一，如下表所示。 4種類型分別為：準雙向口（標準 8051輸出模式）、推挽輸出、僅為輸入（高阻）或開漏輸出功能。每個口由 2個控制寄存器中的相應位控制每個引腳工作類型。 STC12C2052系列單片機上電復位后為準雙向口（標準 805輸出模式）模式。 I/O 口工作類型設定 表 21 P3 口設定 P3M0[7:0] P3M1[7:0] I/O 口模式 0 0 準雙向口 0 1 推挽輸出 1 0 僅為輸入 1 1 開漏輸出 表 22 P1 口設定 P1M0[7:0] P1M1[7:0] I/O 口模式 0 0 準雙向口 0 1 推挽輸出 1 0 僅為輸入 1 1 開漏輸出 （ 1）準雙向口輸出配制 準雙向口輸出類型可用做輸出和輸入功能而不需要重新配制口線輸出狀態(tài)。這是因為口線輸出為 1時驅動能力很弱，允許外部電源裝置將其拉底。當 引腳輸出為底時，他的驅動能力很強，可吸收相當大的電流。準雙向口有 3 個 上拉晶體管適應不同的需要。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 6 在 3 個上拉晶體管中，有 1 個上拉晶體管稱為“弱上拉”當口線寄存器為1且引腳本身也為 1 時打開。此上拉提供基本驅動電流使準雙向口輸出為 1。如果一個引腳輸出為 1 而由外部裝置下拉到低時，弱上拉關閉而“極弱上拉”維持開狀態(tài)，為了把這個引腳強拉為低，外部裝置必須有足夠的灌電流能力使引腳上的電壓降到門檻電壓以下。 第 2 個上拉晶體管，稱為“極弱上拉”，當口線鎖存為 1十打開。當引腳懸空時，這個極弱上拉源產生很弱的上拉電流將引腳上拉為高電平。 第 3 個上拉晶體管稱為“強上拉”。當口線鎖存器由 0 到 1 跳變時，這個上拉用來加快準雙向口由 邏輯 0 到邏輯 1 轉換。當發(fā)生這種情況時，強上拉打開約 2 個機器周期以使引腳能夠迅速地上拉到高電平。準雙向口輸出如圖 21 所示。 圖 21 準雙向口輸出 （ 2）開漏輸出配制 當口線鎖存器為 0 時，開漏輸出關閉所有上拉晶體管。當作為一個邏輯輸出時，這種配制方式必須有外部上拉，一般通過電阻外接到 VDD。這種方式的下拉與準雙向口相同。開漏端口帶有一個施密特觸發(fā)輸入以及一個干擾抑制電路。輸出口線配制如圖 22所所示。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 7 圖 22 輸出口線配制 (3）僅為輸入（高阻）配制 輸入配制如圖 23 所示。輸入口帶有 一個施密特觸發(fā)輸入以及一個干擾抑制電路。 圖 23 高阻配制 (4）推挽輸出配制 推挽輸出配制的下拉結構與開漏輸出以及準雙向口的下拉結構相同，當鎖存器為 1 時提供持續(xù)的強上拉。推挽模式一般用于需要更大驅動電流餓情況。推挽引腳配制如圖 24 所示。 圖 24 推挽引腳配制 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 8 看門狗應用 表 23 看門狗工作寄存器 地址 7 6 5 4 3 2 1 0 E1H WDT_FLAG EN_WDT CLR_WDT IDLE_WDT PS2 PS1 PS0 WDT_FLAG：看門狗溢出標志位 ,當溢出時， 該位由硬件置 1，可用軟件將其清 0。 EN_WDT：看門狗允許位 ,當設置為“ 1”時，看門狗啟動。 CLR_WDT：看門狗清“ 0”位 ,當設為“ 1”時，看門狗將重新計數(shù)。硬件將自動清“ 0”此位。 IDLE_WDT：看門狗“ IDLE”模式位 ,當設置為“ 1”時 ,看門狗定時器在“空閑模式”計數(shù)，當清“ 0”該位時 ,看門狗定時器在“空閑模式”時不計數(shù)。 PS2,PS1,PS0：看門狗定時器預分頻值，如表 24所示。 表 24 看門狗定時器分頻值 PS2 PS1 PS0 預分頻 時值 0 0 0 2 0 0 1 4 0 1 0 8 0 1 1 16 1 0 0 32 1 0 1 64 1 1 0 128 1 1 1 256 5S PCON寄存器的高級應用 表 25 PCON寄存器 地址 7 6 5 4 3 2 1 0 87h SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL POF：上電復位標志位，單片機停電后，上電復位標志位為 1，可由軟件清 0。 PD：將其置 1時，進入 PowerDown模式，可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷模式 喚醒。進入掉電模式時，外部時鐘停振， CPU、定時器、串行口全部停止工作， 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 9 只有外部中斷繼續(xù)工作。 IDL：將其置 1時，進入 IDLE模式（空閑），除 CPU不工作外，其余仍繼續(xù)工作。 定時器的使用 （ 1）定時器 0和 1 定時和計數(shù)功能由特殊功能寄存器 TMOD的控制位 C/T進行選擇， TMOD寄存器的各位信息如下表所列。