【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 沖復(fù)位三種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要電源的Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。： 上電自動(dòng)復(fù)位按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的。而按鍵上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適宜于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。圖 按鍵電平復(fù)位外部脈沖復(fù)位使由外部提供一個(gè)復(fù)位脈沖。此復(fù)位脈沖應(yīng)保持寬度大于2個(gè)機(jī)器周期。復(fù)位脈沖過(guò)后，由內(nèi)部下拉電阻保證RST端的低電平。圖如 圖 外部脈沖復(fù)位 并行I／O接口 80S51共有四個(gè)8位的并行雙向口，計(jì)有32根輸入Ｉ／輸出Ｏ口線。各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的一些差異，故各口的性質(zhì)和功能也就有了差異。 而在本設(shè)計(jì)中要用到P1和P3口，故在此作一個(gè)詳細(xì)的介紹：1） P1口是一個(gè)8位口，可以字節(jié)訪問(wèn)也可位訪問(wèn)，其字節(jié)訪問(wèn)地址為90H，位訪問(wèn)地址為90H～97H．1．位結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程分析：P1口的位結(jié)構(gòu)如圖36所示，內(nèi)包含：輸出鎖存器、始人緩沖器BUF１(讀引腳)、BuF2（讀鎖存器）以及由FET晶體管Q0與上拉電阻組成的輸出／輸入驅(qū)動(dòng)器。 P1口的位結(jié)構(gòu)2．PI口的工作過(guò)程分析如下： ①P1．i位作輸出口用時(shí)：CPU輸出0時(shí)，D＝0，Q＝0、Q＝1，晶體管Q0導(dǎo)通，A點(diǎn)被下拉為低電平，即輸出0；CPU輸出1時(shí)，D＝1，Q＝1，Q＝0，晶體管Q0截止，A點(diǎn)被上拉為高電平，即輸出1。 ②：，使A點(diǎn)提升為高電平，此操作稱為設(shè)置P1．i為輸入線。若外設(shè)輸人為1時(shí)，A點(diǎn)為高電平，出BUFl瀆人總線后，B點(diǎn)也為高電平；若外設(shè)輸人為0時(shí)，A點(diǎn)為低電平，由BUFl讀人總線后，B點(diǎn)也為低電平。3．P1口的特點(diǎn)①輸出鎖存，輸出時(shí)沒有條件；②輸入緩沖，輸入時(shí)有條件，即需要先將該口設(shè)為輸入狀態(tài)，先輸出l③工作過(guò)程中無(wú)高阻懸浮狀態(tài)，也就是該口不是輸入態(tài)就是輸出態(tài)。具有這種特性的口不屬于“真正”的雙向口，而被稱為“準(zhǔn)”雙向口。 這里需要注意的是，若在輸入操作之前不將A點(diǎn)設(shè)置為高電平(即先問(wèn)該口線輸出1)，如果A點(diǎn)電平為低電平時(shí)，則外設(shè)輸入的任何信號(hào)均被A點(diǎn)拉為低電平，亦即此時(shí)外設(shè)的任何信號(hào)都輸不進(jìn)來(lái)。更為嚴(yán)重的是，A點(diǎn)為低電平，而外設(shè)為高電平時(shí)，外設(shè)的高電平通過(guò)Q0強(qiáng)迫下拉為低電平，將可能有很大的電流流過(guò)Q0而將它燒壞。 P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。2） P3口是一個(gè)多功能的8位口，可以字節(jié)訪問(wèn)也可位訪問(wèn)，其字節(jié)訪問(wèn)地址為B0H，位訪問(wèn)地址為B0H—B7H。1．位結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程分析 (1)位結(jié)構(gòu) P3口的位結(jié)構(gòu)如下圖所示。從P3口的位結(jié)構(gòu)圖37中可以看出，它與P1的口位結(jié)構(gòu)之間的區(qū)別在于；1）P3口中增加了一個(gè)與非門。 與非門有兩個(gè)輸入端：一個(gè)為口輸出鎖存器的Q端。 2）輸出鎖存器不是從Q而是從Q埔引出。 3）有兩個(gè)輸入緩沖器，替代輸入功能取自第一個(gè)緩沖器的輸出端。I／O口的通用輸入信號(hào)取自第二個(gè)緩沖器的輸出端。(2)輸出工作過(guò)程分析 1）當(dāng)替代輸出功能B點(diǎn)置1時(shí)，輸出鎖存器的輸出可以順利通到引腳P3．i。其工作狀況與P1口相類似。這時(shí)P3口的工作狀態(tài)為一I／O口，顯然此時(shí)該口具有淮雙向口的性質(zhì)。 2）當(dāng)輸出鎖存器的輸出置1時(shí)，替代輸出功能可以順利通到引腳P3．i。 若替代輸出為0時(shí)，因與非門的C點(diǎn)已置1．現(xiàn)B點(diǎn)為o，故與非門的輸出為1，使Q0導(dǎo)通，從而使A點(diǎn)也為0。