【正文】 意義。接著敘述了本課題的主要設(shè)計(jì)思想和所選擇的主要電子器件，為下面章節(jié)對(duì)遙控?cái)U(kuò)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究作好準(zhǔn)備。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 4 第 2 章 元器件選擇 STC12C2052 單片機(jī) STC12C2052系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速 /低功耗的新一代 8051單片機(jī)，全新的流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。 STC12C2052特點(diǎn)： (1)增強(qiáng)型 8051CPU，單時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； (2)工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)）； (3)工作頻率范圍： 0～ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz，實(shí)際工作 頻率可 達(dá) 48MHz； (4)用戶應(yīng)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(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開漏 ,每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA，但整個(gè)芯片最大不得超過 55mA； (7)ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)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(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路； (11)時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器用戶在下載用戶程序 時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時(shí)鐘 。 常溫下內(nèi)部 R/C 振蕩器頻率為： ～ 精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，應(yīng)認(rèn)為是 4MHz～ 8MHz； (12)共 6個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)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(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 5 (14)PWM(2 路） /PCA（可編程計(jì)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(shí)器軟件實(shí)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(jī) [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(zhǔn)雙向口（標(biāo)準(zhǔn) 8051輸出模式）、推挽輸出、僅為輸入（高阻）或開漏輸出功能。每個(gè)口由 2個(gè)控制寄存器中的相應(yīng)位控制每個(gè)引腳工作類型。 STC12C2052系列單片機(jī)上電復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口（標(biāo)準(zhǔn) 805輸出模式）模式。 I/O 口工作類型設(shè)定 表 21 P3 口設(shè)定 P3M0[7:0] P3M1[7:0] I/O 口模式 0 0 準(zhǔn)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(shè)定 P1M0[7:0] P1M1[7:0] I/O 口模式 0 0 準(zhǔn)雙向口 0 1 推挽輸出 1 0 僅為輸入 1 1 開漏輸出 （ 1）準(zhǔn)雙向口輸出配制 準(zhǔn)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?yàn)榭诰€輸出為 1時(shí)驅(qū)動(dòng)能力很弱，允許外部電源裝置將其拉底。當(dāng) 引腳輸出為底時(shí)，他的驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)，可吸收相當(dāng)大的電流。準(zhǔn)雙向口有 3 個(gè) 上拉晶體管適應(yīng)不同的需要。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 6 在 3 個(gè)上拉晶體管中，有 1 個(gè)上拉晶體管稱為“弱上拉”當(dāng)口線寄存器為1且引腳本身也為 1 時(shí)打開。此上拉提供基本驅(qū)動(dòng)電流使準(zhǔn)雙向口輸出為 1。如果一個(gè)引腳輸出為 1 而由外部裝置下拉到低時(shí)，弱上拉關(guān)閉而“極弱上拉”維持開狀態(tài)，為了把這個(gè)引腳強(qiáng)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(gè)上拉晶體管，稱為“極弱上拉”，當(dāng)口線鎖存為 1十打開。當(dāng)引腳懸空時(shí)，這個(gè)極弱上拉源產(chǎn)生很弱的上拉電流將引腳上拉為高電平。 第 3 個(gè)上拉晶體管稱為“強(qiáng)上拉”。當(dāng)口線鎖存器由 0 到 1 跳變時(shí)，這個(gè)上拉用來加快準(zhǔn)雙向口由 邏輯 0 到邏輯 1 轉(zhuǎn)換。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，強(qiáng)上拉打開約 2 個(gè)機(jī)器周期以使引腳能夠迅速地上拉到高電平。準(zhǔn)雙向口輸出如圖 21 所示。 圖 21 準(zhǔn)雙向口輸出 （ 2）開漏輸出配制 當(dāng)口線鎖存器為 0 時(shí)，開漏輸出關(guān)閉所有上拉晶體管。當(dāng)作為一個(gè)邏輯輸出時(shí)，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(zhǔn)雙向口相同。開漏端口帶有一個(gè)施密特觸發(fā)輸入以及一個(gè)干擾抑制電路。輸出口線配制如圖 22所所示。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(gè)施密特觸發(fā)輸入以及一個(gè)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(jié)構(gòu)與開漏輸出以及準(zhǔn)雙向口的下拉結(jié)構(gòu)相同，當(dāng)鎖存器為 1 時(shí)提供持續(xù)的強(qiáng)上拉。推挽模式一般用于需要更大驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 8 看門狗應(yīng)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(biāo)志位 ,當(dāng)溢出時(shí)， 該位由硬件置 1，可用軟件將其清 0。 EN_WDT：看門狗允許位 ,當(dāng)設(shè)置為“ 1”時(shí)，看門狗啟動(dòng)。 CLR_WDT：看門狗清“ 0”位 ,當(dāng)設(shè)為“ 1”時(shí)，看門狗將重新計(jì)數(shù)。硬件將自動(dòng)清“ 0”此位。 IDLE_WDT：看門狗“ IDLE”模式位 ,當(dāng)設(shè)置為“ 1”時(shí) ,看門狗定時(shí)器在“空閑模式”計(jì)數(shù)，當(dāng)清“ 0”該位時(shí) ,看門狗定時(shí)器在“空閑模式”時(shí)不計(jì)數(shù)。 PS2,PS1,PS0：看門狗定時(shí)器預(yù)分頻值，如表 24所示。 表 24 看門狗定時(shí)器分頻值 PS2 PS1 PS0 預(yù)分頻 時(shí)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(jí)應(yīng)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(fù)位標(biāo)志位，單片機(jī)停電后，上電復(fù)位標(biāo)志位為 1，可由軟件清 0。 