【文章內(nèi)容簡介】 也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。RI接收中斷標識位。在模式0，接收第8位結(jié)束時，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請中斷，要求CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時，當未收到有效的停止位，則不會對RI置位。同樣RI也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1是傳輸10個位的，1 位起始位為0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先，1位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器1或定時器2的定時值（溢出速率）。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個定時器，定時器0和定時器1，而定時器2是89C52系列芯片才有的。波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學(xué)的朋友認為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標準9600會被誤認為每秒種可以傳送9600個字節(jié)，而實際上它是指每秒可以傳送9600個二進位，而一個字節(jié)要8個二進位，如用串口模式1來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個二進位，9600波特率用模式1傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600247。10=960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個12M的晶振來計算，那么它的波特率可以達到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON寄存器中SMOD位，如SMOD為0，波特率為focs/64,SMOD為1，波特率為focs/32。模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時器1或2（52芯片）的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模式的波特率設(shè)置時相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計算。波特率=（2SMOD247。32）定時器1溢出速率上式中如設(shè)置了PCON寄存器中的SMOD位為1時就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時器1工作在定時器工作模式2下，這時定時值中的TL1做為計數(shù)，TH1做為自動重裝值，這個定時模式下，定時器溢出后，TH1的值會自動裝載到TL1，再次開始計數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時更準確。在這個定時模式2下定時器1溢出速率的計算公式如下：溢出速率=（計數(shù)速率）/(256－TH1)上式中的“計數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51芯片中定時器啟動后會在每一個機器周期使定時寄存器TH 的值增加一，一個機器周期等于十二個振蕩周期，所以可以得知51芯片的計數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個12M的晶振用在51芯片上，那么51的計數(shù)速率就為1M。，那么為何呢？計算一下就知道了。如我們要得到9600的波特率，定時器1為模式2，SMOD 設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1為何值。代入公式：上面的計算可以看出使用12M 晶體的時候計算出來的TH1不為整數(shù)，而TH1的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600波特率。當然一定的誤差是可以在使用中被接受的，但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計。本實驗中用到的芯片引腳功能：主電源引腳Vcc和Vss?Vcc（40腳）：接＋5V電壓；?Vss（20腳）：接地。89C51晶振接法如圖34。 圖34 89C51晶振接法圖選用6MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為250kHz。電容的大小范圍為20pF～40pF，本設(shè)計選用20pF電容。2．單片機復(fù)位狀態(tài)單片機的復(fù)位都是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的RST引腳上出現(xiàn)24個時鐘震蕩脈沖（2個機器周期）以上的高電平，單片機便實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，通常使RST引腳保持10ms以上的高電平。只要保持高電平，則MCS51單片機就循環(huán)復(fù)位；當RST從高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，MCS51單片機從0000H地址開始執(zhí)行程序。在復(fù)位有效期間，ALE、 引腳輸出高電平。89C51上電復(fù)位電路圖。圖35 89C51上電復(fù)位電路圖單片機復(fù)位狀態(tài)表。表 36 單片機復(fù)位狀態(tài)表專用寄存器復(fù)位狀態(tài)專用寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0～P3FFHSCON00HIPXXX0 0000BSBUFXXXX XXXXBIE0XX0 0000BPCON0XXX XXXXB 注：XXX不定復(fù)位后，P0口～P3口輸出高電平，且使這些準雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并且將07H寫入棧指針SP（即設(shè)定堆棧底為07H），同時，將程序計數(shù)器PC和其余的特殊功能寄存器清為0（不定的位除外）。但復(fù)位不影響單片機內(nèi)部的RAM狀態(tài)因為在單片機計數(shù)中只能對脈沖波進行計數(shù)，而實際中需要測量頻率的信號是多種多樣的，有脈沖波、還有可能有正弦波、三角波等，所以需要一個電路。把待測信號轉(zhuǎn)化為可以進行計數(shù)的脈沖波。矩形脈沖波的整形電路有兩種：施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。而這兩種電路都可以有門電路或是555定時器構(gòu)成。由于本次設(shè)計的基于單片機的數(shù)字頻率計的放大整形電路部分需求比較簡單，所以我們選擇由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器來作為信號波形整形電路，下面我們給出其全面的介紹。