【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的正負(fù)端。P0～P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義。 VCC(40腳):接+5V電壓。 GND（20腳）：接信號(hào)地。 RST(9腳): 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/（30腳）：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 （29腳）：程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89s52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 /VPP（31腳）：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 XTAL1（19腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，且為輸入端。 XTAL2（18腳）：接外部晶振的另一個(gè)引腳，該引腳接地。 P0口（39～32腳）:雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線低8位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用。P0可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS TTL負(fù)載。 P1口（1～8腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，該接口輸出不包含高阻態(tài)，輸出不能鎖存?？梢则?qū)動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載。 P2口（21～28腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，作為高8位地址總線?？梢则?qū)動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載。 P3口（10～17腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P3口的8個(gè)引腳還用于專門的功能——復(fù)用雙功能口。它可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載。它作為第二功能使用時(shí)，其各個(gè)引腳的功能如下： (10腳)RXD:串行口接收端 (11腳)TXD：串行口發(fā)送端 (12腳)：外部中斷0 (13腳)：外部中斷1 (14腳)T0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 (16腳) ：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)(17腳) ：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)特殊功能寄存器： （1） 單片機(jī)內(nèi)含有兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1。它們各自由兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器組成，分別為TH0、TL0、THTL1,。 （2） TMOD用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式及4種工作模式，其中低4位為定時(shí)器T0的方式控制字，高4位為定時(shí)器T1的方式控制字。它的字節(jié)地址為89H。其各位的定義如下：GATEC/TM1M0GATEC/TM1MO GATE是選通門，當(dāng)GATE=1時(shí)，只有INT0或INT1引腳為高電平且TR0或TR1置1時(shí)，相應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器才被選通工作。C/T是計(jì)數(shù)器/定時(shí)器方式選擇位。MO和M1是操作模式選擇位。 1；TCON寄存器的高四位為定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1的控制寄存器和定時(shí)/計(jì)數(shù)溢出中斷標(biāo)志。 2；IE寄存器用于開放或屏蔽單片機(jī)各個(gè)中斷。 3；SCON寄存器用于設(shè)置串口的工作方式和查詢接收、發(fā)送中斷產(chǎn)生標(biāo)志。4；SBUF串行數(shù)據(jù)緩沖器用于存放串口中預(yù)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)，它由兩個(gè)獨(dú)立的寄存器構(gòu)成，一個(gè)發(fā)送緩沖器，一個(gè)接收緩沖器，他們公用一個(gè)地址。當(dāng)從SBUF取數(shù)據(jù)時(shí)，訪問接收緩沖器，當(dāng)寫數(shù)據(jù)時(shí)，訪問發(fā)送緩沖器。 AT89C52串口通信單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要使用串口與外部進(jìn)行通信，因此，串口通信部分是單片機(jī)功能模塊中極為重要的一部分。串口通信時(shí)通過串口來進(jìn)行的，串口不同于并口，它的數(shù)據(jù)和控制信息是一位接一位串行地傳送下去。與并口相比，雖然速度慢，但是傳送距離較并口會(huì)更長(zhǎng)，因此常用于需要常距離通信而對(duì)速度又要求不高的場(chǎng)合。異步通信以幀的形式發(fā)送字符數(shù)據(jù)，每一幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位構(gòu)成。