【文章內(nèi)容簡介】 特殊功能寄存器和 RAM 的高 128字節(jié)的地址是一樣的，但是它們在物理上是分開的。當(dāng)指令訪問高 128字節(jié)時，是訪問 RAM還是訪問特殊功能寄存器將取決 于這條指令的尋址方式。一般情況下，在直接尋址的方式下將會訪問特殊功能寄存器。 STC89C52串行口控制寄存器 SCON 表 33 SCON 控制位的分布 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 控制位 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI ◆ SM0、 SM1是單片機串口工作方式選擇位 表 34 串行口工作方式 SM0 SM1 工作方式 0 0 方式 0：移位寄存器方式 0 1 方式 1： 8位 UART，波特率可變 1 0 方式 2： 9位 UART,波特率為 fosc/64或 fosc/32 1 1 方式 3： 9位 UART，波特率可變 ◆ SM2 ： 多機通訊控允許控制位。當(dāng)單片機處于工作方式 2或者工作方式 3 的時候，如果 SM2和 REN 同時為高電平，那么從機就只有在接收到 RB8=1 的時候才會激活中斷請求標(biāo)志位（ RI），并且向主機發(fā)送中斷請求。從機只有在復(fù)位之后才會接收到 RB8=0 的數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機處于方式 1工作時，如果 SM2 為高電平，那么要置位中斷請求 標(biāo)志位就必須要接收到有效的停止位；在方式0時， SM2應(yīng)為 0。 ◆ REN：啟用 /禁用串行接收控制位。該孔志偉由軟件來置位。當(dāng) REN=1 時，串口處于接收的狀態(tài)，此時就可以啟動串口的接收器 REX,開始接收數(shù)據(jù)；當(dāng) REN=0的時候，就至今接收數(shù)據(jù)。 ◆ TB8：當(dāng)串口通信工作在方式 2或方式 3時，改位為要發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，也是由軟件來置位。 STC89C52 中斷系統(tǒng) 第 10 頁 共 37 頁 STC89C52有 6個中斷源： INT0和 INT1是兩個外部中斷， T0、 T T2是三個中斷定時器，另外還有一個串行中斷。 每一個中斷源都可以通過執(zhí)行指定的代碼來使中斷源有效或者無效。 表 35 中斷允許控制位 符號 位地址 功能 EA 中斷允許控制位， 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 定時器 2中斷允許控制位 ES 串行口中斷允許控制位 ET1 定時器 1中斷允許控制位 EX1 外部中斷 1允許控制位 ET0 定時器 0中斷允許控制位 EX0 外部中斷 0允許控制位 STC89C52的空閑模式 當(dāng)單片機處于空閑模式時，單片機內(nèi)部的 CPU就會進(jìn)入睡眠狀態(tài)，但是單片機上的所有外部設(shè)備都會繼續(xù)保持激活的狀態(tài)。單片機可以通過執(zhí)行特定的指令進(jìn)入該狀態(tài)。單片機處于該種狀態(tài)是，單片機內(nèi)部的 RAM和特殊功能寄存器上的數(shù)據(jù)將保持不變。 結(jié)束空間模式可以通過軟件的中斷或者硬件的復(fù)位來實現(xiàn)。當(dāng)使用硬件復(fù)位來結(jié)束空閑模式時，就需要 2個機器周期的復(fù)位信號，此時，單片機將禁止訪問內(nèi)部 RAM上的信息，只可以控制訪問端口的引腳。當(dāng)使用硬件復(fù)位的方法來終止空閑狀態(tài)時，為了避免預(yù)料不到的寫端 口，在激活空閑模式的指令的下一條指令就不應(yīng)該是寫端口或者是寫外部存儲器。 STC89C52的掉電模式 STC89C52提供掉電模式，當(dāng)單片機處于掉電模式時，晶振將停止工作，但是在這其間片 RAM內(nèi)和特殊功能寄存器上的值將保持不變。最后一條指令的執(zhí)行將激活掉電模式。 