【文章內(nèi)容簡介】 2計數(shù)溢出中斷；ET2=0，禁止T2中斷。ES串行口中斷控制位，ES=1，允許串行口發(fā)送/接受中斷；ES=0，禁止串行口中斷。ET1定時器/計數(shù)器T1中斷控制位，ET1=1，允許T1計數(shù)溢出中斷；ET1=0，禁止T1中斷。EX1外部中斷1控制位，EX1=1，允許中斷；EX1=0，禁止外部中斷1中斷。ET0定時器/計數(shù)器T0中斷控制位，ET0=1，允許T0計數(shù)溢出中斷；ET0=0，禁止T0中斷。EX0外部中斷0控制位，EX0=1，允許中斷；EX0=0，禁止外部中斷0中斷。中斷優(yōu)先級控制寄存器IPPT2T2中的優(yōu)先級控制位，PT2=1,設定定時器T2為高優(yōu)先級中斷；PT2=0為低優(yōu)先級中斷。PS串行口中斷優(yōu)先級控制位。PS=1設定串行口為高優(yōu)先級中斷；PS=0為低優(yōu)先級中斷PT1T1中斷優(yōu)先級控制位。PT1=1設定定時器T1為高優(yōu)先級中斷；PT1=0為低優(yōu)先級中斷PX1外部中斷1優(yōu)先級控制位。PX1=1設定定時器外部中斷1為高優(yōu)先級中斷；PX1=0為低優(yōu)先級中斷。PT0T0中斷優(yōu)先級控制位。PT0=1設定定時器T0為高優(yōu)先級中斷；PT0=0為低優(yōu)先級中斷。PX0外部中斷0優(yōu)先級控制位。PX0=1設定定時器外部中斷0為高優(yōu)先級中斷；PX0=0為低優(yōu)先級中斷。表311 中斷服務程序的入口地址符號名稱中斷引起原因C51對應中斷源的編號INT0外部中斷00INT1外部中斷11T0定時器0中斷定時器/計數(shù)器0計數(shù)回零溢出2T1定時器1中斷定時器/計數(shù)器1計數(shù)回零溢出3TI/RI串行口中斷串行通信完成一幀發(fā)送或接收引起中斷4INT2定時器2中斷定時器/計數(shù)器2計數(shù)回零溢出5 AT89C52單片機的各引腳功能AT89C52單片機的引腳圖如圖35所示,由于上述分析中以對I/O進行的系統(tǒng)性的介紹，下面只對其第二功能做具體的補充，詳細見表312。圖35 PDIP封裝形式的AT89C52單片機引腳排列VCC：電源電壓GND：接地RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出項兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。ALE/ ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，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 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖。：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次信號。/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存端狀態(tài)。如端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。本次設計因為接高電平。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。表312 AT89C52單片機P0口和P3口引腳的第二功能口線第二功能信號名稱T2定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入或時鐘輸出T2EX定時器/計數(shù)器2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制RXD串行數(shù)據(jù)接收TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送外部中斷0請求信號輸入外部中斷1請求信號輸入T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入外部RAM寫選通外部RAM讀選通 可編程并行接口芯片8255A8255A有24條I/O線，分為A、B、C共3個端口來使用；8條數(shù)據(jù)線，用于數(shù)據(jù)和控制命令傳送；兩條地址線，讀/寫時用于選擇片內(nèi)的控制寄存器或A、B、C口對應的3個端口寄存器PA、PB、PC；讀/寫信號控制線各一根；還有復位信號，片選信號、電源等引腳。