PD：將其置 1時(shí)，進(jìn)入 PowerDown模式，可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷模式 喚醒。進(jìn)入掉電模式時(shí)，外部時(shí)鐘停振， CPU、定時(shí)器、串行口全部停止工作， 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(shí)，進(jìn)入 IDLE模式（空閑），除 CPU不工作外，其余仍繼續(xù)工作。 定時(shí)器的使用 （ 1）定時(shí)器 0和 1 定時(shí)和計(jì)數(shù)功能由特殊功能寄存器 TMOD的控制位 C/T進(jìn)行選擇， TMOD寄存器的各位信息如下表所列。可以看出， 2個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器有 4種操作模式，通過 TMOD的 M1和 M0選擇。 2個(gè)定時(shí) /計(jì)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(shí)只有在 INT1腳為高及 TR1控制位置 1時(shí)才可 達(dá)開定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1。 0,置 1時(shí)只有在 INT0腳為高及 TR0控制位置 1時(shí)才可打開定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0。 C/T： 1用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，清零 則用作定時(shí)器（從內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘輸入），置 1用作計(jì)數(shù)器（從 T1/）。 0 用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，清零則用作定時(shí)器（從內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘輸入），置 1用作計(jì) 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(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 10 表 27 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 1 M1 M0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1模式 0 0 13位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，兼容 8048定時(shí)器模式， TL1只用低 5位參與分頻， TH1整個(gè) 8位全用 0 1 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， TL TH1全用 1 0 8位自動(dòng)重裝載定時(shí)器，當(dāng)溢出 時(shí)將 TH1存放的值自動(dòng)重裝入 TL1 1 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1此時(shí)無效（停止計(jì)數(shù)） ，如表 28所示。 表 28 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 M1 M0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0模式 0 0 13位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，兼容 8048定時(shí)器模式， TL0只用低 5位參與分頻， TH0整個(gè) 8位全用。 0 1 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， TL0、 TH0全用 1 0 8位自動(dòng)重裝載定時(shí)器，當(dāng)溢出時(shí)將 TH0存放的值自動(dòng)重裝入 TL0。 1 1 定時(shí)器 0此時(shí) 作為雙 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 TL0作為一個(gè) 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，通過標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器 0的控制位控制。 TH0僅作為一個(gè) 8位定時(shí)器，由定時(shí)器 1的控制位控制。 （ 2）模式 0 將定時(shí)器設(shè)置成模式 0時(shí)類似 8048定時(shí)器，即 8位計(jì)數(shù)器帶 32分頻的預(yù)分頻器。下圖所示為模式 0工作方式。此模式下，定時(shí)器配置為 13位的計(jì)數(shù)器，由 TLn的低 5位和 THn的 8位所構(gòu)成。 TLn低 5位溢出向 THn進(jìn)位， THn計(jì)數(shù)溢出置位 TCON中的溢出標(biāo)志位 TFn（ n=0， 1）。 GATE=0時(shí)，如 TRn=1，則定時(shí)器計(jì)數(shù)。 GATE=1時(shí)，允許由外部輸入 INT1控制定時(shí)器 1， INT0控制定時(shí)器 0，這樣可實(shí)現(xiàn)脈寬測(cè)量。 TRn為 TCON寄存器內(nèi)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(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 信息工程系 11 圖 25 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0和定時(shí)器 /計(jì)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(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1溢出標(biāo)志位。當(dāng) T1被允許計(jì)數(shù)后， T1從初值開始加 1計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生 溢出時(shí)，置“ 1” TF1，并向 CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng) CPU響應(yīng)時(shí)，由硬件清“ 0” TF1， TF1也可以由程序查詢或清“ 0”。 TR1:定時(shí)器 T1的運(yùn)行控制位。該位由軟件置位和清零。當(dāng) GATE（ ）=0， TR1=1時(shí)就允許 T1開始計(jì)數(shù)， TR1=0時(shí)禁止 T1計(jì)數(shù)。當(dāng) GATE（ ） =1，TR1=1且 INT1輸入高電平時(shí)，才允許 T1計(jì)數(shù)。 TF0:定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0溢出標(biāo)志位。當(dāng) T0被允許計(jì)數(shù)后， T0從初值開始加 1計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，置“ 1” TF0，并向 CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng) CPU響應(yīng)時(shí)，由硬件清“ 0” TF0， TF0也可以由程序查詢或清“ 0”。 TR0:定時(shí)器 T0的運(yùn)行控制位。該位由軟件置位和清零。當(dāng) GATE（ ）=0， TR0=1時(shí)就允許 T0開始計(jì)數(shù)， TR1=0時(shí)禁止 T0計(jì)數(shù)。當(dāng) GATE（ ） =1，TR0=1且 INT0輸入高電平時(shí)，才允許 T0計(jì)數(shù)。 IE1:外部中斷 1中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)主機(jī)響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由內(nèi)部硬件自動(dòng)將 IE1位清 0。 IT1:外部中斷 1觸發(fā)方式控制位。 IT1=0時(shí)，外部中斷 1為低電平觸發(fā)方式， 當(dāng) INT1（ ）輸入低電平時(shí)，置位 IE1。采用低電平 觸發(fā)方式時(shí)，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