【文章內容簡介】 8路模擬信號的選擇，二是A/D轉換完成后轉換數據的傳送。 8051單片機的介紹1. 8051單片機的內部結構51單片機是目前所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱，該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來隨著Flash rom技術的發(fā)展，8031單片機取得了長足的進展，成為目前應用最廣泛的8位單片機之一。目前很多公司都有51系列的兼容機型推出，在目前乃至今后很長的一段時間內將占有大量市場。51單片機既是基礎入門的一種單片機，也是應用最廣泛的一種。本設計采用8051單片機，8051單片機的組成如下：? 8位CPU。? 4KB程序存儲器（ROM）(52為8K)。? 256字節(jié)的數據存儲器（RAM）。? 32條I/O口線；? 111條指令，大部分為單字節(jié)指令；? 21個特殊功能寄存器；? 2個可編程定時/計數器；? 5個中斷源，2個優(yōu)先級；? 一個全雙工串行通信口；? 外部數據存儲器尋址空間64KB；? 外部程序存儲器尋址空間為64KB；? 邏輯操作位尋址功能；? 雙列直插40inDIP封裝；? 單一+5V電源供電；（1） CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能寄存器；（2） RAM：用以存放可以讀寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據；（3） ROM：用以存放程序、一些原始數據和表格；（4） I/O口：四個8位并行I/O口，既可用做輸入，也可用作輸出；（5） T/C：兩個定時/計數器，既可以工作在定時模式，也可工作在計數模式；（6） 五個中斷源的中斷控制系統；（7） 一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；（8） 片內振蕩器和時鐘產生電路，石英晶體和微調電容需要外接。2. 8051單片機的信號引腳8051單片機有40個引腳，采用雙列直插（DIP）封裝形式，各引腳按功能分類介紹如下：（1） 電源引腳1) VCC(40腳)：供電電源+5V。2) GND( 20腳)：接地腳。（2） 外接晶體引腳XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）1) 當利用內部時鐘電路時，XTAL1與XTAL2之間接一晶體振蕩器。XTAL1為內部放大電路輸入端，XTAL2為輸出端。2) 當外界時鐘信號時，對HMOS型單片機，XTAL1接地，XTA2接外部輸入時鐘脈沖。而對于CHMOS型單片機XTAL1為驅動端，XTAL2為懸浮。（3） 控制信號引腳1) RST/VPD(9腳)：按復位電路可實現復位；接+5V備用電源，當電源VCC掉電時內部RAM的數據不丟失。2) ALE/（30腳）：當訪問外部存儲器時，ALE作為低位地址鎖存允許控制；對于8751的片內EPROM編程，PROG用于輸入編程脈沖。3) (29腳)：訪問片外程序存儲器時作讀選通信號，低電平有效。4) /VPP(31腳)：當端保持高電平時，訪問內部程序存儲器（4KB），但當PC（程序計數器）值超過0FFFH時，將自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器內的程序，當保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器（從0000H開始），不管單片機內部是否有程序存儲器。由于8031內無ROM，端應接低電平；對于8751EPROM型單片機，此引腳用施加編程電源VPP。 8051單片機引腳圖（4） I/O口引腳8051共有4個8位I/O口，共占用32個引腳，各I/O口引腳及其功能如下：P0口（~）占用32~39腳；P1口（~）占用1~8腳；P2口（~）占用21~28腳；P3口（~）占用10~17腳。