若替代輸出為1時(shí),與非門的輸出為1，Q0截止，從而使A點(diǎn)也為高電平。這時(shí)P3口的工作狀態(tài)處于替代輸出功能狀態(tài)。 從上述分析可以看出，不論是替代輸出還是替代輸入功能時(shí)，輸出鎖存器的輸出置1是必需的。 因此．P3口不論作替代功能輸入，還是作替代功能輸出，甚至作一般I/()的輸入功能時(shí)，都需要向該口位輸出1。這一點(diǎn)特別應(yīng)該引起注意。2．P3口的功能和特點(diǎn)與Pl口不同，P3口是一個(gè)多功能口。(1)可作I/O口使用，為淮雙向口。 這方面的功能與Pl口一樣。既可以字節(jié)操作．也可以位操作；既可以8位口操作，也可以逐位定義口線為輸入線或輸出線；既可以該引腳，也可以讀鎖存器，實(shí)現(xiàn)“讀一修改一輸出”操作。(2)可以作為替代功能的輸入、輸出。替代輸入功能：——RXD，串行輸人口。 —INTo，外部中斷0的請(qǐng)求。 —INTl，外部中斷1的請(qǐng)求?！猅o，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器o外部11救脈沖輸入。——T1，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器lAL部計(jì)數(shù)脈沖輸入。替代輸出功能：，串行輸出口?！猈R，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通，輸出，低電平有效?！猂D，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通，輸出，低電平有效。(3)P3口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。 串行接口89S51中的串行口是一個(gè)全雙工的異步串行通信接口，它可作UART(通用異步接收和發(fā)送器)用，也可作同步移位寄存器用。所謂全雙工的異步串行通信接口，是說(shuō)該接口可以同時(shí)進(jìn)行接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，因?yàn)?，口?nèi)的接收緩沖器和發(fā)送緩沖器在物理上是隔離的，即是完全獨(dú)立的。可以通過(guò)訪問(wèn)特殊功能寄存器SBUF，來(lái)訪問(wèn)接收緩沖器和發(fā)送緩沖器。接收緩沖器還具有雙緩沖的功能，即它在接收第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，能接收第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。但是，在它完成接收第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)之后．若第一個(gè)字節(jié)仍未取走，那么該字節(jié)數(shù)據(jù)將丟失。 UART串行口可分為兩大部分：波特率發(fā)生器和串行口。波特率發(fā)生器：主要由定時(shí)器／計(jì)數(shù)器TT2及內(nèi)部的一些控制開關(guān)和分頻器所組成。這些已在“定時(shí)器／計(jì)數(shù)器”中介紹過(guò)了。它向串行口的時(shí)鐘信號(hào)為TXCLOCK(發(fā)送時(shí)鐘)和RXCLOCK(接收時(shí)鐘)。相應(yīng)的控制波特率發(fā)生器的特殊功能寄存器有TMOD、TCON、T2CON、PCON、TLTHTLTH2等。 串行口的內(nèi)部包含： 1)接收寄存器SBUF和發(fā)送寄存器SBUF：它們?cè)谖锢砩鲜歉綦x的，但是占用同一個(gè)地址——99H。 2)串行口控制邏輯：接受來(lái)自波特率發(fā)生器的時(shí)鐘信號(hào)——TXCLOCK(發(fā)送時(shí)鐘)和RXCLOCK(接收時(shí)鐘)?？刂苾?nèi)部的輸入移位寄存器將外部的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)和輸出移位寄存器將內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出；還控制串行中斷(RI和TI)。 3)串行口控制寄存器：SCON。 4)串行數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳：TXD(P3．1)為串行輸入，RXD()為串行輸出。2．串行口的特殊功能寄存器 (1)狀態(tài)控制寄存器SCON串行口狀態(tài)控制寄存器SCON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，由它控制串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送，指示串行口的狀態(tài)。寄存器SCON既可字節(jié)尋址也可位尋址，字節(jié)地址為98H．位地址為98H~9FH．(2)控制寄存器PCON控制寄存器PCON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，目前僅有幾位有定義，其中僅最高位－SMOD與串行口控制有關(guān)，其它位與掉電方式有關(guān)。