【文章內容簡介】 3口特殊功能 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） 中 文 摘 要 11 /INT1（外部中斷 1） T0（ 定時 /計數(shù)器 0 外部輸入） T1（ 定時 /計數(shù)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口 還接收一些用于 Flash 閃速存儲器和程序校驗的控制信號。 （ 2） MCS51 的尋址方式： （ 1） 、立即尋址 如： MOV A ， 40H （ 2） 、直接尋址 如： MOV A ， 3AH （ 3） 、寄存器尋址 如： MOV A ， Rn （ 4） 、寄存器間接尋址 如： MOV A ， @Rn （ 5）、基址加變址尋址 如： MOVC A ， @A+DPTR （ 6）、相對尋址 如： SJMP 08H （ 7） 、位尋址 MOV 20H ， C （ 3）指令： MOV ： 片內 RAM 傳送 MOVX ： 片外 RAM 傳送 MOVC ： ROM 傳送 XCH ： 交換（和 A 交換） SWAP ： A 內半字節(jié)交換 ADD ：不帶進位加 ADDC ：帶 進位加 SUBB ：帶進位減 INC ：加 1 DEC ：減 1 MUL ：乘法 DIV ：除法 DAA ：調整 （ 4）計數(shù)初值的計算 定時或計數(shù)方式下計數(shù)初值如何確定，定時器選擇不同的工作方中 文 摘 要 12 式，不同的操作模式其計數(shù)值均不相同。若設最大計數(shù)值為 M ，各操作模式下的 M 值為： 模式 0 ： M=2 13 =8192 模式 1 ： M=2 16 =65536 模式 2 ： M=2 8 =256 模式 3 ： M=256 ，定時器 T0 分成 2 個獨立的 8 位計數(shù)器，所以 TH0 、 TL0 的 M 均為 256 。 因為 AT89C51 的兩個定時器均為加 1 計數(shù)器，當初到最大值（ 00H 或 0000H ）時產生溢出，將 TF 位置 1 ，可發(fā)出溢出中斷，因此計數(shù)器初值 X 的計算式為： X=M 計數(shù)值式中的 M 由操作模式確定，不同的操作模式計數(shù)器的長不相同，故 M 值也不相同。而式中的計數(shù)值與定時器的工作方式有關。 （ a） 計數(shù)工作方式 計數(shù)工作方式時，計數(shù)脈沖由外部引入，是對外部沖進行計數(shù)，因此計數(shù)值根據(jù)要求確定。其計數(shù)初值： X=M 計 數(shù)值 例如：某工序要求對外部脈沖信號計 100 次， X=M100 (b)定時工作方式 定時工作方式時，因為計數(shù)脈沖由內部供給，是對機器周期進行計數(shù)，故計數(shù)脈沖頻率為 f cont =f osc 1/12 (式11) 計數(shù)周期 T=1/f cont =12/f osc 定時工作方式的計數(shù)初值 X 等于： X=M計數(shù)值 =Mt/T=M （ f osc t ） /12 (式 12) 式中： fosc 為振蕩器的振蕩頻率， t 為要求定時的時間。 定時器有兩種工作方式 ：即定時和計數(shù)工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位選擇，其中 D6 位選擇 T1 的工作方式， D2 位選擇 T0 的工作方式。 =0 工作在定時方式， =1 工作在計數(shù)方式。并有四種操作模式： 1 、模式 0 ： 13 位計數(shù)器， TLi 只用低 5 位。 中 文 摘 要 13 2 、模式 1 ： 16 位計數(shù)器。 3 、模式 2 ： 8 位自動重裝計數(shù)器， THi 的值在計數(shù)中不變， TLi 溢出時， THi 中的值自動裝入 TLi 中。 4 、模式 3 ： T0 分成 2 個獨立的 8 位計數(shù)器， T1 停止計數(shù)。 MCS51 有 5 個中斷源，可分為 2 個中斷優(yōu)先級，即高優(yōu)先級和低優(yōu)先級，中斷自然優(yōu)先級： 外部中斷 0 ；定時器 0 中斷； 外部中斷 1 ；定時器 1 中斷 ； 串行口中斷 ；定時器 2 中斷 （ a）同級或高優(yōu)先級的中斷正在進行中； （ b）現(xiàn)在的機器周期還不是執(zhí)行指令的最后一上機器周期，即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應任何中斷； （ c）正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RET1 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令， 換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應中斷請求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之扣才會響應。 (5)中斷響應的條件 CPU 響應中斷的條件有： （ a）有中斷源發(fā)出中斷請求； （ b）中斷總允許位 EA=1 ，即 CPU 開中斷； （ c）申請中斷的中斷源的中斷允許位為 1 ，即沒有被屏蔽。 (6)串行口工作方式及幀格式 MCS51 單片機串行口可以通過軟件設置四種工作方式： 方式 0 ：這種工作方式比較特殊，與常見的微型計算機的串行口不同，它又叫同步移位寄存器 輸出方式。在這種方式下，數(shù)據(jù)從 RXD 端串行輸出或輸入，同步信號從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩率的 1/12 。該方式是以 8 位數(shù)據(jù)為一幀，沒有起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。 方式 2 ：采用這種方式可接收或發(fā)送 11 位數(shù)據(jù)，以 11 位為一幀，比方式 1 增加了一個數(shù)據(jù)位，其余相同。第 9 個數(shù)據(jù)即 D8 位具有特別的用途，可以通過軟件摟控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS51 單片機串行口適用于多機通信。方式 2 的波特率固定，只有兩種選 擇，為振蕩率的 1/64 或 1/32 ，可中 文 摘 要 14 由 PCON 的最高位選擇。 方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類似，唯一的區(qū)別是方式 3 的小組特率是可變的。而幀格式與方式 2 樣為 11 位一幀。所以方式 3 也適合于多機通信。 隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機的 CPU 、RAM 、 ROM 、定時 /數(shù)器和多種 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計算機，因此單片機早期的含義稱為單片微型計算機，直譯為單片機 。 (7) 掉電模式： 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令 是最后一條被執(zhí)行的指令，片內 RAM 和 特殊功能寄存器 SFR 的內容在終止 掉電模式前被凍結，退出掉電模式的唯一方法是硬件復位，復位后將重新定義全部 特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內容，在 VCC 恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 中 文 摘 要 15 第 3 章 單片機 水位監(jiān)控 系統(tǒng)分析與設計的硬件 在第二章中已分析了系統(tǒng)并繪制了框圖，下面將根據(jù)框圖分別設計各部分電路。 水位監(jiān)測電路的設計 由于 超聲波 的穿透力很強， 且 不會影響到人們的正常工作 ，并且 他的 傳播速度快 ，所以 本設計采用超聲波測距原理來監(jiān)測水位高度。 超聲波測距電路主要包括超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路 兩 部分。 使用單片機的 端口輸出超聲波 發(fā)射器 所需的 40kHz 的方波信號，利用外中斷 0口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。超聲波發(fā)射電路主要由 74LS00 和超聲波發(fā)射 器 T40 構成，單片機 端口輸出的 40kHz 的方波信號一路經一級 與非門 后送到超聲波 發(fā)射 器的一個電極，另一路經兩級 與非門 后送到超聲波 發(fā)射器的另一個電極，用這種推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。 壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內部有兩個壓電晶片和一個換能板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產生超聲波，這時它就是一個