1) P0口是一個8位不帶上拉電阻的漏極開路型準雙向I/O口，因此該口輸出時需外接上拉電阻，而PP2和P3口都是帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。2) 在訪問片外ROM時，P0口分時兼做數據總線和低8位地址線；P2口作高位地址線。3) 內部帶程序存儲器的芯片，在EPROM編程和程序驗證時，P1輸入低8位地址，P2輸入高8位地址，P0輸入指令代碼（注：PP2作輸入口時，必須要使每位先置“1”，然后讀入外部數據）。4) P3口除作雙向I/O口外還兼有專用功能。 P3口專用號功能表P3口線專用功能RXD（串行口輸入端)TXD（串行口輸出端）（外部中斷0輸入端）（外部中斷1輸入端）T0（定時器0外部輸入端）T1（定時器1外部輸入端）（片外數據存儲器寫控制端）(片外數據存儲器讀控制端) 8路模擬信號的選擇，模擬通道選擇信號A、B、C分別接最低三位地址A0、AA2即（、）；，則設+5VCLK C BAD7~D0 IN7ADC0809 START ALE OE IN0 EOC ++74LS373 ALE ~ 8051 ADC0809與8051的連接圖8路模擬通道IN0~IN7的地址為FE00H~FE07H；通道地址選擇以作為選通信號； 把ALE信號與START信號接在一起，這樣連接使得在信號的前沿寫入（鎖存）通道地址，緊接著在其后沿就啟動轉換。啟動A/D轉換只需一條MOV指令。在此之前。例如：要選擇IN0通道時，可采用如下兩條指令，即可啟動A/D轉換。注意：此處的A與A/D轉換無關，可以為任何值。MOV DPTR, FE00H 。送入ADC0809的口地址MOVX @DPTR, A 。啟動A/D轉換（IN0） 轉換數據的傳送A/D轉換后得到的數據應及時傳送給單片機進行處理。數據傳送的關鍵問題是如何確認A/D轉換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。（1） 定時傳送方式對于一種A/D轉換來說，轉換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉換時間為128us，相當與6MHz的MCS51單片機共64個機器周期?？蓳O計一個延時子程序，A/D轉換啟動后即調用此子程序，延遲時間一到，轉換肯定已經完成了，接著就可進行數據傳送，（2） 查詢方式A/D轉換芯片有表明轉換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式測試EOC的狀態(tài)，即可確定轉換是否完成，并接著進行數據傳送。（3） 中斷方式把表明轉換完成的狀態(tài)（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數據傳送。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數據傳送。所用的指令為MOVX讀指令，選擇IN0通道為例，則有：MOV DPTR, FE00HMOVX A, @DPTR該指令在送出有效口地址的同時發(fā)出有效信號，使ADC0809的輸出允許信號OE有效，從而打開三態(tài)門輸出，是轉換后的數據總線送入A累加器中。這里需要說明的是，ADC0809的三個地址端A、B、C即可如前所述與地址相連，也可與數據線相連，例如與D0~D2相連。這是啟動A/D轉換的指令與上述類似，只不過A的內容不能為任意數，而必須和所選輸入通道IN0~IN7相一致。例如當A、B、C分別與D0、DD2相連時，啟動IN7的A/D轉換指令如下：MOV DPTR , FE00H 。送入0809口地址MOV A , 07H 。D2D1D0=111,選擇IN7通道MOVX @DPTR , A 。啟動A/D轉換 編寫程序A/D轉換的程序設計主要分為下面幾步：（1） 選通模擬量輸入通道；（2） 啟動轉換信號；（3） 用查詢、中斷或軟件延時等方式等待轉換結束；（4） 讀取轉換結果；（5） 將查詢結果存入RAM，進行數據處理或執(zhí)行其他程序本設計采用中斷方式編程，設有一個8路模擬量輸入的巡回監(jiān)測系統，采樣數據依次存放在外部RAM 0A0H~0A7H單元中，假設ADC0809的8個通道IN0~IN7地址為FE00H~FE07H。