【正文】 ）P0 口 P0 口的內(nèi)部有一個(gè) 2 選 1 的選擇器， 它受內(nèi)部信號的控制， 如果處在 I/O 口工作方式，此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)“準(zhǔn)雙向口” （輸入時(shí)須先將口置“1”，每根 ） 口線可以獨(dú)立定義為輸入或輸出，但是須在口線上加上拉電阻。并 與 P0 口輸出的低地址一起構(gòu)成 16 位的地址線。其中的 7 位其格式如表 ： 表 D7 CY D6 AC D5 F0 D4 RS1 PSW 格 式 D3 RS0 D2 OV D1 —— D0 P 下面介紹其功能： （1）CY；進(jìn)位標(biāo)志 當(dāng)運(yùn)算超過八位是向 CY 進(jìn)位，CY 置“1” 。 指針開始所指的位置并非就是數(shù)據(jù)存放的實(shí)際位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個(gè) 位置。 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器除了可以作為計(jì)數(shù)用還可以用作定時(shí)器。 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器 TMOD（89H） 表 用于 T1 GATE C/T M1 M0 GATE C/T TMOD 格 式 用于 T0 M1 M0 12 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 從表 中可以看出，TMOD 被分成兩部份每部份 4 位分別用于控制 T1 和 T0。 工作方式 1 工作方式 1 是 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式， TMOD 的 M 設(shè)為 將 M0 “01” 即可，其它特性與工作方式 0 相同。若 T1 設(shè)置為工作方 式 3，則停止工作（其效果與 TRI=0 相同） ，所以工作方式 3 只適用于 T0。 單片機(jī)的中斷功能 中斷的原理 中斷其實(shí)意思就是隨時(shí)都有可能發(fā)生的一些不確定量的變化，比如機(jī)器 在執(zhí)行其它指令時(shí)， 定時(shí)器突然溢出了就是一個(gè)中斷， 此時(shí)如果條件允許 （開 了中斷并且中斷優(yōu)先級滿足執(zhí)行該中斷） ，CPU 就會先停下執(zhí)行別的程序先 去處理中斷程序，處理完了再回到剛才斷開的地方（稱為斷點(diǎn)）繼續(xù)執(zhí)行之 前的程序。89C51 單片機(jī)擁有 5 個(gè)中斷源。 引腳（12 腳和 13 腳） 特殊寄存器 TCON 中有四位與外中斷有關(guān)： A． IT0；中斷 0（INT0）的觸發(fā)方式控制位 可由軟件進(jìn)行置位和復(fù)位，IT0=0，中斷 0 為低電平觸發(fā)方式；IT0=1， 中斷 0 為負(fù)跳變觸發(fā)方式。 （2）內(nèi)部中斷 即定時(shí)器 0T0 和定時(shí)器 1T1 中斷，與外中斷一樣，它也是由 TCON 中的 四位控制的。 （3）串行口中斷 負(fù)責(zé)串行口的發(fā)送接收中斷。它是個(gè)總開關(guān)，凡是要設(shè)置中斷都得先通 過它。 （3）ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 中斷控制位。 （5）ET0：定時(shí)器 0 中斷控制位。 中斷源優(yōu)先級寄存器 IP（D8H） 單片機(jī)執(zhí)行中斷的過程和生活中的中斷有些類似，它也有一個(gè)自然優(yōu)先 級與人工優(yōu)先級的問題。但有時(shí)我們需要人工設(shè)置高、低優(yōu)先級，也就是說由編程者來 設(shè)定哪些中斷是高優(yōu)先級，哪些中斷是低優(yōu)先級。 16 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 入口地址請看下面 ： （1）外中斷：0INT，00003H （2）定時(shí)器：0T0， 000BH （3）外中斷：1INT1，0013H （4）定時(shí)器：1T1 ，001BH （5）串口中斷： 0023H 單片機(jī)串口通信 串口通信原理 串口通訊對單片機(jī)而言意義重大，不但可以實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)端，而且也能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對單片機(jī)的控制。 SBUF 為串行口收/發(fā)緩沖寄存器，它是可尋址的專用寄存器，其中包含 了發(fā)送寄存器 SBUF 和接受寄存器 SBUF，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。 