(3)串行數(shù)據(jù)寄存器SBUF串行數(shù)據(jù)寄存器SBUF包含在物理上是隔離的兩個(gè)8位寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器，但是它們共用一個(gè)地址一—99H。 寫SBUF(MOV A，SBUF)，訪問(wèn)發(fā)送數(shù)據(jù)奇存器；讀SBUF(MOV SBUF，A)，訪問(wèn)接收數(shù)據(jù)寄存器。由于本系統(tǒng)采用的是方式0，故對(duì)方式0進(jìn)行說(shuō)明：工作過(guò)程：①發(fā)送：當(dāng)執(zhí)行任何一條寫SBUF的指令時(shí)，就啟動(dòng)串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF的指令時(shí)，也將1寫入發(fā)送移位寄存器的第9位．并使發(fā)送控制器開始發(fā)送。在這期間，內(nèi)部定時(shí)保證寫入SBUF與激活發(fā)送之間有一個(gè)完整的機(jī)器周期。當(dāng)發(fā)送脈沖有效之后，移位寄存器的內(nèi)容由RXD()引腳串行移位輸出；移位脈沖由TXD()引腳輸出。在發(fā)送有效的期間，每個(gè)機(jī)器周期，發(fā)送移位寄存器右移一位，在其左邊補(bǔ)“o”。當(dāng)數(shù)據(jù)最高位移到移位寄存器的輸出位時(shí)，原寫入第9位的‘1”正好移到最高值的左邊一位，由此向左的所有位均為0，這標(biāo)志著發(fā)送控制器要進(jìn)行最后一次移位，并撤銷發(fā)送有效，同時(shí)使發(fā)送中斷標(biāo)志TI置位。 ②接收：當(dāng)REN＝1且接收中斷標(biāo)志RI位清除時(shí)，即啟動(dòng)一次接收過(guò)程。在下一機(jī)器周期．接收控制器將“11111110”寫入接收移位寄存器，并在下一時(shí)鐘周期內(nèi)激發(fā)接收有效，同時(shí)由TxD()引腳輸出移位脈沖。在移位脈沖控制下，接收移位寄存器的內(nèi)容每一個(gè)機(jī)器周期左移一位，同時(shí)由RxD()引腳接收一位輸入信號(hào)。 中斷系統(tǒng)一：中斷：程序執(zhí)行過(guò)程中，允許外部或內(nèi)部事件通過(guò)硬件打斷程序的執(zhí)行,使其轉(zhuǎn)向?yàn)樘幚硗獠炕騼?nèi)部事件的 中斷服務(wù)程序中去；完成中斷服務(wù)程序后，CPU繼續(xù)原來(lái)被打斷的程序， 這樣的過(guò)程稱為中斷過(guò)程。二：中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。89S51中五個(gè)中斷源；89S52中增多了一個(gè)中斷源定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2，即有六個(gè)中斷源。(1)INTO非（）外部中斷0。當(dāng)IT0(TCON)=0時(shí)，低電平有效；當(dāng)IT0(TCON)=1時(shí)，下降沿有效。(2)INT1（）——外部中斷1。IT1()=0時(shí), ()=1時(shí),下降沿有效。(3)TF0()——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷。(4)TF1（）——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷。(5)RX,TX——串行中斷。中斷矢量地址見表： 中斷源 中斷矢量地址 外部中斷0(INT0非) 0003H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0(T0) 000BH 外部中斷1(INT1非) 0013H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1(T1) 001BH 串行口(RI、TI) 0023H3 無(wú)線射頻電路設(shè)計(jì)無(wú)線射頻收發(fā)電路是這個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，電路射頻性能好壞直接影響到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的成敗。所以本系統(tǒng)的無(wú)線射頻芯片選用挪威Nordic VLSI 公司最新推出的單芯片RF 收發(fā)芯片。nRF401 系列高速單片無(wú)線收發(fā)芯片為短距離無(wú)線數(shù)傳應(yīng)用提供了較好的解決辦法，由于采用了低發(fā)射功率和高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，因而可滿足無(wú)線管制要求，使用無(wú)需許可證，是目前低功率無(wú)線數(shù)傳的理想選擇，可廣泛用于遙控裝置、工業(yè)控制、無(wú)線通信、電信終端、車輛安全、自動(dòng)測(cè)試、家庭自動(dòng)化、報(bào)警和安全系統(tǒng)等。 nRF401芯片簡(jiǎn)介 nRF401 是挪威Nordic VLSI 公司最新推出的單芯片RF 收發(fā)機(jī)，采用藍(lán)牙核心技術(shù)，專為在433MHz ISM (工業(yè)、科研和醫(yī)療) 頻段工作而設(shè)計(jì)。