【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶(hù)只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶(hù)數(shù)據(jù)，所以，用戶(hù)能使用的的 RAM 只有128 個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶(hù)定義的字型表。 程序存儲(chǔ)器(ROM) 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶(hù)程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM) 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出(I/O)口 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口(P0、 PP2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng) 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿(mǎn)足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文12擇。 時(shí)鐘電路 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL 的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 下圖是 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 的引腳說(shuō)明 MCS51 系列單片機(jī)中的 8038051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： Pin40:正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) EPROM 燒寫(xiě)程序時(shí)，接+5V 電源。 Pin19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 Pin18:時(shí)鐘 XTAL2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體(212MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。MCS51 系列單片機(jī)中的 8038051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： Pin20:接地腳。 Pin40:正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) EPROM 燒寫(xiě)程序時(shí)，接+5V 電源。 Pin19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文14 Pin18:時(shí)鐘 XTAL2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體(212MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。輸入輸出(I/O)引腳： Pin39Pin32 為 輸入輸出腳，Pin1Pin1 為 輸入輸出腳，Pin21Pin28 為 輸入輸出腳，Pin10Pin17 為 輸入輸出腳，這些輸入輸出腳的功能說(shuō)明將在以下內(nèi)容闡述。Pin9:RESET/Vpd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H，P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫(xiě)入 07H，其它專(zhuān)用寄存器被清“0”。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)，8051 的初始態(tài)如下表：特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài)ACC 00H B 00HPSW 00H SP 07HDPH 00H TH0 00H8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，V cc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。5. 2 A/D 轉(zhuǎn)換芯片ADC0809 芯片是最常用的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 它的模數(shù)轉(zhuǎn)換原理采用逐次逼進(jìn)型，芯片由單個(gè)＋5V 電源供電，可以分時(shí)對(duì) 8 路輸入模擬量進(jìn)行 A／D 轉(zhuǎn)換，典型的 A／D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100 微妙左右。在同類(lèi)型產(chǎn)品中，ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率、轉(zhuǎn)換速度和價(jià)位都屬于居中位置。內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，如圖 521 所示。圖 521 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳功能說(shuō)明：　　D7 ～D0：8 位數(shù)字量輸出，A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。　　IN0～I(xiàn)N7：8 路模擬電量輸入，可以是：0～5V 或者－5V～＋5V 或者－10V～+10V?！　?VREF：正極性參考電源?！　。?VREF：負(fù)極性參考電源?！　TART：?jiǎn)?dòng) A／D 轉(zhuǎn)換控制輸入，高電平有效?！　LK ：外部輸入的工作時(shí)鐘，典型頻率為 500KHz。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16　　ALE：地址鎖存控制輸入，高電平開(kāi)啟接收 3 位地址碼，低電平鎖存地址?！　BA：3 位地址輸入，其 8 個(gè)地址值分別選中 8 路輸入模擬量 IN0～I(xiàn)N7 之一進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。C 是高位地址，A 是最低位地址?！　E：數(shù)字量輸出使能控制，輸入高有效，輸出 A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 D7～D0?！　OC ：模數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換未完成時(shí)，EOC 輸出低電平；當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，EOC 輸出高電平。EOC 輸出信號(hào)可以作為中斷請(qǐng)求或者查詢(xún)控制?！　cc：芯片工作電源＋5V。GND：芯片接地端。5．3 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的原理簡(jiǎn)圖如圖 531 所示：主電路是一個(gè)典型的電壓型交直交電路，逆變器提供等幅等頻 526KHZ 調(diào)制波的對(duì)稱(chēng)交變矩形波。永磁體 NS 交替交換，使位置傳感器產(chǎn)生相位差 120176。的 U、V、W 方波，結(jié)合正/反轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號(hào)：10100、1001001，通過(guò)邏輯組件處理產(chǎn)生 T1T4 導(dǎo)通、T1T6 導(dǎo)通、T3T6 導(dǎo)通、T3T2 導(dǎo)通、T5T2導(dǎo)通、T5T4 導(dǎo)通，也就是說(shuō)將直流母線電壓依次加在 A+B、A+C、B+C、B+A、C+A、C+B上，這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì) NS 極，T1T6 功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導(dǎo)通。每種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸線在空間轉(zhuǎn)動(dòng) 60176。電角度，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于 60176。電角度空間位置，轉(zhuǎn)子在新位置上，使位置傳感器 U、V、W 按約定產(chǎn)生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導(dǎo)通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸再前進(jìn) 60176。電角度，如此循環(huán)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)負(fù)載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)。正因?yàn)闊o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向是自身產(chǎn)生的，而不是由逆變器強(qiáng)制換向的，所以也稱(chēng)作自控式同步電動(dòng)機(jī)。 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場(chǎng)軸線位置超前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線位置，所以不論轉(zhuǎn)子的起始位置處在何處，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間就會(huì)產(chǎn)生足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子上