51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。 （2）SM2；在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。 （5）RB8；接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。 （7）RI；接收中斷標(biāo)識位。系統(tǒng) 默認(rèn)為 SMOD=0。 格式： 一次收發(fā)過程， 收發(fā) 8 位二進(jìn)制數(shù)， 低位在前， 逐位收發(fā)， TXD 在 引腳輸出移位時(shí)鐘。數(shù)據(jù)位由 TXD 發(fā)送，由 RXD 接收。 方式 2 和方式 3 的工作原理相似，唯一的差別是方式 2 的波特率是固定 的。 作為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)， 這一章主要集中介紹在本課題中利用到的各個(gè)基本功能模塊的原理和控制方 法，通過學(xué)習(xí)，我們了解了 51 單片機(jī)的性能特點(diǎn)，如功耗超低、運(yùn)行速度快 和豐富的片內(nèi)外資源等特點(diǎn)， 以及 51 的具體操作方法， 為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)作了充分的理論準(zhǔn)備。 這個(gè)調(diào)制解調(diào)器支持不 RF 收發(fā)器集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器。 CC1100 主要特性 體積?。≦LP 44mm 封裝，20 腳） 。 可編程控制的數(shù)據(jù)傳輸率，可達(dá) 500kbps。 極少的外部元件： 芯片內(nèi)頻率合成器， 不需要外部濾波器或 RF 轉(zhuǎn)換。 1快速頻率變動合成器帶來的合適的頻率跳躍系統(tǒng)。 CC1100 端口概述 SCLK；數(shù)字輸入 ,連續(xù)配置接口，時(shí)鐘輸入。 GDO0 (ATEST)；數(shù)字 I/O ,一般用途的數(shù)字輸出腳： （1）測試信號 （2） FIFO 狀態(tài)信號 （3）時(shí)鐘輸出，從 XOSC 向下分割 （4）連續(xù)輸入 TX 數(shù)據(jù) ，也用作原型/產(chǎn)品測試的模擬測試 I/O CSn；數(shù)字輸入 ，連續(xù)配置接口，芯片選擇。 1AVDD；功率（模擬） 模擬功率供給連接。 1RBIAS；模擬 I/O ，參考電流的外部偏阻器。 如圖 所示 23 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 圖 CC1100 管腳圖 工作方式 芯片狀態(tài)位 當(dāng)頭字節(jié)在 SPI 接口上被寫入時(shí)，芯片狀態(tài)字節(jié)在 SO 腳上被 CC1100 寫入。 CHIP_RDYn 信號表明晶體正處于工作中，調(diào)節(jié)數(shù)字供給電壓是穩(wěn)定的。只有芯片處于 此狀態(tài)時(shí)，頻率和信道配置才能被更新。為了進(jìn) 行讀操作，這個(gè)區(qū)域包含可從 RX FIFO 讀取的字節(jié)數(shù)。 器均能讀和寫。這個(gè)地 址在內(nèi)部計(jì)數(shù)器內(nèi)設(shè)置起始地址。狀態(tài)寄存器只讀。這些命令用來關(guān)閉晶體振蕩器，開啟傳輸模式和電磁波激 活等。命令濾波立即被執(zhí)行，當(dāng) CSn 高時(shí) SPWD 和 SXOFF 濾波是例外。 突發(fā)位用來決定 FIFO 訪問是單字節(jié)還是突發(fā)訪問。 如下頭字節(jié)訪問 FIFO： 0x3F :單字節(jié)訪問 TX FIFO 0x7F :突發(fā)訪問 TX FIFO 0xBF :單字節(jié)訪問 RX FIFO 0XFF :突發(fā)訪問 RX FIFO 當(dāng)對 TX FIFO 寫時(shí)，狀態(tài)字節(jié)對每個(gè) SO 腳上的新數(shù)據(jù)字節(jié)是輸出量。 傳輸 FIFO 可能會通過發(fā)布一個(gè) SFTX 命令濾波而被淹沒。PATABLE 用來選擇 PA 能量控制設(shè)置。這個(gè)表從最 低位（0）到最高位（7）可讀和寫，一此一位。當(dāng)達(dá)到最大值時(shí)，計(jì)數(shù)器由零重新開始計(jì)數(shù)。 如果一字節(jié)被寫入 PATABLE，且 這個(gè)值將要被讀出，那么，為了設(shè)置索引計(jì)數(shù)器的值重為 0，CSn 必須在讀 訪問之前置為高。校準(zhǔn)時(shí)間恒定為 18739 時(shí)鐘周期。終止定時(shí) 器在開啟解調(diào)器之后起作用。 可控條件為： =0：若找到同步詞匯，則連續(xù)接收。 