【文章內(nèi)容簡介】 8路模擬信號的選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 8051單片機(jī)的介紹1. 8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)51單片機(jī)是目前所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱，該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，在目前乃至今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。51單片機(jī)既是基礎(chǔ)入門的一種單片機(jī)，也是應(yīng)用最廣泛的一種。本設(shè)計采用8051單片機(jī)，8051單片機(jī)的組成如下：? 8位CPU。? 4KB程序存儲器（ROM）(52為8K)。? 256字節(jié)的數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)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(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；（2） RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；（3） ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)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(shù)器，既可以工作在定時模式，也可工作在計數(shù)模式；（6） 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；（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(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；（8） 片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。2. 8051單片機(jī)的信號引腳8051單片機(jī)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(dāng)利用內(nèi)部時鐘電路時，XTAL1與XTAL2之間接一晶體振蕩器。XTAL1為內(nèi)部放大電路輸入端，XTAL2為輸出端。2) 當(dāng)外界時鐘信號時，對HMOS型單片機(jī)，XTAL1接地，XTA2接外部輸入時鐘脈沖。而對于CHMOS型單片機(jī)XTAL1為驅(qū)動端，XTAL2為懸浮。（3） 控制信號引腳1) RST/VPD(9腳)：按復(fù)位電路可實現(xiàn)復(fù)位；接+5V備用電源，當(dāng)電源VCC掉電時內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。2) ALE/（30腳）：當(dāng)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(nèi)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(dāng)端保持高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器（4KB），但當(dāng)PC（程序計數(shù)器）值超過0FFFH時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序，當(dāng)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(jī)內(nèi)部是否有程序存儲器。由于8031內(nèi)無ROM，端應(yīng)接低電平；對于8751EPROM型單片機(jī)，此引腳用施加編程電源VPP。 8051單片機(jī)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(zhǔn)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(nèi)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(shù)據(jù)總線和低8位地址線；P2口作高位地址線。3) 內(nèi)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(shù)據(jù)）。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(shù)據(jù)存儲器寫控制端）(片外數(shù)據(jù)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(shè)+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(zhuǎn)換。啟動A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換。注意：此處的A與A/D轉(zhuǎn)換無關(guān)，可以為任何值。MOV DPTR, FE00H 。送入ADC0809的口地址MOVX @DPTR, A 。啟動A/D轉(zhuǎn)換（IN0） 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認(rèn)完成后，才能進(jìn)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(zhuǎn)換來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為128us，相當(dāng)與6MHz的MCS51單片機(jī)共64個機(jī)器周期?？蓳?jù)設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，（2） 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片有表明轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（3） 中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)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(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)線相連，例如與D0~D2相連。這是啟動A/D轉(zhuǎn)換的指令與上述類似，只不過A的內(nèi)容不能為任意數(shù)，而必須和所選輸入通道IN0~IN7相一致。例如當(dāng)A、B、C分別與D0、DD2相連時，啟動IN7的A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換 編寫程序A/D轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計主要分為下面幾步：（1） 選通模擬量輸入通道；（2） 啟動轉(zhuǎn)換信號；（3） 用查詢、中斷或軟件延時等方式等待轉(zhuǎn)換結(jié)束；（4） 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果；（5） 將查詢結(jié)果存入RAM，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或執(zhí)行其他程序本設(shè)計采用中斷方式編程，設(shè)有一個8路模擬量輸入的巡回監(jiān)測系統(tǒng)，采樣數(shù)據(jù)依次存放在外部RAM 0A0H~0A7H單元中，假設(shè)ADC0809的8個通道IN0~IN7地址為FE00H~FE07H。其中數(shù)據(jù)采樣的初始化程序和中斷服務(wù)程序（假定只采樣一次）如下：初始化程序：MOV R0 , OA0H 。數(shù)據(jù)存儲區(qū)首地址MOV R2 ,08H 。8路計數(shù)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(zhuǎn)換器地址LOOP: MOVX @DPTR , A 。啟動A/D轉(zhuǎn)換HERE: SJMP HERE 。等待中斷中斷服務(wù)程序： DJNZ R2, ADEND MOVX A , @DPTR 。數(shù)據(jù)采集 MOVX @R0 , A 。存數(shù) INC DPTR 。指向下一模擬通道INC R0 。指向數(shù)據(jù)存儲器下一單元 MOVX @DPTR, AADEND: RET I第四章 紅外數(shù)據(jù)傳輸在數(shù)據(jù)傳輸中，常常利用非電信號來傳遞控制信號和數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)遙控或遙測的功能，紅外傳輸系統(tǒng)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(shè)計就是采用紅外線將轉(zhuǎn)換來的數(shù)字信號傳輸?shù)狡渌鼨z測、控制設(shè)備（一般為計算機(jī)設(shè)備）中，以便對要處理的微弱信號進(jìn)行檢測與控制。本設(shè)計通過前面對微弱模擬信號的接收、處理以及轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸?shù)搅?051單片機(jī)中，為紅外傳輸做好了準(zhǔn)備。接下來的工作就是要對所得到的數(shù)字信號利用紅外線進(jìn)行傳輸，以便傳輸?shù)侥康脑O(shè)備中進(jìn)行檢測或者控制。 紅外傳輸?shù)墓ぷ髟?紅外傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)紅外傳輸組成結(jié)構(gòu)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(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的方波序列，并驅(qū)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(zhuǎn)換成電信號。再經(jīng)過放大、濾波處理后送給解調(diào)電路，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出。由于光的直線傳播，所以應(yīng)讓紅外發(fā)射二極管（HG）對準(zhǔn)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(jī)單片機(jī)輸出調(diào)制發(fā)送接受解調(diào)顯示 紅外傳輸原理結(jié)構(gòu)圖 調(diào)制與解調(diào)紅外傳輸實質(zhì)就是對二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，以便利用紅外線對模擬量信號進(jìn)行傳輸，紅外傳輸接口就是針對紅外傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)器。調(diào)制是由紅外發(fā)射電路來完成，它把編碼后的二進(jìn)制信號調(diào)制成某一頻率的方波信號，即是調(diào)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(jìn)行解調(diào)，解調(diào)的過程是通過紅外接收管進(jìn)行接收的。其基本工作過程為：當(dāng)接收到調(diào)理信號時，輸出低電平，否則輸出為高電平，是調(diào)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(guān)鍵是紅外發(fā)射二極管（HG）和相應(yīng)的驅(qū)動電路。紅外發(fā)射二極管（HG）首先要滿足其調(diào)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(yīng)與接收器的光電探測器的峰值響應(yīng)相匹配，最大程度地抑制背景雜散光干擾，現(xiàn)階段一般選用780nm～950 nm的紅外波段進(jìn)行數(shù)字信號傳輸。由于紅外無線通信系統(tǒng)的信噪比與發(fā)射功率的平方成正比，所以適當(dāng)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(zhì)量。 555定時器 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555定時器的內(nèi)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(lián)組成分壓器，為比較器CC2提供參考電壓。當(dāng)控制電壓端（5）懸空時（），比較器C1和C2的基準(zhǔn)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(zhǔn)電壓