異步通信中，每傳輸一個(gè)字節(jié)就要使用起始位和停止位，因此傳輸速度有限，常用于低速場(chǎng)合。同步通信使用數(shù)據(jù)塊傳送信息，而不是字節(jié)，省去了每個(gè)字節(jié)的起始位和停止位等數(shù)據(jù)，提高了通信的速率。同步通信的每個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始使用同步字符，使接受和發(fā)送同步。與異步通信相比，同步通信發(fā)送的數(shù)據(jù)量大、速度快，常用于傳輸速率要求較高的場(chǎng)合。AT89C52內(nèi)部的串口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全雙工串口，支持四種工作方式。波特率是可變的，可由軟件設(shè)置。對(duì)89C52串口的訪問和設(shè)置是通過訪問其相關(guān)的特殊寄存器進(jìn)行的，與89C52串口相關(guān)的特殊寄存器共有3個(gè)：SCON、PCON和SBUF。串口控制寄存器SCON 串口控制寄存器SCON只要用于設(shè)置串口的工作模式和串口中斷的查詢。其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI SM0、SM1：用于設(shè)置串口的工作方式。SM2：串口多機(jī)通信控制位。 REN：允許串行接收控制。將其置為1時(shí)允許接收。 TB8： 用于設(shè)置串口工作方式2和方式3情況下要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，有軟件置位或復(fù)位。 RB8： 用于保存串口工作方式2和方式3情況下要接收到的第9位數(shù)據(jù)。 TI： 串口中斷發(fā)送標(biāo)志。當(dāng)串口數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)置位TI，同時(shí)向CPU發(fā)送串口中斷請(qǐng)求。 RI： 串口中斷接收標(biāo)志。當(dāng)串口數(shù)據(jù)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)置位TI，同時(shí)向CPU發(fā)送串口中斷請(qǐng)求。 特殊功能寄存器PCON 特殊功能寄存器PCON僅有最高位與串口有關(guān)，SMOD，波特率選擇位，SMOD的設(shè)置可以影響波特率設(shè)置的精度。 發(fā)送/接收緩沖器SBUF串口中的發(fā)送/接收緩沖器SBUF實(shí)際上共有兩個(gè)，分別為發(fā)送緩沖器和接收緩沖器，他們?cè)谖锢砩鲜峭耆?dú)立的，因此可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。兩個(gè)緩沖器公用一個(gè)內(nèi)存地址99H。 AT89C52中斷系統(tǒng)程序在執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件中斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向出來外部或內(nèi)部事件的中斷服務(wù)中去，完成中斷服務(wù)程序后，CPU繼續(xù)與原來被中斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。能產(chǎn)生中斷的外部或內(nèi)部事件叫中斷源。 80C52有6個(gè)中斷源，它們是： INT0:()=0時(shí)，低電平有效； IT0()=1時(shí)，下降沿有效。 INT1:()=0時(shí)，低電平有效； IT1()=1時(shí)，下降沿有效。 TF0:定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0益處中斷。 TF1:定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1益處中斷。 TF3:定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2益處中斷。RX,TX:串行中斷。 51單片機(jī)有兩種中斷優(yōu)先級(jí)，其中每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可以有程序設(shè)定。中斷源的中斷要求能否得到響應(yīng)，受允許中斷寄存器IE中各位的控制。它們的優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的各位確定，同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)的各中斷源同時(shí)要求中斷時(shí)，以內(nèi)部的查詢邏輯來確定響應(yīng)次序。允許中斷寄存器IE的各位定義如下： MSB LSB EA —ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA 是總中斷允位。EA=0時(shí)，禁止所有中斷；EA=1時(shí)，則每個(gè)中 斷源被允許還是被禁止，由各自的允許位確定； ET2：是定時(shí)器2中斷允許位。ET2=0,禁止定時(shí)器2中斷；ES：是串行口中斷允許位。ES=0，禁止串行口中斷；ET1：是定時(shí)器1中斷允許位； EX1：是外部中斷1允許位；ET0： 是定時(shí)器0中斷允許位；EX0： 是外部中斷0允許位。 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的各位定義如下：MSBLSB — —PT2PSPT1PX1PT0PX0 PT2： 是定時(shí)器2中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PS：是串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT1：是定時(shí)器1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PX1：是外部中斷1優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT0：是定時(shí)器0中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PX0：是外部中斷0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。 