【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 頻率從而測(cè)出機(jī)動(dòng)車的速度。機(jī)動(dòng)車的油耗量測(cè)量，可以用水代替燃油，通過液位流量傳感器測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)或者單位路程內(nèi)所消耗的燃油。要求能對(duì)里程進(jìn)行計(jì)數(shù)，單片機(jī)斷電后能進(jìn)行數(shù)據(jù)保存；需要一個(gè)斷電數(shù)據(jù)保存模塊。因此，我們可以得出大概的關(guān)系結(jié)構(gòu)圖： 燃油測(cè)量模塊 數(shù)據(jù)保存模塊 電源轉(zhuǎn)換模塊 單片機(jī) 顯示模塊 外圍控制模塊 速度測(cè)量模塊 圖 機(jī)動(dòng)車油耗量計(jì)算與顯示的控制關(guān)系結(jié)構(gòu)圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁 共 50 頁3 硬件電路設(shè)計(jì)3．1 單片機(jī)的選擇 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，我們知道單片機(jī)要處理傳感器的脈沖信號(hào)，計(jì)算和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，存取讀取數(shù)據(jù)；這些功能一般單片機(jī)類型都能勝任，因此單片機(jī)的選擇要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和熟悉操作的。AT89S52 單片機(jī)是一個(gè)較為經(jīng)典的單片機(jī)，它作為教材的典例，在許多書籍中都有很詳細(xì)的介紹，因此 AT89S52 是最佳的選擇。3. 2 AT89S52 單片機(jī)的介紹 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Ateml 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。主要性能? 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器；? 1000次擦寫周期；? 全靜態(tài)操作：0Hz33MHz ；? 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；? 32個(gè)可編程 I/O 口線；? 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；? 六個(gè)中斷源；? 全雙工 UART 串行通道；? 低功耗空閑和掉電模式；? 掉電后中斷可喚醒；? 看門狗定時(shí)器；? 雙數(shù)據(jù)指針；? 掉電標(biāo)識(shí)符。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁 共 50 頁 AT89S52引腳圖 DIP 封裝 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。P0 口：P0 口是一個(gè)8位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏 輯電平。對(duì) P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁 共 50 頁驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。此外， /計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（ ） 。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能： T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入） ，時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器計(jì)數(shù)器 T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL） 。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR） 時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1 。在使用 8位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。 在flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 I/O 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。端口引腳第二功能： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口) INTO(外中斷0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 )此外，P3口還接收一些用于 FLASH 閃存存儲(chǔ)器和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：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是單片機(jī)復(fù)位。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁 共 50 頁ALE/PROG：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。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）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)。EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓 Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。寄存器并不是所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會(huì)無效。用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“0”。定時(shí)器2寄存器：寄存器 T2CON 和 T2MOD 包含定時(shí)器2 的控制位和狀態(tài)位（如表1和表 2所示） ，寄存器對(duì) RCAP2H 和 RCAP2L 是定時(shí)器2的捕捉/ 自動(dòng)重載寄存器。中斷寄存器：各中斷允許位在 IE 寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在 IE 中設(shè)置。表31 T2CON：定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 2控制寄存器 T2CON 地址為0C8H 復(fù)位值：0000 0000B 位可尋址TF2 EXF2 RLCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁 共 50 頁7 6 5 4 3 2 1 0符號(hào) 功能TF2定時(shí)器2 溢出標(biāo)志位。必須軟件清“0”。RCLK=1 或 TCLK=1 時(shí)，TF2不用置位。EXF2定時(shí)器2 外部標(biāo)志位。EXEN2=1 時(shí)，T2EX 上的負(fù)跳變而出現(xiàn)捕捉或重載時(shí)，EXF2 會(huì)被硬件置位。定時(shí)器 2 打開，EXF2=1 時(shí)，將引導(dǎo) CPU 執(zhí)行定時(shí)器2 中斷程序。EXF2 必須如見清“0”。在向下/向上技術(shù)模式（DCEN=1）下 EXF2不能引起中斷。RLCLK串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若 RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器 2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口接收時(shí)鐘； RCLK=0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口接收時(shí)鐘。TCLK串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若 TCLK=1，串行口將使用定時(shí)器 2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口發(fā)送時(shí)鐘； TCLK=0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口發(fā)送時(shí)鐘。EXEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志位。當(dāng) EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒有用作串行時(shí)鐘，T2EX（）的負(fù)跳變將引起定時(shí)器2 捕捉和重載。若EXEN2=0，定時(shí)器 2將視 T2EX 端的信號(hào)無效TR2開始/停止控制定時(shí)器2 。TR2=1，定時(shí)器2開始工作C/T2定時(shí)器 2 定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇標(biāo)志位。C/T2 =0，定時(shí)； C/T2 =1，外部事件計(jì)數(shù)（下降沿觸發(fā)）CP/RL2捕捉/重載選擇標(biāo)志位。當(dāng) EXEN2=1時(shí)， CP/RL2=1，T2EX 出現(xiàn)負(fù)脈沖，會(huì)引起捕捉操作；當(dāng)定時(shí)器2溢出或 EXEN2=1時(shí) T2EX 出現(xiàn)負(fù)跳變，都會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)重載操作。CP/RL2=0 將引起 T2EX 的負(fù)脈沖。當(dāng) RCKL=1或 TCKL=1時(shí)，此標(biāo)志位無效，定時(shí)器2溢出時(shí)，強(qiáng)制做 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁 共 50 頁自動(dòng)重載操作。 表32 中斷允許控制寄存器（IE） （MSB） （LSB）EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 中斷允許控制位=1，允許中斷 中斷允許控制位=0，禁止中斷符號(hào) 位地址 功能EA 中斷總允許控制位。EA=0，中斷總禁止；EA=1，各中斷由各自的控制位設(shè)定 預(yù)留ET2 定時(shí)器2中斷允許控制位ES 串行口中斷允許控制位ET1 定時(shí)器1中斷允許控制位EX1 外部中斷1允許控制位ET0 定時(shí)器0中斷允許控制位EX0 外部中斷0允許控制位中斷源AT89S52 有6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（INT0 和 INT1） ，三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器0、2）和一個(gè)串行中斷。這些中斷如圖10所示每個(gè)中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器 IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE 還包括一個(gè)中斷允許總控制位 EA，它能一次禁止所有中斷。如表5所示， 。對(duì)于 AT89S52， 。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1 。它們?yōu)?AT89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器2可以被寄存器 T2CON 中的 TF2和 EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁 共 50 頁定時(shí)器0和定時(shí)器 1標(biāo)志位 TF0 和 TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S5P2被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來。然而，定時(shí)器2 的標(biāo)志位 TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來。3. 3 顯示模塊顯