可以看出， 2個定時 /計數(shù)器有 4種操作模式，通過 TMOD的 M1和 M0選擇。 2個定時 /計數(shù)器的模式 0、 1和 2都相同，模式 3不同，各模式下的功能如下所述。 寄存 器 TMOD各位的功能描述 表 26 TMOD寄存器 GATE： 1,置 1時只有在 INT1腳為高及 TR1控制位置 1時才可 達開定時器 /計數(shù)器 1。 0,置 1時只有在 INT0腳為高及 TR0控制位置 1時才可打開定時器 /計數(shù)器 0。 C/T： 1用作定時器或計數(shù)器，清零 則用作定時器（從內部系統(tǒng)時鐘輸入），置 1用作計數(shù)器（從 T1/）。 0 用作定時器或計數(shù)器，清零則用作定時器（從內部系統(tǒng)時鐘輸入），置 1用作計 數(shù)器（從 T0/）。 ，如表 27所示。 地址 7 6 5 4 3 2 1 0 89h GATE C/T M1 M0 GATE TC/ M1 M0 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 10 表 27 定時器計數(shù)器 1 M1 M0 定時器 /計數(shù)器 1模式 0 0 13位定時器 /計數(shù)器，兼容 8048定時器模式， TL1只用低 5位參與分頻， TH1整個 8位全用 0 1 16位定時器 /計數(shù)器， TL TH1全用 1 0 8位自動重裝載定時器，當溢出 時將 TH1存放的值自動重裝入 TL1 1 1 定時器 /計數(shù)器 1此時無效（停止計數(shù)） ，如表 28所示。 表 28 定時器 /計數(shù)器 2 M1 M0 定時器 /計數(shù)器 0模式 0 0 13位定時器 /計數(shù)器，兼容 8048定時器模式， TL0只用低 5位參與分頻， TH0整個 8位全用。 0 1 16位定時器 /計數(shù)器， TL0、 TH0全用 1 0 8位自動重裝載定時器，當溢出時將 TH0存放的值自動重裝入 TL0。 1 1 定時器 0此時 作為雙 8位定時器 /計數(shù)器。 TL0作為一個 8位定時器 /計數(shù)器，通過標準定時器 0的控制位控制。 TH0僅作為一個 8位定時器，由定時器 1的控制位控制。 （ 2）模式 0 將定時器設置成模式 0時類似 8048定時器，即 8位計數(shù)器帶 32分頻的預分頻器。下圖所示為模式 0工作方式。此模式下，定時器配置為 13位的計數(shù)器，由 TLn的低 5位和 THn的 8位所構成。 TLn低 5位溢出向 THn進位， THn計數(shù)溢出置位 TCON中的溢出標志位 TFn（ n=0， 1）。 GATE=0時，如 TRn=1，則定時器計數(shù)。 GATE=1時，允許由外部輸入 INT1控制定時器 1， INT0控制定時器 0，這樣可實現(xiàn)脈寬測量。 TRn為 TCON寄存器內的控制位， TCON寄存器各位的具體功能描述見 TCON寄存器各 位的具體功能描述表。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計 (論文 ) 信息工程系 11 圖 25 定時器 /計數(shù)器 0和定時器 /計數(shù)器 1的模式 0 寄存器 TCON各位的功能描述 ,如表 29所示。 表 29 TCON寄存器 地址 7 6 5 4 3 2 1 0 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1:定時器 /計數(shù)器 1溢出標志位。當 T1被允許計數(shù)后， T1從初值開始加 1計數(shù)，最高位產生 溢出時，置“ 1” TF1，并向 CPU請求中斷，當 CPU響應時，由硬件清“ 0” TF1， TF1也可以由程序查詢或清“ 0”。 TR1:定時器 T1的運行控制位。該位由軟件置位和清零。當 GATE（ ）=0， TR1=1時就允許 T1開始計數(shù)， TR1=0時禁止 T1計數(shù)。當 GATE（ ） =1，TR1=1且 INT1輸入高電平時，才允許 T1計數(shù)。 TF0:定時器 /計數(shù)器 0溢出標志位。當 T0被允許計數(shù)后， T0從初值開始加 1計數(shù)，最高位產生溢出時，置“ 1” TF0，并向 CPU請求中斷，當 CPU響應時，由硬件清“ 0” TF0， TF0也可以由程序查詢或清“ 0”。 TR0:定時器 T0的運行控制位。該位由軟件置位和清零。當 GATE（ ）=0， TR0=1時就允許 T0開始計數(shù)， TR1=0時禁止 T0計數(shù)。當 GATE（ ） =1，TR0=1且 INT0輸入高電平時，才允許 T0計數(shù)。 IE1:外部中斷 1中斷請求標志位。當主機響應中斷轉向該中斷服務程序執(zhí)行時，由內部硬件自動將 IE1位清 0。 IT1:外部中斷 1觸發(fā)方式控制位。 IT1=0時，外部中斷 1為低電平觸發(fā)方式， 當 INT1（ ）輸入低電平時，置位 IE1。采用低電平 觸發(fā)方式時，外部中斷源 (輸入到 INT1）必須保持低電平有效，直到該中斷被 CP