單片機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的所用的單片機(jī)系統(tǒng)其實(shí)就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)就是能是單片機(jī)正常工作的最少配置。本此設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)由AT89C52單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路組成，如圖42所示。 圖42 單片機(jī)最小系統(tǒng) 復(fù)位電路復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，是單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RET出現(xiàn)5ms以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。復(fù)位操作通常有2中基本形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路如圖42中所示。上電后，由于電容充電，使RET持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RET持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器，振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，所以在本設(shè)計(jì)中就是采用內(nèi)部振蕩方式。內(nèi)部振蕩方式如圖42中所示。 電源電路電源設(shè)計(jì)部分如圖43所示。因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要的是5V的電源，而輸入的是912V的電源，所以需要這個(gè)穩(wěn)壓電路把912V穩(wěn)壓到5V，電源電路設(shè)計(jì)為采用7805線性穩(wěn)壓，圖中電容是起到濾波的作用，一個(gè)發(fā)光二極管作電源指示燈。 圖43 電源原理圖 RS232總線設(shè)計(jì)PC機(jī)使用RS485總線控制單片機(jī)串口通信。它與傳統(tǒng)的RS232接口標(biāo)準(zhǔn)相比，其在通信速率、傳輸距離、抗干擾能力有了很大的提高，本設(shè)計(jì)考慮到遠(yuǎn)距離控制，所以采用RS485總線。該部分的設(shè)計(jì)有兩部分：PC機(jī)RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換電路和RS485通信接口電路。 RS232電平轉(zhuǎn)換電路PC機(jī)只配備了標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口，因此還必須加上RS232和RS485轉(zhuǎn)換電路，才能實(shí)現(xiàn)通信。RS232C與RS485 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)選用SN75LBC184芯片。圖46所示為SN75LBC184芯片邏輯功能圖。 圖46 SN75LBC184邏輯功能圖SN75LBC184 是美國(guó)TI公司生產(chǎn)的一種RS232接口芯片,可在總線上連接64 個(gè)收發(fā)器。其工作原理如圖1所示。發(fā)送使能端DE為高電平,SN75LBC184作為發(fā)送器,數(shù)據(jù)從第4腳輸入,第7腳輸出,其中7腳輸出信號(hào)的非。接收使能RE為高電平, SN75LBC184作為接收器,信號(hào)從6腳或7腳輸入, 1腳輸出 。利用SN75LBC184設(shè)計(jì)的RS232C轉(zhuǎn)換電路如圖47所示。選用PC 機(jī)的COM2 接口,但COM2的9個(gè)端口只使用其中的RTS、RXD、TXD與GND四個(gè)端口, 以構(gòu)成簡(jiǎn)易的四線通信線路。該電路使用了三片光電耦合器TLP5211進(jìn)行隔離, 這使PC機(jī)與SN75LBC184之間完全沒有了電的聯(lián)系,從而提高了工作的可靠性。當(dāng) 圖47 RS232電平轉(zhuǎn)換電路RS232的RTS端為邏輯電平1(12V)時(shí),光電耦合器的發(fā)光二極管不發(fā)光,光敏三極管不導(dǎo)通,輸出端為TTL邏輯電平1(+5V),此時(shí)選中RS232的DE端允許RS232接收, 這樣, RS232的TXD端就可以發(fā)送數(shù)據(jù)(工作邏輯與RTS端相似)。當(dāng)RS232的RTS端為邏輯電平0(+12V)時(shí),光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光,光敏三極管導(dǎo)通,輸出端為TTL邏輯電平0(0V) ,此時(shí)選中RS232的RE端允許RS232發(fā)送。當(dāng)RS232的R端的輸出為邏輯電平1時(shí),光電耦合器發(fā)光二極管不發(fā)光,光敏三極管不導(dǎo)通,這樣,在RS232輸出停止時(shí),其TXD電平為12V,電容被充電到12V以使其輸出也變成12V,即邏輯電平1。當(dāng)其輸出為邏輯電平0時(shí),光電耦合器發(fā)光二極管發(fā)光,光敏三極管導(dǎo)通,這時(shí),其輸出為+ 5 V,也在RS232邏輯電平0的范圍之內(nèi),即為邏輯電平0。 RS232終端單片機(jī)接口電路 由于單片機(jī)的邏輯電平一般規(guī)定為TTL電平，所以單片機(jī)與SN75LBC184的連接電路就較簡(jiǎn)單一些，