【文章內容簡介】 為高電平時， 1T 截止， 2T 導通。于是， 1C 轉接到運放的輸入端，此時，1C 放電，將 1C 原來所充電荷 Q 1C 傳輸?shù)?2C 上。 由此可見，在每一時鐘周期 CT 內，從信號源中提取的電荷 Q 1C = 1C iV 供給了積分電容 2C 。因此，在節(jié)點 2 之間流過的平均電流為 1Iav CCVi=T (13) 如果 CT 足夠短，可以近似認為這個過程是連續(xù)的，因而由上式可以在兩節(jié)點間定義一個等效電路 epR ，即 Ieq avVR i? (14) 1Ceq TR C? (15) 這樣，就可以得到一個等效的積分時間常數(shù) C22 eq 1TCT=C R = C (16) 顯然，影響濾波器頻率響應的時間常數(shù)取決于時鐘周期 CT 和電容比值 2C / 1C ，而與電容的絕對值無關。在 MOS 工藝中，電容比值的精度可以控制在 %以內。這樣，只要選用合適的時鐘頻率（如 cf =100kHz）和不太大的電容比值（如 10），對于低頻率應用來說，就可獲得合適的時間常數(shù)（ 如 10–4s） (4) 數(shù)字信號軟件濾波：這是利用軟件處理信號的手段，利用濾波算法（限副濾波，中位值濾波法，算術平均濾波法，遞推平均濾波法，中位值平均濾波法，限幅平均 濾波法，一階滯后濾波法，加權遞推平均濾波法，消抖濾波法，限幅消抖濾波法 ） 來對信號進行處理。 8 濾波器的設計 濾波器特性可以用其頻率響應來描述，按其特性的不同，可以分為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器和帶阻濾波器等。 用來說明濾波器性能的技術指標主要有： 中心頻率 0f ，即工作頻帶的中心 ， 帶寬 BW， 通帶衰減 （ 即通帶內的最大衰減 ）阻帶衰減 。 對于實際濾波器而言，考慮到實際的組成元件的品質因數(shù)的取值是一有限值（因為受限于材料與工藝的水平），所以所有工程上的實用濾 波器都是有損濾波器，因此對于這些濾波器還應考慮通帶內的最小插入衰減。 現(xiàn)代濾波器設計，多是采用濾波器變換的方法加以實現(xiàn)。主要是通過對低通原型濾波器進行頻率變換與阻抗變換，來得到新的目標濾波器。 AT89S52 單片機的介紹 主要性能 (1) 與 MCS51 單片機產品兼容 (2) 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 (3) 1000 次擦寫周期 (4) 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz (5) 三級加密程序存儲器 (6) 32 個可編程 I/O 口線 (7) 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 (8) 八個中斷源 (9) 全雙工 UART 串行通道 (10) 低功耗空閑和掉電模式 (11) 掉電后中斷可喚醒 (12) 看門狗定時器 (13) 雙數(shù)據指針 (14) 掉電標識符 9 功能特征描述 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位 為止 。 引腳功能 VCC：電源 GND： 接地 P0 口 ： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅動8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫 “ 1” 時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據復用。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。在 flash 編程時， P0 口也用來接 收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端 口寫 “ 1” 時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 所示。在 flash 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 10 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（ 定時器 /計數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 表 P1口功能 P2口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16位地址讀取外部數(shù)據存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。在使用 8位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據存儲器時， P2口輸出 P2鎖存器的內容。在 flash編程和校驗時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號 [1]。 P3口 ： P3 口是一個有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “ 1” 時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3口亦作 為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表 所示。在 flash編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。 11 引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0 (外部中斷 0) INT1 (外部中斷 1) 0T （定時器 0外部輸入） 1T （ 定時器 1外部輸入） WR (外部數(shù)據存儲器寫選通 ) RD (外部數(shù)據存儲器寫選通 ) 表 P3口功能 RST： 復位輸入。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2個 機器周期高電平將使單片機復位。看門狗計時完成后， RST 腳輸出 96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。 DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。 ALE/ PROG ： 地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在 flash編程時，此引腳 (PROG )也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數(shù)據存儲器時， ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1” ， ALE操作將無效。這一位置 “ 1” ， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指 令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN ： 外部程序存儲器選通信號 (PSEN )是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據存儲器時， PSEN 將不被激 活。 EA /VPP： 訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH的外 12 部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內部程序指令， EA 應該接VCC。在 flash編程期間， EA 也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端 [1]。 存儲器結構 MCS51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據存儲器都可以 64K尋址。 程序存儲器 ： 如果 EA 引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于AT89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內部存儲器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2020H~FFFFH。 數(shù)據存儲器 ： AT89S52 有 256 字節(jié)片內數(shù)據存儲器。高 128 字節(jié)與特 殊功能寄存器重疊。也就是說高 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式決定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。例如，下面的直接尋址指令訪問 OA0H（ P2口）存儲單元 MOV OA0H , data 使用間接尋址方式訪問高 128 字節(jié) RAM。例如，下面的間接尋址方式中， R0 內容為 0A0H，訪問的是地址 0A0H的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 OA0H）。 MOV @R0 , data 堆棧操作也是簡介尋址方式。因此，高 128字節(jié)數(shù)據 RAM也可用于堆棧空間。 定時器 定時器 2是一個 16位定時 /計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器 T2CON中的 C/T2位選擇 。定時器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。如表 ，工作模式由 T2CON中的相關位選擇。定時器 2有 2個 8位寄存器： TH2和 TL2。在定時工作方式中，每個機器周期， TL2 寄存器都會加 1。由于一個機器周期由 12個晶振 13 周期構成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻 率的 1/12。 RCLK +TCLK CP/ 2RL TR2 MODE 0 0 1 16位自動重載 0 1 1 16位捕捉 1 X 1 波特率發(fā)生器 X X 0 （不用） 表 定時器 2工作模式 在計數(shù)工作方式下，寄存器在相關外部輸入角 T2發(fā)生 1至 0的下降沿時增加 1。在這種方式下，每個機器周期的 S5P2期間采樣外部輸入。一個機器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到低電平，計數(shù)器將加 1。在檢測到跳變的這個周期的S3P1 期間，新的計數(shù)值出現(xiàn)在寄存 器中。因為識別 1－ 0的跳變需要 2個機器周期(24個晶振周期 )，所以，最大的計數(shù)頻率不高于晶振頻率的 1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應該至少在一個完整的機器周期內保持不變。 (1)捕捉方式 在捕捉模式下，通過 T2CON中的 EXEN2來選擇兩種方式。如果 EXEN2=0，定時器 2時一個 16位定時 /計數(shù)器，溢出時，對 T2CON 的 TF2標志置位， TF2引起中斷。如果 EXEN2=1，定時器 2做相同的操作。除上述功能外，外部輸入 T2EX引腳 ()1至 0的下跳變也會使得 TH2和 TL2中的值分別捕 捉到 RCAP2H和RCAP2L中。除此之外， T2EX 的跳變會引起 T2CON 中的 EXF2 置位。像 TF2 一樣， T2EX 也會引起中斷。 (2)自動重載 當定時器 2工作于 16位自動重載模式，可對其編程實現(xiàn)向上計數(shù)或向下計數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器 T2MOD中的 DCEN(向下計數(shù)允許位 )來實現(xiàn)。通過復位， DCEN被置為 0，因此，定時器 2 默認為向上計數(shù)。 DCEN設置后，定時器2就可以取決于 T2EX向上、向下計數(shù)。 DCEN=0 時，定時器 2 自動計數(shù)。通過T2CON中的 EXEN2位可以選擇兩種方式。如果 EXEN2=0，定時器 2計數(shù)，計到0FFFFH后置位 TF2溢出標志。計數(shù)溢出也使得定時器寄存器重新從 RCAP2H和RCAP2L中加載 16位值。定時器工作于捕捉模式， RCAP2H和 RCAP2L的值可以 14 由軟件預設。如果 EXEN2=1，計數(shù)溢出或在