【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軟 件 選 擇 空 閑 和 掉 電 模 式 。 在 空 閑 模 式 下 凍 結(jié) CPU 而 RAM定 時(shí) 器 、 串 行 口 和 中 斷 系 統(tǒng) 維 持 其 功 能 。 掉 電 模 式 下 ， 保 存 RAM 數(shù) 據(jù) ， 時(shí) 鐘 振蕩 停 止 ， 同 時(shí) 停 止 芯 片 內(nèi) 其 它 功 能 。 89C52 有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩 種 封裝 形 式 。主 要 功 能 特 性 ：標(biāo)準(zhǔn) MCS51 內(nèi)核和指令系統(tǒng)。2 、32 個(gè)雙向 I/O 口。3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器。向上或向下定時(shí)計(jì)數(shù)器。6 個(gè)中斷源。 全雙工串行通信口。—幀錯(cuò)誤偵測(cè)?！詣?dòng)地址識(shí)別?？臻e和掉電節(jié)省模式。片內(nèi) 8kROM（可擴(kuò)充 64kB 外部存儲(chǔ)器） 。1256x8bit 內(nèi)部 RAM（可擴(kuò)充 64kB 外部存儲(chǔ)器） 。1時(shí)鐘頻率 。 1改進(jìn)型快速編程脈沖算法。1 工作電壓。1布爾處理器。14 層優(yōu)先級(jí)中斷結(jié)構(gòu)。1兼容 TTL 和 CMOS 邏輯電平。1PDIP(40)和 PLCC(44)封裝形式。管 腳 說(shuō) 明 ：VCC： 供 電 電 壓 。 GND： 接 地 。 　 　 P0 口 ： P0 口 為 一 個(gè) 8 位 漏 級(jí) 開(kāi) 路 雙 向 I/O 口 ， 每 腳 可 吸 收 8TTL 門(mén) 電 流 。 當(dāng)P1 口 的 管 腳 第 一 次 寫(xiě) 1 時(shí) ， 被 定 義 為 高 阻 輸 入 。 P0 能 夠 用 于 外 部 程 序 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 ，第 10 頁(yè) 共 52 頁(yè)它 可 以 被 定 義 為 數(shù) 據(jù) /地 址 的 第 八 位 。 在 FIASH 編 程 時(shí) ， P0 口 作 為 原 碼 輸 入 口 ，當(dāng) FIASH 進(jìn) 行 校 驗(yàn) 時(shí) ， P0 輸 出 原 碼 ， 此 時(shí) P0 外 部 必 須 被 拉 高 。 　 　 P1 口 ： P1 口 是 一 個(gè) 內(nèi) 部 提 供 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P1 口 緩 沖 器 能 接收 輸 出 4TTL 門(mén) 電 流 。 P1 口 管 腳 寫(xiě) 入 1 后 ， 被 內(nèi) 部 上 拉 為 高 ， 可 用 作 輸 入 ， P1 口被 外 部 下 拉 為 低 電 平 時(shí) ， 將 輸 出 電 流 ， 這 是 由 于 內(nèi) 部 上 拉 的 緣 故 。 在 FLASH 編程 和 校 驗(yàn) 時(shí) ， P1 口 作 為 第 八 位 地 址 接 收 。 　 　 P2 口 ： P2 口 為 一 個(gè) 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P2 口 緩 沖 器 可 接 收 ， 輸出 4 個(gè) TTL 門(mén) 電 流 ， 當(dāng) P2 口 被 寫(xiě) “1”時(shí) ， 其 管 腳 被 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 拉 高 ， 且 作 為 輸入 。 并 因 此 作 為 輸 入 時(shí) ， P2 口 的 管 腳 被 外 部 拉 低 ， 將 輸 出 電 流 。 這 是 由 于 內(nèi) 部 上拉 的 緣 故 。 P2 口 當(dāng) 用 于 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 或 16 位 地 址 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 進(jìn) 行 存 取 時(shí) ，P2 口 輸 出 地 址 的 高 八 位 。 在 給 出 地 址 “1”時(shí) ， 它 利 用 內(nèi) 部 上 拉 優(yōu) 勢(shì) ， 當(dāng) 對(duì) 外 部 八 位地 址 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 進(jìn) 行 讀 寫(xiě) 時(shí) ， P2 口 輸 出 其 特 殊 功 能 寄 存 器 的 內(nèi) 容 。 P2 口 在FLASH 編 程 和 校 驗(yàn) 時(shí) 接 收 高 八 位 地 址 信 號(hào) 和 控 制 信 號(hào) 。 　 　 P3 口 ： P3 口 管 腳 是 8 個(gè) 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 雙 向 I/O 口 ， 可 接 收 輸 出 4 個(gè)TTL 門(mén) 電 流 。 當(dāng) P3 口 寫(xiě) 入 “1”后 ， 它 們 被 內(nèi) 部 上 拉 為 高 電 平 ， 并 用 作 輸 入 。 作 為 輸入 ， 由 于 外 部 下 拉 為 低 電 平 ， P3 口 將 輸 出 電 流 （ ILL） 這 是 由 于 上 拉 的 緣 故 。 P3口 作 為 STC89C52 的 一 些 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） 　 　 /INT1（ 外 部 中 斷 1） 　 　 T0（ 記 時(shí) 器 0 外 部 輸 入 ） 　 　 T1（ 記 時(shí) 器 1 外 部 輸 入 ） 　 　 /WR（ 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 寫(xiě) 選 通 ） 　 　 /RD（ 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 讀 選 通 ） 　 　 RST： 復(fù) 位 輸 入 。 當(dāng) 振 蕩 器 復(fù) 位 器 件 時(shí) ， 要 保 持 RST 腳 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期 的 高 電平 時(shí) 間 。 　 　 