表 36 空閑模式和掉電模式下的外部引腳狀態(tài) 第 11 頁 共 37 頁 模式 程序存儲器 ALE PESN PORT0 PORT1 PORT2 PORT3 空閑 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) STC89C52 最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)電路除了電源外，還應(yīng)該包括單片機、時鐘電路和復(fù)位電路。 STC89C52單片機最小系統(tǒng)如圖 33所示： 圖 33 單片機最小系統(tǒng) STC89C52最小系統(tǒng)由兩部分組成，現(xiàn)介紹如下： 第 12 頁 共 37 頁 時鐘電路 STC89C52 單片機的 XTAL1 引腳為高增益反相放大器的輸入端， XTAL2 引腳為高增益反相放大器的輸出端。自激震蕩電路就是在 XTAL1與 XTAL2之間接入一個晶振和一個微調(diào)電容。 STC89C52的時鐘頻率為 12MHz。 圖 34 時鐘電路 復(fù)位電路 STC89C52的 第 9引腳（ Rest）為復(fù)位引腳。當(dāng)該引腳被拉高保持 2個機器周期以上時，單片機將產(chǎn)生復(fù)位。例如當(dāng)晶振是 12MHz 時，時鐘周期為 1us，機器周期為 6us，因此，當(dāng)?shù)?9 引腳接高電平并保持在 12us 以上，單片機就會產(chǎn)生復(fù)位。復(fù)位電路有 2 種連接方式，即上電復(fù) 位和手動復(fù)位。上電復(fù)位電路中， RST 引腳上串接了一個電容，當(dāng)復(fù)位引腳接 +5v 電源時，電容處于充電狀態(tài)，當(dāng)充電結(jié)束后，電容相當(dāng)于斷開 。 而在手動復(fù)位電路中，是在 RST引腳所串接的電容上并聯(lián)一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)時，電容就處于充電狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)時，電容處于放電狀態(tài)，放電時復(fù)位引腳處于高電平，從而達(dá)到復(fù)位的目的。 第 13 頁 共 37 頁 圖 35 復(fù)位電路 傳感器采集模塊 單片機是本系統(tǒng)的主控芯片，那么傳感器檢測到的信號就要通過通信模塊傳給單片機，由單片機進(jìn)行分析處理。那么如何準(zhǔn)確的確定外界環(huán)境的各項參數(shù)就顯 得十分重要。 傳感器在完成檢測和控制中起到十分重要的作用，是檢測和控制過程中的關(guān)鍵所在，如是沒有傳感器對環(huán)境參數(shù)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和轉(zhuǎn)換，控制中心就沒有辦法對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析處理并作出相應(yīng)的控制。當(dāng)今生產(chǎn)生活中的自動控制控制系統(tǒng)，相當(dāng)一部分是依賴與各種傳感器來采集要控制的各種參數(shù)，然后把數(shù)據(jù)傳給控制中心，這樣系統(tǒng)才會工作在最適合的狀態(tài)。 雖然市面上大多數(shù)傳感器在設(shè)計上都可以滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，但是從硬件電路設(shè)計和性價比上考慮，本系統(tǒng)傳感器采用進(jìn)口的 SHT10溫濕度傳感器。 SHT10傳感器簡介 SHT10傳感器是 Sensirion溫濕度傳感器家族中的貼片封裝系列。該傳感器具有響應(yīng)速度快、抗干擾能力強、高性價比等優(yōu)點。 敏感元件的傳感器和信號處理電路集成在一塊電路板，一個數(shù)字信號輸出的校準(zhǔn)。 CMOSens 技術(shù)是 Sensirion公司的專利技術(shù)，該技術(shù) SHT10中得到了應(yīng)用。CMOSens 技術(shù)可以保證產(chǎn)品具有更高的穩(wěn)定性和杰出的穩(wěn)定性。 SHT10傳感器在同一個芯片上包 第 14 頁 共 37 頁 含了一個電容性的測濕度敏感元器件和一個用能隙材料制成的測溫元件。并通過無縫連接技術(shù)與14位的 A/D轉(zhuǎn)換器和串行接口電路連接在一起。 