8255A的24條I/O線可編程分為兩組，有3種工作方式，其中，方式0是最為簡單和常用的一種，該方式下端口A、B、C僅作簡單的出入/輸出使用。8255A的工作方式有其片內(nèi)的控制寄存器選擇。 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A內(nèi)部由PA、PB、PC這3個8位可編程雙向I/O口，A組控制器和B組控制器，數(shù)據(jù)緩沖器及讀/寫控制邏輯4部分電路組成，其結(jié)構(gòu)如圖36[5] 梁景凱,[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006,第108頁.所示。PA、PB、PC口：PA、PB、PC口均為8位I/O數(shù)據(jù)口，但結(jié)構(gòu)上略有差別。A口由一個8位數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖/鎖存器組成，B口和C口各由一個8位數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器(無輸入數(shù)據(jù)緩沖器，故B口不能在模式2下工作)組成。A組控制器和B組控制器：A、B組控制器對應的控制字寄存器接受CPU送來的控制字，用于決定8255A的工作方式。A組控制器控制A口和C口上半部（PC4~PC7），B組控制器控制B口和C口下半部（PC0~PC3）。數(shù)據(jù)總線緩沖器：這是一個8位雙向三態(tài)驅(qū)動器，用于8255A和單片機的數(shù)據(jù)總線相連，以實現(xiàn)8255A與單片機的數(shù)據(jù)發(fā)送。讀/寫控制邏輯：接收CPU送來的讀/寫信號和選口地址，用于控制對8255A的讀/寫。圖36 8255A邏輯結(jié)構(gòu)圖 8255A的引腳功能8255A有40條引腳，采用雙列直插式封裝。圖37 8255A引腳圖① 數(shù)據(jù)總線（8條）：D0~D7，用于傳送CPU和8255A間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。② 控制總線（6條）： RESRT：復位線，高電平有效。 ：片選線，低電平有效。若為高電平，則8255A不被選中；若為低電平，則8255A選中。 為讀命令線，為寫命令線，皆為低電平有效。若為低電平（必為高電平），則所選8255A處于讀狀態(tài)；若為低電平（必為高電平），則所選8255A處于寫狀態(tài)。 A0、A1：地址輸入線，用于選中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一個工作。上述控制線的功能如表312所列。表312 8255A控制線功能A1A0功能00010讀端口A數(shù)據(jù)01010讀端口B數(shù)據(jù)10010讀端口C數(shù)據(jù)00100寫數(shù)據(jù)到端口A01100寫數(shù)據(jù)到端口B10100寫數(shù)據(jù)到端口C11100寫命令到控制寄存器————1數(shù)據(jù)總線呈高阻狀態(tài)11010非法條件——110數(shù)據(jù)總線呈高阻狀態(tài)③ 并行I/O總線（24條）：這些總線用于和外設相連，共分3組。 PA7~PA0：雙向I/O總線。PA7為最高位，用于傳送I/O數(shù)據(jù)，可以設定為輸入或輸出方式，也可設定為輸入/輸出雙向方式。 PB7~PB0：雙向I/O總線。PB7為最高位，用于傳送I/O數(shù)據(jù)，可以設定為輸入或輸出方式。 PC7~PC0：雙向數(shù)據(jù)/控制總線。PC7為最高位，用于傳送I/O數(shù)據(jù)或控制/狀態(tài)信息，可以設定為輸入或輸出方式，也可設定為控制/狀態(tài)方式。④ 電源線（2條）：Vcc為+5V電源線，GND為地線。 8255A的工作方式8255A有3種工作方式：方式0、方式方式2。方式0：基本輸入/輸出方式。這種方式中3個端口被設置成輸入或輸出口，但不能既作輸入又作輸出。PC口分成兩部分：上半口（PC4~PC7）、下半口（PC0~PC3），兩部分可分別設置傳動方向。各端口均可用于無條件數(shù)據(jù)傳送，也可通過人為指定PC口的某些位作為PA口、PB口的狀態(tài)信號，進行查詢方式傳送。方式1：選通輸入/輸出方式。這種方式下PA口、PB口通過編程設定為輸入口或輸出口，而PC口則分成兩部分，分別用作PA口和PB口的控制和同步信號，以便于8255A和CPU之間傳送信息和中斷請求。