若當(dāng) 功能使用時(shí)，由于無載波感應(yīng)導(dǎo)致 RX 終 止，或者當(dāng)使用 工作暫停功能時(shí)無同步詞匯，則芯片會 回到空閑狀態(tài)。 通過重復(fù)使用 SPI 接口上的 SI,SCLK 和 CSn，CC1100 含有一個(gè)可選的 控制電磁波方式。當(dāng) CSn 變低，SI 和 SCLK 的狀態(tài)被閉鎖，根據(jù)引腳配置一個(gè)命令 濾波在內(nèi)部產(chǎn)生。 28 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第5章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原則 硬件電路的總體設(shè)計(jì)，是指為實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目全部功能所需要的所有硬件的 電氣連接。因?yàn)?，在?shí)施硬件 電路結(jié)構(gòu)和軟件方案結(jié)合的過程中，硬件電路結(jié)構(gòu)與軟件方案會彼此影響， 相互制約，從而使得整機(jī)難以完成相應(yīng)的功能。 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含兩部分內(nèi)容： 一是系統(tǒng)擴(kuò)展， 即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如 ROM、RAM、I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng) 等不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè) 計(jì)相應(yīng)的電路。同時(shí)在單片機(jī)外圍電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動能力。如下圖： 圖 接收模塊框圖 控制模塊的基本外圍電路設(shè)計(jì) 控制模塊的基本外圍電路包括：控制電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、等。 時(shí)鐘電路 如下圖： 圖 時(shí)鐘電路 在 51 單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器。另外在設(shè)計(jì)電路時(shí) 晶振和電容應(yīng)盡可能的靠近芯片，以減少 PCB 板的分布電容，保證振蕩器工 作的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。另外由于程序運(yùn)行中的錯誤或操作失誤使系統(tǒng) 處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫這種狀態(tài)，也需要進(jìn)行復(fù)位[11]。 它其實(shí)就是在上電復(fù)位的基礎(chǔ)上加了一個(gè)電阻和按鍵。 平衡轉(zhuǎn)換器和 RF 匹配 C131, C121, L121 和 L131 形成一個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器，用以將 CC1100 上的 微分 RF 端口轉(zhuǎn)換成單端 RF 信號（C124 也用在直流模塊上） 。在 26MHz28MHz 頻率范圍的晶體必須連接在 XOSC_Q1 和 XOSC_Q2 腳之間。在指定頻率 下，為使晶體振蕩，晶體兩端的總負(fù)載電容值應(yīng)該等于 CL。這意味著，要用一個(gè)高電流來開啟振蕩。 附加濾波 附加外部元件（例如一個(gè) RF SAW 濾波器）能用來改進(jìn)特殊應(yīng)用中的性 能。 必須嚴(yán)格遵照 Chipcon 公司給出的參考設(shè)計(jì)。 按鍵與單片機(jī)的連接方式有：獨(dú)立式、行列式、掃描方式、定時(shí)中斷方 式等。其中與普通 I/O 口連接的 10 個(gè)按鍵，控制接收機(jī)一，這十個(gè)案件代表 0~9 這十個(gè)數(shù)據(jù)；與中斷口連接的 案件控制接收機(jī)二，控制繼電器的通斷。共陽數(shù)碼管 在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到+5V， 當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平 時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 每個(gè)數(shù)碼管的八個(gè)字段分別與一個(gè)八位 I/O 口地址相連， I/O 口只要有段碼輸出，響應(yīng)自負(fù)即顯示出來，并保持不變，直到 I/O 口輸出 新的段碼。 