【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。 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。它的各個(gè)位的具體定義如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、 SM1 為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對(duì)應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置。串行口工作模式設(shè)置。 SM0 SM1 模式 功能 波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8 位 UART 可變 1 0 2 9 位 UART fosc/32 或 fosc/64 1 1 3 9 位 UART 可變 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 15 在這里只說(shuō)明最常用的模式 1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。 UART 為 (Universal Asynchronous Receiver）的英文縮寫(xiě)。 SM2 在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式 0 中要求該位為 0。 REM 為允許接收位， REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。 REM 是由軟件置位或清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入 REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開(kāi)串口接收。 大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入 REM=0 來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。 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。該位可能是奇偶位，地址 /數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式 0 中， RB8 為保留位沒(méi)有被使用。在模式 1 中，當(dāng) SM2=0， RB8 是已接收數(shù)據(jù)的停止位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位 。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。 TI 置位后，申請(qǐng)中斷， CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一 幀數(shù)據(jù)。在任何模式下， TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫(xiě)入到 SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開(kāi)），這時(shí) TI=1，表明發(fā)送已完成， TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。 RI 接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。 RI=1，申請(qǐng)中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式 1 中， SM2=1 時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位 ，則不會(huì)對(duì) RI 置位。同樣 RI 也必須要靠軟件清除。常用的串口模式 1 是傳輸 10 個(gè)位的， 1 位起始位為 0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先， 1 位停止位為 1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器 1 或定時(shí)器 2 的定時(shí)值（溢出速率）。AT89C51 和 AT89C2051 等 51 系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1，而定時(shí)器2是 89C52 系列芯片才有的。 波特率在使用串口做通訊時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時(shí)才可以進(jìn)行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。 有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn) 9600 會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600 個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒可以傳送 9600 個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要 8 個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式 1 來(lái)傳輸那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用 10 個(gè)二進(jìn)位， 9600 波特率用模式 1 傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是 9600247。10 ＝ 960 字節(jié)。 51 芯片的串 口工作模式 0的波特率是固定的，為 fosc/12，以一個(gè) 12M 的晶振來(lái)計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到 1M。模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32，具體用那一種就取決于 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 16 PCON 寄存器中的 SMOD 位，如 SMOD 為 0，波特率為 focs/64,SMOD 為 1，波特率為 focs/32。模式 1 和模式 3 的波特率是可變的，取決于定時(shí)器 1 或 2（ 52 芯片）的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模 式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。 波特率＝（ 2SMOD247。32 ） 定時(shí)器 1 溢出速率 上式中如設(shè)置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時(shí)就可以把波特率提升 2 倍。通常會(huì)使用定時(shí)器 1 工作在定時(shí)器工作模式 2 下 ，這時(shí)定時(shí)值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)， TH1 做為自動(dòng)重裝值 ，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后， TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到 TL1，再次開(kāi)始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式 2 下定時(shí)器 1 溢出速率的計(jì)算公式如下： 溢出速率＝（計(jì)數(shù)速率） /(256－ TH1) 上式中的 “ 計(jì)數(shù)速率 ” 與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在 51 芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器 TH 的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知 51 芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的 1/12，一個(gè) 12M 的晶振用在 51 芯片上，那么 51 的計(jì)數(shù)速率就為 1M。通常用 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)誤差的波特率，那么為何呢？計(jì)算一下就知道了。如我們要得到 9600 的波特率，晶振為 和 12M，定時(shí)器 1 為模式 2， SMOD 設(shè)為 1，分別看看那所要求的 TH1 為何值。代入公式： 9600＝ (2247。32)(()/(256 TH1)) TH1＝ 250 12M 9600＝ (2247。32)((12M/12)/(256 TH1)) TH1≈ 上面的計(jì)算可以看出使用 12M 晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的 TH1 不為整數(shù)，而 TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的 9600 波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用 的晶體振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。 第二節(jié) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路設(shè)計(jì) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用 ADC0809芯片。 ADC0809 是 M美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道， 8 位逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D芯片 。 （ 1） 主要特性 ： （ 1） 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 （ 2） 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕? 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 17 （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs( 時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs （時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)） （ 4） 單個(gè)＋ 5V 電源供電 （ 5） 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 （ 6） 工作溫 度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 （ 7） 低功耗，約 15mW。 （ 2） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) : ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 13． 22 所示，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 。 （ 3） 外部特性（引腳功能） : ADC0809 芯片有 28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 13． 23 所示。下面說(shuō)明各引腳功能。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于 選通 8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START： A／ D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 EOC： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 VCC：電源，單一＋ 5V。 GND：地。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如圖 所示 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 18 圖 ADC0809 內(nèi)部圖及引腳圖 （ 4） ADC0809 的工作過(guò)程 ： 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8 路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入 鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳 送的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。 （ 1） 定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種 A/D轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μs ，相當(dāng)于 6MHz 的 MCS51單片機(jī)共 64 個(gè)機(jī)器周期?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn) 換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 （ 2）查詢方式 A/D 轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如 ADC0809 的 EOC端。因此可以用查詢方式，測(cè)試 EOC 的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 （ 3） 中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（ EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過(guò)指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)， OE 信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文 （基于單片機(jī)一氧化碳報(bào)警設(shè)計(jì)） 19 片機(jī)接受。 （ 5） ADC0809 與單片機(jī)連接方式如圖 ： I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10E O C7U1A D C 0 8 0 9E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P3