【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應(yīng)任何中斷； 3 ）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(huì)馬上響應(yīng)中斷請(qǐng)求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之后才會(huì)響應(yīng)。 串行口工作方式及幀格式 MCS51 單片機(jī)串行口可以通過軟件設(shè)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(jì)算機(jī)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(hào)從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩 11 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 1 ：在方式 1下，串行口為 10位通用異步接口。發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)，包括 1位起始位 0， 8位數(shù)據(jù)位和 1位停止位 1。其傳送波特率可調(diào)。 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(gè)數(shù)據(jù)位，其余相同。第 9個(gè)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(jī)串行口適用于多機(jī)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(jī)通信。 3 系統(tǒng)方案及電路設(shè)計(jì) 基于 FPGA的 CPU的設(shè)計(jì)，首先是架構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)架構(gòu)之前，先要了解計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，熟悉計(jì)算機(jī)的組成和工作原理。 系統(tǒng)方案 圖 31為電話撥號(hào)防盜報(bào)警器的 系統(tǒng)構(gòu)成方框圖，由單片機(jī)控制器，鍵盤輸入，數(shù)碼顯示，觸發(fā)器，撥號(hào)電話及電源等 6部分。 單片機(jī)控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制檢測(cè)輸入 /輸出顯示，模擬摘機(jī)，撥號(hào)報(bào)警，掛機(jī)等一系列的程序動(dòng)作。這里使用了小引腳，高性能，低價(jià)位的 AT89C2051。 鍵盤輸入電路負(fù)責(zé)輸入單片機(jī)中一系列工作參數(shù)及功能設(shè)定。 發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器在整個(gè)系統(tǒng)工作過程中充當(dāng)一個(gè)簡(jiǎn)單的人機(jī)界面，用以顯示工作狀況及輸入 /輸出的數(shù)據(jù)等。 電話撥號(hào)防盜報(bào)警器的觸發(fā)電路用磁性開關(guān)（門磁開關(guān)），簡(jiǎn)單可靠，也可以用紅外線探測(cè)器或無線門磁，以實(shí)現(xiàn)全方位遠(yuǎn) 距離檢測(cè)。報(bào)警器應(yīng)采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。 撥號(hào)及報(bào)警電路用來完成模擬摘機(jī)，撥號(hào)，發(fā)出報(bào)警音，掛機(jī)等工作過程，它的工作由單片機(jī)控制 。 12 電源部分負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電。平時(shí)由電話線上取得工作電流并對(duì)后備電池充電，撥號(hào)報(bào)警時(shí)轉(zhuǎn)由后備電池供電。 圖 31 電話撥號(hào)防盜報(bào)警器方框圖 脈沖撥號(hào)原理 脈沖撥號(hào)是目前電話機(jī)兩種撥號(hào)方式中的脈沖撥號(hào)就是指在電話機(jī)上撥入的電話號(hào)碼以脈沖個(gè)數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在 已經(jīng)通以直流電流的回路上，利用撥號(hào)盤及發(fā)號(hào)電路將回路斷開，再接通而形成的脈沖信號(hào)，來完成輸入電話號(hào)碼的發(fā)送。在操作中，若用戶撥 1，則送出 1個(gè)脈沖，回路中斷一次，接通一次；撥 2，則發(fā)出 2個(gè)脈沖，回路斷路一次，接通一次，再斷一次，再接通一次；而撥 0時(shí)，則發(fā)出 10個(gè)脈沖，回路斷，接通輪流 10次。 