繼電器控制電路 接收機(jī)二通過繼電器達(dá)到控制強(qiáng)電的目的。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、 銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。 電路圖見附錄 3。 SPI 接口上所有的處理都同一個(gè)包含一個(gè)讀/寫位，一個(gè)突發(fā)訪問位和一 個(gè) 6 位地址的頭字節(jié)一起作用。 這表明電壓調(diào)制器已經(jīng)穩(wěn)定， 晶體正在運(yùn)作中。專用引腳名為 GDO0 和GDO1。當(dāng) CSn 為低時(shí)，此引腳的功能如一般 SO 腳。 當(dāng)頻率合成器開啟時(shí)（如 MANCAL,FSTXON 和 TX 狀態(tài)） ，溫度傳感 器輸出通常是可用的。 硬件的焊接與調(diào)試 控制模塊精密度要求不高，為節(jié)約成本，控制電路直接在萬用板上；而 無線收發(fā)模塊要求高精細(xì)度，因此，必須使用 PCB 板。其實(shí)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的 問題還真不少。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，晶振兩腳波形嚴(yán) 重失真，因此，我重新焊接了晶振，程序得以燒錄。通過這一章，我們可以了解到本設(shè)計(jì)的硬件是如何 工作的。C 語言是 Combined Language（組合語言） 的中英混合簡稱。 軟件系統(tǒng)功能概述 軟件主要分為兩個(gè)模塊：單片機(jī)程序[15]和無線收發(fā)芯片程序。再調(diào)用串口程序發(fā)送 兩個(gè)數(shù)據(jù)作為接收機(jī)二的控制程序。發(fā)送數(shù)據(jù)的函 數(shù)思想就是先申請占有中斷，后進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)通信。如圖 （a） ： 串口接受采取中斷接收方式。如圖 ： 41 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 圖 受控程序流程圖 無線收發(fā)模塊程序 CC1100 端口設(shè)置程序[16] 通過重復(fù)使用 SPI 接口上的 SI,SCLK 和 CSn，CC1100 含有一個(gè)可選的 控制電磁波方式。當(dāng) CSn 變低，SI 和 SCLK 的狀態(tài)被閉鎖，根據(jù)引腳配置 一個(gè)命令濾波在內(nèi)部產(chǎn)生。使用時(shí)只需要寫入 SRES 濾波指令。 SPI 接口上所有的處理都同一個(gè)包含一個(gè)讀/寫位，一個(gè)突發(fā)訪問位和一 個(gè) 6 位地址的頭字節(jié)一起作用。 這表明電壓調(diào)制器已經(jīng)穩(wěn)定， 晶體正在運(yùn)作中。這些指令用來止振，使能接收模式，特別用來啟用無線收發(fā)。 時(shí)序如圖 ： 圖 命令濾波時(shí)序圖 發(fā)送／接收據(jù)包程序流程圖 （a）發(fā)送數(shù)據(jù)包 （b）接收數(shù)據(jù)包 圖 發(fā)送／接收數(shù)據(jù)包程序流程圖 無線收發(fā)模塊程序流程圖 45 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 （a）發(fā)送模塊 6. 9 無線收發(fā)模塊程序流程圖 （b）接收模塊圖 軟件調(diào)試 一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過整體設(shè)計(jì)，完成硬件和軟件設(shè)計(jì)并安裝元器件，再 在系統(tǒng)的程序儲存器中存入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。 第一步，建立用戶原程序。 第三步，與硬件連接調(diào)試，匯編過后，源程序可能存在邏輯錯誤。然后詳細(xì)介紹了單片 機(jī)程序和收發(fā)模塊程序等軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括軟件系統(tǒng)的總體功能以及軟 件的各模塊設(shè)計(jì)流程，并附帶有些模塊流程的流程圖。 例如在惡劣環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器， 人難以到現(xiàn)場操縱，就必須使用遙控技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱。因其具有編解碼功能，只 需將控制信息通過串口發(fā)送至收發(fā)模塊即可。在課題的完成過程中，遇到的各種 問題也通過查閱資料等方式尋求解決方案。對模擬電路、數(shù)字電路及通信原理等知識有了進(jìn) 一步的