【文章內容簡介】 H 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高 [5]。 口：P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 口：P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據存儲器進行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 口：P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入“1” 后，它們被內部上拉為高電平，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 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表 4－1 所示：：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0[4]。表 41 P3 口的第二功能引 腳 第二功能 信 號 名 稱RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD串行數(shù)據接收串行數(shù)據發(fā)送外部中斷 0 請求外部中斷 1 請求定時器/計數(shù)器 0 計數(shù)輸入定時器/計數(shù)器 1 計數(shù)輸入外部 RAM 寫選通外部 RAM 讀選通P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。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，置位無效。 9./PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。 10./EA/VPP：當/EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH） ，不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時，/EA 將內部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP） 。 ：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 ：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性：XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石英振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止 [7]。 時鐘電路時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。MCS51 單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的典型值為12MH ZMCS51內部都有一個反相放大器，XTALXTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產生時鐘送至單片機內部的各個部件。AT89C51是屬于CMOS8位微處理器，它的時鐘電路在結構上有別于NMOS型的單片機。CMOS型單片機內部（如AT89C51）有一個可控的負反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖4－2為CMOS型單片機時鐘電路框圖。振蕩器工作受/PD端控制，由軟件置“1”PD （ ）使/PD＝0，振蕩器停止工作，整個單片機也就停止工作，以達到節(jié)電目的。清“0”PD，使振蕩器工作產生時鐘，單片機便正常運行。圖中SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產生的時鐘頻率主要由SYS參數(shù)確定（晶振上標明的頻率） 。電容C1和C2的作用有兩個：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率f起微調作用（CC2大，f變?。?，其典型值為30pF [8]。圖 CMOS 型單片機時鐘電路框圖 復位電路計算機在啟動運行時都需要復位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。MCS51單片機有一個復位引腳RST ，它是史密特觸發(fā)輸入(對于CHMOS 單片機，RST引腳的內部有一個拉低電阻)，當振蕩器起振后該引腳上出現(xiàn)2個機器周期(即24個時鐘周期) 以上的高電平，使器件復位，只要RST保持高電平，MCS51保持復位狀態(tài)。此時ALE、PSEN、P0 、P1 、 PP3口都 輸出高電平。RST變?yōu)榈碗娖胶?，退出復位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。單片機采用的復位方式是自動復位方式。對于MOS(AT89C51)單片機只要接一個電容至V CC即可 (見圖4－3)。在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在 RST端出現(xiàn)一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使MCS51有效的復位。RST端在加電時應保持的高電平時間包括V CC的上升時間和振蕩器起振的時間，V ss上升時間若為10ms，振蕩器起振的時間和頻率有關。10MHZ時約為1ms，1MHZ時約為10ms，所以一般為了可靠的復位，RST 在上電應保持 20ms以上的高電平。RC時間常數(shù)越大，上電RST 端保持高電平的時間越長。若復位電路失效，加電后CPU從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運轉 [6]。圖 上電復位電路 顯示電路顯示電路采用LED 數(shù)碼管動態(tài)顯示， LED（LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而渡過電流并發(fā)出可見光的器件。LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。LED有單個LED和八段LED之分，也有共陰和共陽兩種。顯示器結構：常用的七段顯示器的結構如圖 4－4 所示。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。1 位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來，如圖 35 所示，為七段數(shù)碼管的管腳圖。圖 七段發(fā)光顯示器的結構圖 七段發(fā)光顯示器管腳的結構驅動方式：采用的數(shù)碼管驅動為7407，它的全名為7407 TTL 集電極開路六正相高壓驅動器，其結構簡單，使用方便，圖46為7407的圖以及各個引腳的分布功能介紹。圖 7407 管腳的結構顯示方式：為了節(jié)省I/O 口線，我們采用的動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示，就一位一位地輪流點亮各位顯示器（掃描） ，對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。調整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需 8 位口（稱為掃描口） ，控制各位顯示器所顯示的字形也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據口） 。本次設計要求的轉速測量范圍 60r/min36000r/min，所以只需要 5 位數(shù)碼管即可。5 位共陰極顯示器和 AT89C51 的接口邏輯如圖 47 所示。 AT89C51 的 P0 口作為段數(shù)據口，接上拉電阻到顯示器的各個段； P2 口作為掃描口，經同相驅動器 7407 接顯示器公共極。對于圖 37 中的 5 位顯示器，在 AT89C51RAM 存貯器中設置五個顯示緩沖器單元30H－35H，分別存放 5 位顯示器的顯示數(shù)據，AT89C51 的 P2 口掃描輸出總是只在一位為低電平，即 5 位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平，AT89C51的 P0 口相應位（陰極為低）的顯示數(shù)據的段數(shù)據，使該位顯示出一個字符，其它們?yōu)榘?，依次地改?P2 口輸出為高的位， P0 口輸出對應的段數(shù)據， 5 位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據所確定的字符 [9]。圖 五位動態(tài)顯示電路 霍爾傳感器簡介 霍爾器件概述霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器，已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產品族，并已得到廣泛應用。霍爾元件是一種磁傳感器。要他們可以檢測磁場及其變化，可以在各種與磁場有關的場合中?；魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ骰A。霍爾元件具有許多優(yōu)點，他們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達 1MHZ） ，耐震動，不怕灰塵、水汽及煙霧等污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回調、位置重復精度高（可達 um 級） 。采用了各種補償措施的霍爾器件的工作溫度范圍廣，可達 55150 度。按照霍爾器件的功能可將他們分為：霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測的對象的性質可將它們分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出被測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測被檢測對象上人為設置的磁場，用這個磁場作為被檢測信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、加速度、角度、角速度、轉速、轉數(shù)以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉換成電量來進行檢測和控制。集成霍爾傳感器是利用硅集成電路工藝將霍爾元件和測量線路集成在一起的一種傳感器。它取消了傳感器和測量電路之間的界限，實現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點，因此顯著地提高了可靠性。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點，正越來越愛到眾的重視。集成霍爾傳感器的輸出是經過處理的霍爾輸出信號。按照輸出信號的形式，可以分為開關型集成霍爾傳感器和線性集成霍爾傳感器兩種類型。開關型集成霍爾傳感器是把霍爾元件的輸出經過處理后輸出一個高電平或低電平的數(shù)字信號?；魻栭_關電路又稱霍爾數(shù)字電路，由穩(wěn)壓器、霍爾片、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成 [10]。 霍爾傳感器的應用使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件做成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直于霍爾片表面的磁感應強度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應強度。若不垂直，則應求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進行多點檢測，由計算機進行數(shù)據處理，可以得到場的分布狀態(tài)，并可對狹縫，小孔中的磁場進行檢測用磁場作為被傳感物體的運動和位置信息載