【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 RST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫(xiě)入0E1H和0E1H。當(dāng)WDT激活后，用戶必須向WDTRST寫(xiě)入01EH和0E1H喂狗來(lái)避免WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191(1FFFH)時(shí)，13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期WDT 都會(huì)增加。為了復(fù)位WDT，用戶必須向WDTRST 寫(xiě)入01EH 和0E1H（WDTRST 是只讀寄存器）。WDT 計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)?。?dāng)WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù)96個(gè)晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。為了很好地使用WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫(xiě)入那部分代碼，以避免WDT復(fù)位。掉電和空閑方式下的WDT：在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這WDT也停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開(kāi)掉電模式：硬件復(fù)位或通過(guò)一個(gè)激活的外部中斷。通過(guò)硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT 喂狗，就如同通常AT89S52 復(fù)位一樣。通過(guò)中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件，WDT 直到中斷拉低后才開(kāi)始工作。這就意味著WDT 應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開(kāi)掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài)WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存器AUXR的WDIDLE位用來(lái)決定WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下，WDIDLE＝0，WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止WDT在待機(jī)模式下復(fù)位AT89S52，用戶應(yīng)該建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開(kāi)待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。UART在AT89S52 中，UART 的操作與AT89C51 和AT89C52 一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART 的信息，可參考ATMEL 網(wǎng)站（）。從這個(gè)主頁(yè)，選擇“Products”，然后選擇“8051Architech Flash Microcontroller”，再選擇“Product Overview”即可。定時(shí)器0 和定時(shí)器1在AT89S52 中，定時(shí)器0 和定時(shí)器1 的操作與AT89C51 和AT89C52 一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART 的信息，可參考ATMEL 網(wǎng)（）。從這個(gè)主頁(yè)，選擇“Products”，然后選擇“8051Architech Flash Microcontroller”，再選擇“Product Overview”即可。定時(shí)器2定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇（如表2所示）。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。，工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時(shí)器2 有2 個(gè)8位寄存器：TH2和TL2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，TL2 寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2 發(fā)生1 至0 的下降沿時(shí)增加1。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加1。在檢測(cè)到跳變的這個(gè)周期的S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因?yàn)樽R(shí)別1－0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)晶振周期），所以，最大的計(jì)數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。捕捉方式在捕捉模式下，通過(guò)T2CON中的EXEN2來(lái)選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時(shí)器2時(shí)一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，溢出時(shí)，對(duì)T2CON 的TF2標(biāo)志置位，TF2引起中斷。如果EXEN2=1，定時(shí)器2做相同的操作。除上述功能外，外部輸入T2EX引腳（）1至0的下跳變也會(huì)使得TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外，這一功能可以通過(guò)特殊寄存器T2MOD中的DCEN（向下計(jì)數(shù)允許位）來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)復(fù)位，DCEN 被置為0，因此，定時(shí)器2 默認(rèn)為向上計(jì)數(shù)。DCEN 設(shè)置后，定時(shí)器2就可以取決于T2EX向上、向下計(jì)數(shù)。DCEN=0 時(shí)，定時(shí)器2 自動(dòng)計(jì)數(shù)。通過(guò)T2CON 中的EXEN2 位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時(shí)器2計(jì)數(shù)，計(jì)到0FFFFH后置位TF2溢出標(biāo)志。計(jì)數(shù)溢出也使得定時(shí)器寄存器重新從RCAP2H 和RCAP2L 中加載16 位值。定時(shí)器工作于捕捉模式，RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預(yù)設(shè)。如果EXEN2=1，計(jì)數(shù)溢出或在外部T2EX（）引腳上的1到0的下跳變都會(huì)觸發(fā)16位重載。