正常撥號(hào)時(shí)，電路電流中斷的時(shí)間一般在 58 至 65ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不同。快遞撥號(hào)時(shí)，只要取一半時(shí)間即可。電路電流接通的時(shí)間（即在同一位號(hào)碼中的 2 個(gè)斷脈沖之間的接通電流時(shí)間）約在 32 至42ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不 同?？焖贀芴?hào)時(shí)，只要取一半時(shí)間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時(shí)間的脈沖接通時(shí)間之和，每一個(gè)周期的時(shí)間為 100ms 左右。快速撥號(hào)時(shí)，在 50ms 左右。 2 位號(hào)碼（即 2 組脈沖串）之間的最小時(shí)間間隔，通常為 800ms 左右；而快速撥號(hào)時(shí)，其值減半，為 400 ms 左右。 鍵 盤 電 源 單 片 機(jī) 控 制 器 觸 發(fā) 開 關(guān) 撥 號(hào) 電 路 顯 示 電 路 電話線 13 圖 32 脈沖撥號(hào)原理 我國(guó)目前采用的電話脈沖撥號(hào)的速率是 10 PPS(每秒的脈沖數(shù)），即每秒發(fā)出 10 個(gè)脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號(hào)時(shí)的值。 為了提高撥號(hào)的可靠性及穩(wěn)定性，這里設(shè)計(jì)時(shí)選定更低的脈沖撥號(hào)速率： 1 個(gè)脈沖代表撥出 1,2 個(gè) 脈沖代表撥出 2,…… ， 10 個(gè)脈沖代表撥出 0,每個(gè)脈沖的寬度和間隔均為 100 ，然后開始脈沖撥號(hào)，撥出 1 位號(hào)碼后停頓 500 ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥完后再發(fā)報(bào)警音， …… ，最后掛機(jī) 脈沖撥號(hào)實(shí)現(xiàn)過程 平時(shí)電話線上的電壓約為 50^60 V 左右。未撥號(hào)時(shí)單片機(jī)的 P3. 0,P3. 1 均輸出低電平。 撥號(hào)過程如下： 1）單片機(jī)的 P3. 0 輸出高電平，使 TRl 導(dǎo)通，由于電話線路上接人了負(fù)載 R：，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機(jī)。 2）單片機(jī)的 P3. 0 開始輸出撥號(hào)脈沖，使電話線的電壓（電平）也斷 通號(hào)碼字間隔時(shí)間 號(hào)碼 2 的脈沖時(shí)間tb tmtp號(hào)碼 3 的脈沖0VU (6 0V ) 14 呈高、低變化。 1 個(gè)脈沖代表撥出 1,2 個(gè)脈沖代表撥出 2,……,10 個(gè)脈沖代表撥出。，每個(gè)脈沖的寬度和間隔均為 100 1 位號(hào)碼后停頓 500 ms（保持 P3. 0 高電平）再撥下一位，直至全部撥完。 3） P3. 0 保持高電平（保持電話線路接通）， P3. 1 輸出 1 kHz 的報(bào)警音脈沖驅(qū)動(dòng) TR2，以 2 Hz 進(jìn)行調(diào)制（即接通 1 kHz 信號(hào)。． 5 1 kHz信號(hào) s),這樣從接聽方的電話中就會(huì)聽到 “嘟、嘟 …” 的報(bào)警聲。報(bào) 警音的時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)定為 60 so 4） 605 后 P3. 1 輸出低電平 TR2 截止，停止報(bào)警。隨后 P 冬 0 也輸出低電平，模擬掛機(jī)。完成一次報(bào)警過程。 V C CP 3 .1P 3 .0單片機(jī) 圖 33 脈沖撥號(hào)實(shí)現(xiàn)電路 電路設(shè)計(jì) 為了發(fā)揮單片機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、控制能力，充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢(shì)，這里極大地簡(jiǎn)化了電路，但可實(shí)現(xiàn)以前需要幾片甚至十幾片中小規(guī)模數(shù)字電路才能完成的任務(wù)式。 電路原理如圖所示，共有 4 個(gè)按鍵，即 rst, ok, up, set o 15 rst：系統(tǒng)復(fù)位鍵。 ok：輸人數(shù)據(jù)確認(rèn)鍵。 up:顯示的數(shù)字增加鍵。 set。工作模式設(shè)定鍵，可設(shè)定關(guān)機(jī)、工作、輸人時(shí)間 t,、輸人時(shí)間 t2 及輸人電話號(hào)碼 5 種模式。 磁性開關(guān)即為裝于門或窗口的防盜感應(yīng)開關(guān)，門關(guān)閉時(shí)常開，門打開時(shí)閉合接通。