在一個(gè)20腳的芯片中集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL 合成、FSK 調(diào)制、FSK 解調(diào)、雙頻道切換等功能，是目前集成度最高的無(wú)線數(shù)傳產(chǎn)品。以往設(shè)計(jì)無(wú)線傳輸產(chǎn)品往往需要相當(dāng)高的無(wú)線電專業(yè)知識(shí)和昂貴的專業(yè)設(shè)備，傳統(tǒng)的電路方案不是電路繁瑣就是調(diào)試?yán)щy，令人望而卻步，影響了用戶的使用和新產(chǎn)品的開發(fā)， nRF是人們擺脫了無(wú)線產(chǎn)品設(shè)計(jì)的困難，它采用抗干擾能力強(qiáng)的FSK調(diào)制方式，工作頻率穩(wěn)定可靠，外圍元件少 ，便于設(shè)計(jì)生產(chǎn)，功耗極低，適合于便攜及手持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，由于用了低發(fā)射功率，高接受靈敏度設(shè)計(jì)，滿足了無(wú)線管制要求，無(wú)需使用許可證，是目前低功率無(wú)線傳輸?shù)睦硐脒x擇，可廣泛用于遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線抄表、門禁系統(tǒng)小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無(wú)線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸RF智能卡、小型無(wú)線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線232數(shù)據(jù)通信、無(wú)線485/422數(shù)據(jù)通信、無(wú)線數(shù)字語(yǔ)音、數(shù)字圖象傳輸?shù)?。其主要特性如? ●工作頻率為國(guó)際通用的數(shù)傳頻段 ●FSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合； ●采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好； ●靈敏度高，達(dá)到105dBm（nRF401）； ●功耗小，接收狀態(tài)250μ A，待機(jī)狀態(tài)僅為8 μA（nRF401）； ●最大發(fā)射功率達(dá) +10dBm ； ●低工作電壓（），可滿足低功耗設(shè)備的要求； ●具有多個(gè)頻道，可方便地切換工作頻率 ； ●工作速率最高可達(dá)20Kbit/s（RF401）； ●僅外接一個(gè)晶體和幾個(gè)阻容、電感元件，基本無(wú)需調(diào)試； ●因采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，使用無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證，開闊地的使用距離最遠(yuǎn)可達(dá)1000米 (與具體使用環(huán)境及元件參數(shù)有關(guān))。nRF401 接收機(jī)使用具有較強(qiáng)抗干擾能力的FSK 頻移鍵控(FrequencyShiftKeying)調(diào)制方式，改善了噪聲環(huán)境下的系統(tǒng)性能；采用DSS+PLL 頻率合成技術(shù)， 工作頻率穩(wěn)定可靠。與ASK 幅移鍵控(AmplitudeShiftKeying)和OOK 開關(guān)鍵控(OnOff Keying)方式相比，這種方式的通信范圍更廣，特別是在附近有類似設(shè)備工作的場(chǎng)合。 nRF401內(nèi)部框圖與外圍元件 nRF401 無(wú)需外接昂貴的變?nèi)荻O管，而其他競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品大多需要外接變?nèi)荻O管、聲表面波濾波器件等。這些芯片一般需要進(jìn)行曼徹斯特編碼后才能傳輸，在編程上會(huì)需要較高的技巧和經(jīng)驗(yàn)，需要更多的內(nèi)存和程序容量，并且曼徹斯特編碼大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，一般僅能達(dá)到標(biāo)稱速率（實(shí)際速率）的1/3,因此大大增加了軟件的工作量和產(chǎn)品開發(fā)的難度。而nRF401 系列獨(dú)特的技術(shù)可以直接傳送單片機(jī)串口數(shù)據(jù)，應(yīng)用及編程非常簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，傳送的效率很高，且使用很方便。nRF401 采用小型20 引腳SSOP 封裝，管腳數(shù)和體積最小，采用非常緊湊的電路板布局，有利于減少PCB面積，降低成本，適合便攜式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，也有利于開發(fā)和生產(chǎn)。3V 直流電源供電。接收電流低，僅為11mA，而且在輪流檢測(cè)（Polling）模式時(shí)可