這個(gè)跳變也置位EXF2中斷標(biāo)志位。置位DCEN，允許定時(shí)器2向上或向下計(jì)數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳控制著計(jì)數(shù)的方向。T2EX上的一個(gè)邏輯1使得定時(shí)器2向上計(jì)數(shù)。定時(shí)器計(jì)到0FFFFH溢出，并置位TF2。定時(shí)器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分別加載到定時(shí)器存儲(chǔ)器TH2和TL2中。T2EX 上的一個(gè)邏輯0 使得定時(shí)器2 向下計(jì)數(shù)。當(dāng)TH2 和TL2 分別等于RCAP2H 和RCAP2L中的值的時(shí)候，計(jì)數(shù)器下溢。計(jì)數(shù)器下溢，置位TF2，并將0FFFFH加載到定時(shí)器存儲(chǔ)器中。定時(shí)器2上溢或下溢，外部中斷標(biāo)志位EXF2 被鎖死。在這種工作模式下，EXF2不能觸發(fā)中斷。波特率發(fā)生器通過(guò)設(shè)置T2CON中的TCLK或RCLK可選擇定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器。如果定時(shí)器2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器，定時(shí)器1可用作它用，發(fā)送和接收的波特率可以不同。設(shè)置RCLK 和（或）TCLK 可以使定時(shí)器2 工作于波特率產(chǎn)生模式。波特率產(chǎn)生工作模式與自動(dòng)重載模式相似，因此，TH2 的翻轉(zhuǎn)使得定時(shí)器2 寄存器重載被軟件預(yù)置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值。模式1和模式3的波特率由定時(shí)器2溢出速率決定，定時(shí)器可設(shè)置成定時(shí)器，也可為計(jì)數(shù)器。在多數(shù)應(yīng)用情況下，一般配置成定時(shí)方式。定時(shí)器2 用于定時(shí)器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機(jī)器周期（1/12晶振周期）都會(huì)增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機(jī)器狀態(tài)（1/2晶振周期）都會(huì)增加。定時(shí)器2 作為波特率發(fā)生器，圖中僅僅在T2CON 中RCLK 或TCLK＝1才有效。特別強(qiáng)調(diào)，TH2的翻轉(zhuǎn)并不置位TF2，也不產(chǎn)生中斷； EXEN2置位后，T2EX引腳上1～0的下跳變不會(huì)使（RCAP2H，RCAP2L）重載到（TH2，TL2）中。因此，定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器，T2EX也還可以作為一個(gè)額外的外部中斷。定時(shí)器2處于波特率產(chǎn)生模式，TR2=1，定時(shí)器2正常工作。TH2或TL2不應(yīng)該讀寫(xiě)。在這種模式下，定時(shí)器在每一狀態(tài)都會(huì)增加，讀或?qū)懢筒粫?huì)準(zhǔn)確。寄存器RCAP2可以讀，但不能寫(xiě)，因?yàn)閷?xiě)可能和重載交迭，造成寫(xiě)和重載錯(cuò)誤。在讀寫(xiě)定時(shí)器2 或RCAP2寄存器時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉定時(shí)器（TR2清0）?？删幊虝r(shí)鐘輸出 引腳輸出一個(gè)占空比為50%的時(shí)鐘信號(hào)。這個(gè)引腳除了常規(guī)的I/O 角外，還有兩種可選擇功能。它可以通過(guò)編程作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的外部時(shí)鐘輸入或占空比為50%的時(shí)鐘輸出。當(dāng)工作頻率為16MHZ時(shí)，時(shí)鐘輸出頻率范圍為61HZ到4HZ。為了把定時(shí)器2配置成時(shí)鐘發(fā)生器，位C/T2（）必須清0，位T2OE（）必須置1。位TR2（）啟動(dòng)、停止定時(shí)器。時(shí)鐘輸出頻率取決于晶振頻率和定時(shí)器2捕捉寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重載值在時(shí)鐘輸出模式下，定時(shí)器2不會(huì)產(chǎn)生中斷，這和定時(shí)器2用作波特率發(fā)生器一樣。定時(shí)器2也可以同時(shí)用作波特率發(fā)生器和時(shí)鐘產(chǎn)生。不過(guò)，波特率和輸出時(shí)鐘頻率相互并不獨(dú)立，它們都依賴于RCAP2H和RCAP2L。T2EX 的跳變會(huì)引起T2CON 中的EXF2 置位。像TF2 一樣，T2EX 也會(huì)引起中斷。自動(dòng)重載當(dāng)定時(shí)器2 工作于16 位自動(dòng)重載模式，可對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)向上計(jì)數(shù)或向下計(jì)數(shù)。中斷AT89S52 有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（INT0 和INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0、2）和一個(gè)串行中斷。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。IE還包括一個(gè)中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。對(duì)于AT89S52。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫(xiě)1。它們?yōu)锳T89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。定時(shí)器0和定時(shí)器1標(biāo)志位TF0 和TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S5P2被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器2 的標(biāo)志位TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。晶振特性AT89S52 單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1 和XTAL2 分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來(lái)一起構(gòu)成自激振蕩器。從外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件的話，XTAL2 可以不接，而從XTAL1 接入。由于外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)二分頻觸發(fā)后作為外部時(shí)鐘電路輸入的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有其它要求，最長(zhǎng)低電平持續(xù)時(shí)間和最少高電平持續(xù)時(shí)間等還是要符合要求的?？