ALE/PROG： 當(dāng) 訪 問(wèn) 外 部 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 地 址 鎖 存 允 許 的 輸 出 電 平 用 于 鎖 存 地 址 的地 位 字 節(jié) 。 第 11 頁(yè) 共 52 頁(yè)　 　 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 用 于 輸 入 編 程 脈 沖 。 在 平 時(shí) ， ALE 端 以 不 變 的頻 率 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號(hào) ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 因 此 它 可 用 作 對(duì) 外 部 輸 出的 脈 沖 或 用 于 定 時(shí) 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每 當(dāng) 用 作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 將 跳 過(guò) 一個(gè) ALE 脈 沖 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。 此 時(shí) ， ALE 只 有在 執(zhí) 行 MOVX， MOVC 指 令 是 ALE 才 起 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(wú) 效 。 /PSEN： 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 選 通 信 號(hào) 。 在 由 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 取 指 期 間 ， 每 個(gè) 機(jī)器 周 期 兩 /PSEN 有 效 。 但 在 訪 問(wèn) 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 這 兩 次 有 效 的 /PSEN 信 號(hào) 將不 出 現(xiàn) 。/EA / VPP： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 （ 0000HFFFFH） ， 不 管 是 否 有 內(nèi) 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 。 注 意 加 密 方 式 1 時(shí) ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為RESET； 當(dāng) /EA 端 保 持 高 電 平 時(shí) ， 此 間 內(nèi) 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此引 腳 也 用 于 施 加 12V 編 程 電 源 （ VPP） 。 　 　 XTAL1： 反 向 振 蕩 放 大 器 的 輸 入 及 內(nèi) 部 時(shí) 鐘 工 作 電 路 的 輸 入 。 　 　 XTAL2： 來(lái) 自 反 向 振 蕩 器 的 輸 出 。 振 蕩 電 路 ：　 　 外 接 石 英 晶 體 或 者 陶 瓷 諧 振 器 以 及 電 容 C C2 接 在 放 大 器 的 反 饋 回 路 中 構(gòu) 成并 聯(lián) 振 蕩 電 路 。 為 了 使 裝 置 能 夠 被 外 部 時(shí) 鐘 信 號(hào) 激 活 ， XATL1 應(yīng) 該 有 效 ， 而XTAL2 應(yīng) 該 被 懸 空 。 由 于 輸 入 到 內(nèi) 部 的 時(shí) 鐘 信 號(hào) 電 路 通 過(guò) 了 一 個(gè) 二 分 頻 的 信 號(hào) ， 外部 信 號(hào) 的 工 作 周 期 比 沒(méi) 有 別 的 要 求 ， 但 是 最 大 值 和 最 小 值 的 大 小 可 以 在 數(shù) 據(jù) 表 上 觀察 出 來(lái) 。 當(dāng) 正 常 工 作 時(shí) ， 外 部 振 蕩 器 可 以 計(jì) 算 出 XTAL1 上 的 電 容 ， 最 大 可 達(dá) 到100pF。 這 是 由 于 振 蕩 器 電 容 和 反 饋 電 容 之 間 的 相 互 作 用 。 當(dāng) 外 部 信 號(hào) 是 標(biāo) 準(zhǔn) 高 電平 或 者 低 電 平 時(shí) ， 電 容 不 會(huì) 超 過(guò) 20pF?？?置 模 式 ：　 　 用 戶(hù) 的 軟 件 都 可 以 調(diào) 用 空 置 模 式 。 當(dāng) 單 片 機(jī) 出 于 這 種 模 式 ， 耗 能 就 會(huì) 自 然 降 低 。特 殊 功 能 端 和 板 子 上 的 隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 在 空 置 狀 態(tài) 保 持 各 自 的 電 平 。 但 是 處 理 器 阻 止 裝置 執(zhí) 行 指 令 。 空 置 模 式 會(huì) 被 激 活 如 果 端 口 處 于 復(fù) 位 狀 態(tài) 或 者 中 斷 系 統(tǒng) 有 效 。 STC89C52RC 單片機(jī)最小系統(tǒng)第 12 頁(yè) 共 52 頁(yè) STC89C52RC 單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本工作電路包括電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。其組成方框圖如圖 33 所示。單片機(jī)電源電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路圖 33 單片機(jī)最小系統(tǒng)組成方框圖1．電源電路電源電路模塊為單片機(jī)最小系統(tǒng)和其他功能模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的+5V 電源電壓。2．時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)為單片機(jī)芯片內(nèi)部的各種操作提供時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。作為單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，典型的晶體振蕩頻率為 12MHz。