其中數據采樣的初始化程序和中斷服務程序（假定只采樣一次）如下：初始化程序：MOV R0 , OA0H 。數據存儲區(qū)首地址MOV R2 ,08H 。8路計數器SETB IT1 。邊沿觸發(fā)方式SETB EA 。中斷允許SETB EX1 。允許外部中斷1中斷MOV DPTR , FE00H 。D/A轉換器地址LOOP: MOVX @DPTR , A 。啟動A/D轉換HERE: SJMP HERE 。等待中斷中斷服務程序： DJNZ R2, ADEND MOVX A , @DPTR 。數據采集 MOVX @R0 , A 。存數 INC DPTR 。指向下一模擬通道INC R0 。指向數據存儲器下一單元 MOVX @DPTR, AADEND: RET I第四章 紅外數據傳輸在數據傳輸中，常常利用非電信號來傳遞控制信號和數據，以實現遙控或遙測的功能，紅外傳輸系統具有控制簡單、實施方便，傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。本設計就是采用紅外線將轉換來的數字信號傳輸到其它檢測、控制設備（一般為計算機設備）中，以便對要處理的微弱信號進行檢測與控制。本設計通過前面對微弱模擬信號的接收、處理以及轉換成數字信號，并將數字信號傳輸到了8051單片機中，為紅外傳輸做好了準備。接下來的工作就是要對所得到的數字信號利用紅外線進行傳輸，以便傳輸到目的設備中進行檢測或者控制。 紅外傳輸的工作原理 紅外傳輸的結構紅外傳輸組成結構主要包括：紅外發(fā)射器，通信信道，紅外接收器三大部分組成。發(fā)送端采用方波方式，將二進制數字信號調制成某一頻率的方波序列，并驅動紅外發(fā)射二極管以光方波的形式發(fā)送出去；通信通道是利用940 nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體；接收端將收到的光方波轉換成電信號。再經過放大、濾波處理后送給解調電路，還原為二進制數字信號后輸出。由于光的直線傳播，所以應讓紅外發(fā)射二極管（HG）對準紅外接收器，保證紅外發(fā)射二極管（HG）發(fā)出的紅外光能被接收器接收。紅外發(fā)射電路紅外接收頭單片機單片機輸出調制發(fā)送接受解調顯示 紅外傳輸原理結構圖 調制與解調紅外傳輸實質就是對二進制數字信號進行調制和解調，以便利用紅外線對模擬量信號進行傳輸，紅外傳輸接口就是針對紅外傳輸的調制解調器。調制是由紅外發(fā)射電路來完成，它把編碼后的二進制信號調制成某一頻率的方波信號，即是調制后用于紅外發(fā)射二極管(HG)發(fā)送的信號。 紅外接收需先進行解調，解調的過程是通過紅外接收管進行接收的。其基本工作過程為：當接收到調理信號時，輸出低電平，否則輸出為高電平，是調制的逆過程。 紅外發(fā)送單元紅外發(fā)射模塊完成信號變換并向空間發(fā)射紅外方波，它的關鍵是紅外發(fā)射二極管（HG）和相應的驅動電路。紅外發(fā)射二極管（HG）首先要滿足其調制帶寬大于信號的頻譜寬度，保證通信線路暢通。此時HG的發(fā)射波長應與接收器的光電探測器的峰值響應相匹配，最大程度地抑制背景雜散光干擾，現階段一般選用780nm～950 nm的紅外波段進行數字信號傳輸。由于紅外無線通信系統的信噪比與發(fā)射功率的平方成正比，所以適當提高紅外發(fā)射器的發(fā)射功率，并采用空間分集、全息漫射片等可使發(fā)射端的光功率在空間均勻分布的措施來降低誤碼率，提高通信質量。 555定時器 555定時器內部結構圖555定時器的內部電路由分壓器、電壓比較器C1和C簡單SR鎖存器、放電三極管T以及緩沖器G組成。三個5KΩ的電阻串聯組成分壓器，為比較器CC2提供參考電壓。當控制電壓端（5）懸空時（），比較器C1和C2的基準電壓分別為和。是比較器C1的信號輸入端，稱為閾值輸入端；是比較器C2的信號輸入端，稱為觸發(fā)輸入端。如果控制電壓端（5）外接電壓電壓，則比較器C1和C2的基準電壓