臻e模式在空閑工作模式下，CPU 處于睡眠狀態(tài)，而所有片上外部設(shè)備保持激活狀態(tài)。這種狀態(tài)可以通過(guò)軟件產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，片上RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。空閑模式可以被任一個(gè)中斷或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑模式只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在這種情況下，片上硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部RAM，而可以訪問(wèn)端口引腳。空閑模式被硬件復(fù)位終止后，為了防止預(yù)想不到的寫(xiě)端口，激活空閑模式的那一條指令的下一條指令不應(yīng)該是寫(xiě)端口或外部存儲(chǔ)器。掉電模式在掉電模式下，晶振停止工作，激活掉電模式的指令是最后一條執(zhí)行指令。片上RAM和特殊功能寄存器保持原值，直到掉電模式終止。掉電模式可以通過(guò)硬件復(fù)位和外部中斷退出。復(fù)位重新定義了SFR 的值，但不改變片上RAM 的值。在VCC未恢復(fù)到正常工作電壓時(shí)，硬件復(fù)位不能無(wú)效，并且應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使晶振重新工作和初始化。顯示告警電路一旦發(fā)現(xiàn)金屬出現(xiàn)。則被測(cè)物理量超限由單片機(jī)I/，進(jìn)行必要的定位搜身檢查。電源電路 電源供電由9V電池和板內(nèi)穩(wěn)壓電源組成。電源板采用三端穩(wěn)壓集成電路塊LM7805為板內(nèi)元器件供電。LM7805三端正穩(wěn)壓器具有內(nèi)部過(guò)流、熱過(guò)載和輸出晶體管安全區(qū)保護(hù)功能，可將9VDC的輸入電壓轉(zhuǎn)換為+5V電壓，保證板內(nèi)555定時(shí)器、UGN3503U、AT89S5ADC0809等芯片和元件可靠地工作。 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件完成信號(hào)的產(chǎn)生與處理后，接下來(lái)的工作就全部由軟件部分完成，軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)才能真正體現(xiàn)系統(tǒng)的價(jià)值，軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軟件實(shí)現(xiàn)的起點(diǎn)，它對(duì)整個(gè)軟件部分的實(shí)現(xiàn)起指導(dǎo)作用，同時(shí)它也羅列出系統(tǒng)的所有功能。 前端程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖42就是前端軟件的結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出前端軟件的主要作用是，頻率測(cè)定、聲光報(bào)警和通訊。它是整個(gè)金屬探測(cè)模塊的大腦，它分析判斷前面功能電路傳過(guò)來(lái)的頻率信號(hào)對(duì)它進(jìn)行分析判斷最后決定是否發(fā)出檢測(cè)到金屬的警報(bào)。前端軟件基準(zhǔn)頻率測(cè)定精度設(shè)置頻率檢 測(cè)頻率比較聲 光報(bào) 警通 訊頻率測(cè) 定比 較圖42 前端軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外圍數(shù)據(jù)處理與顯示液 晶顯 示鍵 盤(pán)接 收按 鍵處 理通 訊精度設(shè) 置建立連 接圖43 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示軟件結(jié)構(gòu)圖引入外圍模塊的目的是借助于PC機(jī)的強(qiáng)大資源或內(nèi)置有大容量編程存儲(chǔ)器的單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，從而加強(qiáng)和拓展金屬探測(cè)器的功能。其次，引入了另一中金屬探測(cè)的模式，那就是不需要一定去在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行金屬探測(cè)，將這個(gè)任務(wù)分給在前端進(jìn)行金屬探測(cè)的探測(cè)小車，探測(cè)小車將探測(cè)到的信息通過(guò)無(wú)線模塊即時(shí)的反饋給后臺(tái)的處理系統(tǒng)，而這時(shí)的分析員只需坐在PC機(jī)前就回對(duì)前端的情況了如指掌。外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊的軟件結(jié)構(gòu)圖如圖43所示。單元電路設(shè)計(jì)是在硬件總體設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下完成一個(gè)個(gè)小的功能電路的設(shè)計(jì)，在將各個(gè)部分組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體的功能，因此每一個(gè)功能電路設(shè)計(jì)的好壞都將影響系統(tǒng)的整體功能。完成每一個(gè)功能電路的設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)階段才告以段落。這一部分的設(shè)計(jì)直接與實(shí)現(xiàn)緊密聯(lián)系，器件參數(shù)的確定，電路板的焊接與調(diào)試，以及到最后的性能分析，都要用到這一部分的設(shè)計(jì)結(jié)果，因此這一部分的設(shè)計(jì)最有實(shí)際價(jià)值。 振蕩電路設(shè)計(jì)振蕩電路部分采用的是電容三點(diǎn)式振蕩電路，設(shè)計(jì)的主旨是在保證產(chǎn)生穩(wěn)定振蕩的前提下，使頻率低于300KHz，這樣的目的是為了金屬探測(cè)器在進(jìn)行工作時(shí)不受廣播頻段的影響。這部分的電路圖如圖51所示。電路元器件參數(shù)是在滿足主旨的情況下進(jìn)行選取的。因此諧振回路中電容C500μh。其中電感值只是理論計(jì)算的理想值，電感值接近500uf但有一定范圍的偏差。偶合電容選用兩個(gè)10μf的獨(dú)石電容，旁路電容Cb3選用47μf的鋁電解電容。共射極反饋放大電路中的晶體管選用放大倍數(shù)超過(guò)50倍的cs9014。組裝調(diào)試后振蕩電路的實(shí)際頻率為33KHz滿足我們的要求。電容三點(diǎn)式振蕩電路的工作原理分析，假設(shè)將反饋回路斷開(kāi)，同時(shí)假如晶體管的基極以(+)極性信號(hào)，則BJT的集電極為()極性(共射極放大電路的反向放大特性)，由于諧振回路的兩個(gè)電容的一端同時(shí)接地，另一端串一電感所以兩個(gè)電容的極性相反，即反饋端的為(+)極性，因此滿足相位平衡條件[15]。，都有利于起振。由于