MCS51 系列單片的時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式產(chǎn)生：一種為內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另一種為外部時(shí)鐘方式。其兩種電路如圖 34 所示。（a）內(nèi)部時(shí)鐘方式 （b）外部時(shí)鐘方式圖 34 單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)示意圖3．復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。當(dāng)在 MCS51 系列單片的 RST 引腳處引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。單片機(jī)常見(jiàn)的復(fù)位電路有兩種基本形式：一種是上自動(dòng)電復(fù)位，另一種是手動(dòng)復(fù)位。其兩種電路方式如圖 35（a） 、 （b）所示。由于 STC89C52RC 單片機(jī)芯片內(nèi)有時(shí)鐘振蕩電路，所以此系統(tǒng)單片機(jī)均采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。只需在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)脈沖信號(hào)。同時(shí)，也采用手動(dòng)復(fù)位電路。第 13 頁(yè) 共 52 頁(yè)其具體電路設(shè)計(jì)如圖 36 所示。（a）上電自動(dòng)復(fù)位 （b）手動(dòng)復(fù)位圖 35 單片機(jī)復(fù)位電路示意圖在此圖中，CC2 電容的作用的是穩(wěn)定頻率和快速起振，其值為 5~30pF，在此選擇 30pF；晶振 X1 的振蕩頻率范圍在 ~33MHz 之間選擇，因?yàn)樾枰褂么ㄓ嵣婕安ㄌ芈?，所以在此選擇 。 89C52 單片機(jī)的使用本次設(shè)計(jì)，使用到了 89C52 單片機(jī)的 I/O 口的輸入輸出功能、內(nèi)部定時(shí)器T0、TT2 的使用及串口中斷、外部中斷。 圖 36 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖89C52 單片機(jī)的 I/O 口的輸入功能用于傳感器信號(hào)的輸入處理。通過(guò)單片機(jī)對(duì)外部傳感器的信號(hào)采集處理，從而對(duì)外部條件進(jìn)行判斷以確定小車(chē)下一步的運(yùn)行狀態(tài)。第 14 頁(yè) 共 52 頁(yè)89C52 單片機(jī)的 I/O 口信號(hào)輸出，主要是給驅(qū)動(dòng)模塊送控制信號(hào)用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、給舵機(jī)送 PWM 控制信號(hào)控制舵機(jī)的偏轉(zhuǎn)以及控制開(kāi)關(guān)蜂鳴器、燈光等。單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器的使用是用于產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，以及其他需要精確時(shí)間的地方。單片機(jī)的串口中斷，用于與路由器進(jìn)行的串口通訊，接收電腦終端發(fā)送的串口指令。單片機(jī)的外部中斷用于紅外信號(hào)的接收，然后通過(guò)解碼程序得到命令，從而控制小車(chē)的運(yùn)動(dòng)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電動(dòng)小車(chē)的驅(qū)動(dòng)不但要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性，而且電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性受電源功率的影響，這就要求驅(qū)動(dòng)具有盡可能寬的高效率區(qū)。我們所使用的電機(jī)一般為直流電機(jī)，主要用到永磁直流電機(jī)、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)三種。直流電機(jī)的控制很簡(jiǎn)單，性能出眾，直流電源也容易實(shí)現(xiàn)。我們使用的這種直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片有 L297/298，MC33886，ML4428 等。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使用我們使用的 L298N 是 ST 公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用 15 腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá) 3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W。內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線(xiàn)圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用 L298N 芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。項(xiàng)目使用的是 4個(gè)直流電機(jī)，項(xiàng)目中使用了兩塊 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)這四個(gè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 其實(shí)物及引腳圖如下圖 37 所示。其中 6 和 11 引腳是它的使能端，一個(gè)使能端控制一個(gè)電機(jī)，只有當(dāng)它們都是高電平的時(shí)候兩個(gè)電機(jī)才有可能工作，12 是 298 的信號(hào)輸入端和單片機(jī)的 IO口相連，114 腳是輸出端，輸入 5 和 7 腳控制輸出 2 和 3 腳，輸入的 12第 15 頁(yè) 共 52 頁(yè)腳控制輸出的 114 腳。 驅(qū)動(dòng)原理及電路圖驅(qū)動(dòng)部分我們使用的是 L298N 驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成的一個(gè)驅(qū)動(dòng)