施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路，下面我們對它的特點、輸出特性、工作原理等進行簡單的介紹。一、特點電平觸發(fā)：觸發(fā)信號可以是變化緩慢的模擬信號，達某一電平值時，輸出電壓突變。為脈沖信號。電壓滯后傳輸：輸入信號從低電平上升過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平，與從高電平下降過程中電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應(yīng)的輸入電平不同。利用上述兩個特點，施密特觸發(fā)器不僅能將邊沿緩慢變化的信號波形整形為邊沿陡峭的矩形波，還可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效地清除。二、 輸出特性同向輸出：當時，為同向輸出，此時當時，當時。其同向輸出特性圖如圖37所示。圖37同向輸出特性圖反向輸出：當時，為反向輸出，此時當，當時，其反向輸出特性圖如圖38所示。圖38反向輸出特性圖正向閾值電平：上升時，引起突變時對應(yīng)的值。負向閾值電平：下降時，引起突變時對應(yīng)的值。三、整形原理用門電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器構(gòu)成，用CMOS非門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路圖如圖39所示。圖39用CMOS非門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路圖 工作原理，其工作原理如表310所示。表310用CMOS非門構(gòu)成的施密特觸發(fā)器工作原理表U1U1，U01U0說明U1=00010同向施密特觸發(fā)器U1上升過程中VT+VTH10=VT+=VTH10GG2 門將要翻轉(zhuǎn)=VT+=VTH01U0突變VT+VTH01U1下降過程中VTVTH01=VT=VTH01GG2 門將要翻轉(zhuǎn)=VT=VTH10U0突變VTVTH10計算回差電壓（1）、求在從0開始上升時。在UI↑=VT+時，，GG2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間，電路中電流流向和電位情況如圖311所示。圖311求VT+時電路圖從求，入手求：由公式（31）就可以推導(dǎo)出公式（32），就可以得出。 （31） （32）（2）、求在從最大值開始下降時。在，GG2門要翻轉(zhuǎn)前的瞬間，電路中電流流向和電位情況如圖312所示。圖312求VT是電路圖從求入手求：由公式（33）可以推導(dǎo)出公式（34），再由公式聯(lián)合公式（35）以及公式（36），就可以得到公式（37），得到VT的值。 （33） （34） （35） （36） （37）（3）、求回差電壓求出和之后，由下面的公式（38）就可求出。 （38）當VDD一定時，調(diào)RR2 ，可調(diào)，即可調(diào)、可調(diào)脈寬。（4）、電壓傳輸特性。當UI=0時，UO=UOL是施密特同相輸出，其電壓輸出特性如圖313所示。 電壓傳輸特性圖313（5）、邏輯符號。施密特觸發(fā)器常見的邏輯符號如圖314所示。圖314施密特觸發(fā)器的邏輯符號集成施密特觸發(fā)器，常用TTL電路集成施密特觸發(fā)器有7413等。常用CMOS電路集成施密特觸發(fā)器有CC40106等 由555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器本設(shè)計中使用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器555定時器介紹：555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用 CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在 ~16V工作，7555可在 3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555定時器的外引腳排列圖如圖315所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個RS觸發(fā)器，一個放電管T及功率輸出級。它提供兩個基準電壓VCC/3和 2VCC/3圖315 555定時器的外部引腳圖555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為2VCC/3，C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使 RS 觸發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3，同時TR端的電壓大于VCC/3，則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，使輸出為0電平。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，~16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 ~18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器AA2基準電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表316所示。表316定時器的功能表清零端高端觸發(fā)TH低端觸發(fā)Q放電管T功能0XX0導(dǎo)通直接清零101X保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)100X保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)010110導(dǎo)通截止置1清零用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器：當 Vi=0時，由于V11=V12=Vi=0,電壓比較器C1輸出高電平，C2輸出低電平；基本RS觸發(fā)器被置“1”態(tài)；則Vi=1，當Vi繼續(xù)上升，但在未達到2/3Vcc以前，VO=1不會變。當Vi升高到2/3Vcc時，電壓比較器C1輸出低電平，C2輸出高電平；基本RS觸發(fā)器被置“0”態(tài)；則VO=0，此后，Vi繼續(xù)上升到Vcc，然后再降低，但在降低未達到1/3Vcc以前，VO=0的狀態(tài)同樣也不會改變。當Vi下降到1/3Vcc時，電壓比較器C1輸出高電平，C2輸出低電平；基本RS觸發(fā)器被置“1”態(tài)；則VO=1，此后，vi繼續(xù)下降到0，然后再上升，但在未達到2/3Vcc以前，VO=1的狀態(tài)不會改變。圖317 由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器圖318 顯示電路在單片機系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED；液晶顯示器，簡稱LCD；熒