【大學(xué)論文】電氣工程學(xué)院論文基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(word檔)(編輯修改稿)
2025-06-10 20:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 T1 定時器 /計數(shù)器 1 的外部輸入，輸入。 6． 數(shù)據(jù)存儲器選通 ——WR 低電 平有效，輸出，片外存儲器寫選通。 ——RD 低電平有效，輸出，片外存儲器讀選通。 7．控制線 (共 4 根 ) 輸入： RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 EA/Vpp——片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。在編程時，其上施加 21V 的編程電壓。 注意：在加密方式 1時， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 輸入、輸出： ALE/PROG——地址鎖存允許信號，輸出 。 ALE 以 1/6 的振蕩頻率穩(wěn)定速率輸出，可用作對外輸出的時鐘或用于定時。在 EPROM 編程期間，作輸入，輸入編程脈沖（ PROG）。 ALE 可以驅(qū)動 8個 LSTTL負(fù)載。 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 注意：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 輸出： PSEN——片外程序存儲器選通信號，低電平有效。在從片外程序存儲器取址期間，在每個機(jī)器周期中，當(dāng) PSEN 有效時，程序存儲器的內(nèi)容被送上 P0 口（數(shù)據(jù)總線）。 PSEN 可以驅(qū)動 8 個 LSTTL 負(fù)載。 AT89C51 系列單片機(jī)的功能單元 ９ 1．并行 I/O 接口： 單片機(jī)芯片內(nèi)有一項主要功能就是并行 I/O 口。 51 系列共有 4個 8 位的并行 I/O 口，分別記作 P0、 P P P3 每個口 都包含一個鎖存器，一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。實際上，它們已被歸入專用寄存器之列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。在訪問片外擴(kuò)展存儲器時，低八位地址和數(shù)據(jù)由 P0 口分時傳送，高八位地址由 P2口傳送。 2．定時器 /計數(shù)器 定時器 /計數(shù)器（ timer/counter）是單片機(jī)中的重要部件，其工作方式靈活、編程簡單，使用它對減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)和簡化外圍電路都大有好處。 C51系列包含有兩個 16 位的可編程定時器 /計數(shù)器分別稱為定時器 /計數(shù)器 T0 和定時器 /計數(shù)器 T1；在 C51 部分產(chǎn)品中，還包含有一個用做看門狗的 8 位定時器。 定時器 /計數(shù)器的核心是一個加 1 計數(shù)引腳上施加器，其基本功能是加 1 功能。在單片機(jī)的定時器 T0或 T1中，有一個定時器發(fā)生由 0到 1 的跳變時，計數(shù)器增 1，即為計數(shù)功能；在單片機(jī)內(nèi)部對機(jī)器周期或其分頻進(jìn)行計數(shù)，從而得到定時，這就是定時功能。在單片機(jī)中，定時功能和計數(shù)功能的設(shè)定和控制都是通過軟件來進(jìn)行的。 定時器 /計數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其原理：由定時器 0、定時器 定時器方式寄存器 TMOD 和定時器控制寄存器 TCON 組成。當(dāng)定時器 /計數(shù)器設(shè)置為定時工作方式時，計數(shù)器對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù)，每過一個機(jī)器周期，計數(shù)器加 1，直至計滿溢出 。定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率緊密相關(guān)，因為 C51 系列單片機(jī)的一個機(jī)器周期由 12 個振蕩脈沖組成，所以，計數(shù)頻率 fc=fosc/12。如果單片機(jī)系統(tǒng)采用12MHz 晶振，則計數(shù)周期為 : (21) 這是最短的定時周期，適當(dāng)選擇定時器的初值可獲取各種定時時間。 當(dāng)定時器 /計數(shù)器設(shè)置為計數(shù)工作方式時，計數(shù)器對來自輸入引腳 T0（ ）和 T1（ ）的外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。在每個機(jī)器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電平，若前一個機(jī)器周期采樣值 為 1，后一個機(jī)器周期采樣值為 0，則計數(shù)器加 1。 １０ 新的計數(shù)值是在檢測到輸入引腳電平發(fā)生 1到 0 的負(fù)跳變后，于下一個機(jī)器周期的 S3P1 期間裝入計數(shù)器中的，可見，檢測一個由 1 到 0的負(fù)跳變需要兩個機(jī)器周期，所以最高檢測頻率為振蕩頻率的 1/24。計數(shù)器對外部輸入信號的占空比沒有特別的限制，但必須保證輸入信號的高電平與低電平的持續(xù)時間在一個機(jī)器周期以上。 3．振蕩器 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。當(dāng)輸入至內(nèi)部時鐘信號時要通過一個二分頻觸發(fā)器，而對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4．芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM、定時器、計數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在 工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 5．中斷系統(tǒng) 中斷系統(tǒng)是單片機(jī)的重要組成部分。實時控制、故障自動處理、單片機(jī)與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送往往采用中斷系統(tǒng)。中斷系統(tǒng)大大提高了系統(tǒng)的效率。 C51 系統(tǒng)有關(guān)中斷的寄存器有 4 個，分別為中斷源寄存器 TCON和 SCON、中斷允許控制寄存器 IE 和中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP；中斷源有 5個，分別為外部中斷 0 請求 INT0、外部中斷 1 請求 INT定時器 0溢出中斷請求 TF0、定時器 1 溢出中斷請求 TF1 和串行中斷請求 R1 或 T1。 5 個中斷源的排列順序由中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP和順序查詢邏輯電路共同決定， 5 個中斷源分別對應(yīng) 5 個固定的中斷入口地址。中斷的特點是分時操作，實時處理和故障處理。 簡單介紹一下本次設(shè)計所需的單片機(jī)芯片 AT89C51 的中斷系統(tǒng)中要用到的中斷類型。 （ 1） 外部中斷源 AT89C51 有 INT0和 INT1兩條外部中斷請求輸入線 ,用于輸入兩 １１ 個外部中斷源的中斷請求信號 ,并允許外部中斷源以低電平或負(fù)邊沿兩種中斷觸發(fā)方式來輸入中斷請求信號。 AT89C51 究竟工作于哪種中斷觸發(fā)方式 ,可由用戶對定時器控制寄存器 TCON 中 IT0 和 IT1 位狀態(tài)的設(shè)定來選取。 AT89C51 在每個機(jī)器周期的 S5P2 時對 INT0、線上中斷請求信號進(jìn)行一次檢測 ,檢測方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。若 AT89C51 設(shè)定為電平觸發(fā)方式
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