當(dāng)然也可改用其他的感應(yīng)器件，如激光探測(cè)、超聲波感應(yīng)、熱釋電感應(yīng)、主動(dòng)紅外線探測(cè)或無線門磁等，以實(shí)現(xiàn)全方位遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。為了防止磁性開關(guān)離控制器較遠(yuǎn)而產(chǎn)生引人干擾，使用了光耦作信號(hào)傳遞，效果良好。 LED 數(shù)碼管用于工作狀態(tài)指示或輸入數(shù)據(jù)指示。L1,L2 一接龜話線， ZND 為擊穿電壓 120 V 的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。平時(shí)系統(tǒng) 處于低功耗待機(jī)狀態(tài)（此時(shí)耗電僅 2 mA 左右），由電話線上取電工作，并對(duì) V/60 mA 鎳鉻電池充電，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定或進(jìn)行撥號(hào)報(bào)警時(shí)，耗電會(huì)達(dá)到 10 mA,這時(shí)主要由鎳鉻電池供電。由子有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會(huì)使已輸人的數(shù)據(jù)丟失。該機(jī)除用于防盜報(bào)警外，若對(duì)軟件進(jìn)行一些修改，也可通過電話線進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳遞。三極管 T1,T2 及電阻 R R2 構(gòu)成撥號(hào)及報(bào)警電路，其工作原理前面已作詳細(xì)介紹 。 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpR S TP 1. 0P 3. 0P 1. 1P 3. 1P 1. 2X T A L 2P 1. 3X T A L 1P 1. 4P 3. 2 P 1. 5P 3. 3P 1. 6P 3. 4P 1. 1P 3. 5VCCG N D P 3. 71234567891012131415161718192011控制輸出C O M C O MV C CC1G N D 圖 34 電話撥號(hào)防盜報(bào)警器電路 16 4 程序設(shè) 計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序的工作過程為： 先進(jìn)行初始化工作，隨后根據(jù)輸人的鍵值分別散轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的子程序（關(guān)機(jī)、警戒工作、輸人時(shí)間 t,、輸人時(shí)間 t輸人電話號(hào)碼）循環(huán)工作。 TO 為 100 ms 定時(shí)中斷服務(wù)子程序，它實(shí)現(xiàn)精確的撥號(hào)脈沖時(shí)序。 INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)功能選譯；而INT1 外中斷服務(wù)子函數(shù)則檢測(cè)防盜觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)。 主程序狀態(tài)如圖所示。 INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程圖及 INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖所示。 41 主程序狀態(tài)圖 開始 定時(shí)器 T0初始化 關(guān)閉撥號(hào) 、 報(bào)警線路 根據(jù) Set 鍵值散轉(zhuǎn) 關(guān)機(jī) 工作 輸入t1 輸入t2 輸入號(hào)碼 17 變量定義及初始化模塊 程序設(shè)計(jì)時(shí)需設(shè)立 3 個(gè)數(shù)組 DATA[20],X[3],Y[3]。 DATA[20]用于存放電話號(hào)碼 (最長(zhǎng) 20 位 )， X[3]用于存放時(shí)間 t1（ 000999s）， Y[3]用于存放時(shí)間 t2(000999s)。 另外還要設(shè)計(jì) 3 個(gè)軟件計(jì)數(shù)器 data_flag， t1_flag， t2_flag。 Data_flag用于統(tǒng)計(jì)輸入的電話號(hào)碼為長(zhǎng)， t1_flag 用于統(tǒng)計(jì)輸入的時(shí)間 t1 為長(zhǎng)，t2_flag 用于統(tǒng)計(jì)輸入的時(shí)間 t2 為長(zhǎng)。 uchar DATA[20]。 uchar x[3]。 uchar y[3]。 uchar flag。 uchar data_flag=0。 uchar set=0。 uchar m=0。 uchar n=0。