每一個 SHT10傳感器都會在極其精確地腔室中進(jìn)行標(biāo)定，而且用于校準(zhǔn)的系數(shù)會用標(biāo)準(zhǔn)的程序形式在 OTP內(nèi)存中存儲下來。這些數(shù)據(jù)將用來在內(nèi)部信號的校準(zhǔn)。 SHT10的串口和內(nèi)部的電壓調(diào)整時采用兩線制的，這使得 SHT的外圍電路極其簡單。 SHT10溫濕度傳感器憑借其體積小、功耗低等一系列優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。 SHT10采用 LCC 封裝，可以使用標(biāo)準(zhǔn)回流焊接。 圖 36 SHT10 實物圖 SHT10引腳及接口定義 表 39 SHT10 引腳分配 VDD引腳 : SHT10 的供電電壓范圍為 , 建議為 。在電路的設(shè)計過程中可以在VDD和 GND之間一個濾波電容，一般為 100nF的電容。 第 15 頁 共 37 頁 SCK引腳 :該引腳是用來和主控芯片進(jìn)行同步通信的，因為在接口電路中已經(jīng)包括了全靜態(tài)邏輯，所以 SCK不存在最小頻率。 DATA引腳 :為三態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)引腳，用于讀取傳感器的數(shù)據(jù) 。當(dāng)單片機向傳感器下達(dá)命令時 , DATA 在 SCK 上升沿有效且在 SCK 高電平時必須保持穩(wěn)定。 DATA在 SCK 下降沿之后改變。為確保通訊安全， DATA的有效時間在 SCK 上升沿之前和下降沿之后應(yīng)該分別延長至 TSU and THO。傳感器數(shù)據(jù)讀取的過程中 , 數(shù)據(jù)引腳是在 SCK變成低電平以后有效，并且要保持到下一個 SCK 的下降沿 。 主控芯片驅(qū)動 DATA引腳為低電平，可以避免信號的沖突。需要一個外部的上拉電阻（一般取 10k）將信號上拉至高電平。一般的微處理器的 I/O接口電路中都會自帶上拉電阻。 SHT10電氣特性及典型應(yīng)用 SHT10能耗、電平的高低以及輸入電壓的大小都和電源有著密切的關(guān)系。電源引腳相對于地的絕對最大值為 +7V 和 。 如果長時間的傳感器工作在絕對最大值，會影 響傳感器的穩(wěn)定性 。SHT10的電氣特性圖下表所示： 表 310 SHT10電氣特性 第 16 頁 共 37 頁 SHT10的典型應(yīng)用如圖所示： 圖 37 SHT10典型應(yīng)用 SHT10的通信 啟動傳感器 ：第一，選擇電源電壓后給傳感器接通不低于 1V/ms電率的電源。通上電以后，傳感器將在 11ms后進(jìn)入休眠狀態(tài)，在進(jìn)入休眠狀態(tài)之前不允許對傳感器進(jìn)行通信。 發(fā)送命令： 傳感器初始化很簡單，只要用一組“ 啟動傳輸”時序就可以完成。它包括： 在 SCK時鐘 為高電平“ 1” 的時候 DATA變?yōu)榈碗娖健?0” ，然 后 在 SCK變 為 低 電平的時候 ，數(shù)據(jù) 端 DATA變成一個高 平 平 如下圖： 圖 38 SHT啟動時序圖 第 17 頁 共 37 頁 SHT10的命令包含 3個地址位和 5個命令位。當(dāng)在第 8個 SCK時鐘周期的下降沿結(jié)束之后， data引腳變?yōu)榈碗娖剑诰o接著的第 9個 sck時鐘周期的下降沿結(jié)束之后， DATA恢復(fù)為高電平，這就說明 SHT10已經(jīng)正確的接受到命令。 表 311 SHT10命令集 溫濕度測量： 溫濕度的測量大約需要 20/80/320ms，分別對應(yīng) 8/12/14位測量。測量時首先需要發(fā)送一組指令（“ 00000101”代表相對濕度的測量， “ 00000011”代表測量溫度），然后控制器要等待測量結(jié)束。確切的測量時間和內(nèi)部晶振的速度有著密切的關(guān)系，誤差會在 30%的范圍內(nèi)變化。當(dāng) DATA引腳被拉至低電平時， SHT10進(jìn)入空閑狀態(tài)，并意味著測量的結(jié)束。當(dāng) SCK引腳再次被觸發(fā)之前， DATA引腳必須為低電平。這個信號用來來讀出數(shù)據(jù)。檢測數(shù)據(jù)