這種聯(lián)絡信號時由8155A內(nèi)部規(guī)定的，不是由使用者指定的。PC口的高4位服務于A口，稱A組。PC口的低4位服務于B口，稱B組。方式2：雙向總線方式。只有PA口可工作于此方式，這時PA口既可輸入又可輸出，PC口的PC3~PC7用作輸入/輸出的同步控制信號。此時，PB口可以工作于方式0，但不能工作于方式1。 8255A控制字8255A方式控制字如圖38，分為兩種類型控制字：。方式控制字圖38 方式選擇控制字格式C口置位/復位控制字圖39C口控制字格式4 基于PROTEUS仿真電路分析 XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)仿真電路圖圖41 XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)仿真電路圖 XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)硬件資源及其分配XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)硬件資源主要包括有：AT89C52單片機、鎖存器74LS37可編程控制器8255A、8位8段共陰數(shù)碼管、四行四列矩陣鍵盤、限位/急停按鈕、晶振電路、復位電路、以及六線制的四相八拍工作制的X和Y向步進電動機各一個?？刂葡到y(tǒng)硬件資源的分配如表41所列。表41 XY數(shù)控工作臺控制系統(tǒng)硬件資源分配硬件芯片端口（引腳）用途（功能）AT89C528位P0口地址總線：輸出電平信號到74LS373送到8255A的A0和A1口，控制8255A的工作方式數(shù)據(jù)總線：擴展可編程控制器8255A，完成AT89C52單片機與8255A的數(shù)據(jù)輸入和輸出XTAL1連接晶振電路XTAL2連接晶振電路RST復位電路接線口ALE地址鎖存允許，與74LS373的LE口連接，ALE為高電平時，74LS373送數(shù)，低電平時，鎖存。~四行四列矩陣式鍵盤行掃描輸入輸出線~四行四列矩陣式鍵盤列掃描輸入輸出線8255A連接8255A片選端限位信號輸入口，低地平時請求外部中斷0可編程控制器8255A寫選通信號端口可編程控制器8255A讀選通信號端口D0~D7連接AT89C52的P0口，負責數(shù)據(jù)的輸入與輸出PA口連接8位8端數(shù)碼管的段驅(qū)動端口PB口連接8位8端數(shù)碼管的位選端口PC0~PC3向X向步進電動機輸入脈沖數(shù)和脈沖相序PC4~PC7向Y向步進電動機輸入脈沖數(shù)和脈沖相序 電路模塊圖分析 XY向步進電機控制電路分析圖42 X/Y向步進電機控制電路模擬圖圖42為X/Y向步進電機控制電路模擬圖，從圖從我們可以看到仿真選用的是6線制的四相八拍步進電機，通過8255A的PC0~PC3口分別向X向步進電機輸入脈沖信號，PC4~PC7則分別向Y向步進電機輸入脈沖信號。四相八拍步進電機的正轉(zhuǎn)相序是A→AB→B→BC→C→CD→D→DA，反轉(zhuǎn)相序是DA→D→CD→C→BC→B→BA→A；表23將給出X向步進電動機正轉(zhuǎn)時PC口各引腳輸出電平與X向電機相位關(guān)系；表44將給出Y向步進電動機正轉(zhuǎn)時PC口各引腳輸出電平與Y向電機相位關(guān)系；而反轉(zhuǎn)時，控制的方式只需把從上往下循環(huán)改為從下往上循環(huán)即可。表42 X向步進電動機正轉(zhuǎn)時PC口各引腳輸出電平與Y向電機相位關(guān)系X向步進電機相位可編程控制器8255A的PC口各引腳的電平PC口輸出的16進制數(shù)PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7A100000000x01AB110000000x03B010000000x02BC011000000x06C001000000x04CD001100000x0cD000100000x08DA100100000x09表43 Y向步進電動機正轉(zhuǎn)時PC口各引腳輸出電平與Y向電機相位關(guān)系Y向步進電機相位可編程控制器8255A的PC口各引腳的電平PC口輸出的16進制數(shù)PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7A000010000x10AB000011000x30B000001000x20BC000001100x60C000000100x40CD000000110xc0D000000010x80DA000010010x90 四行四列矩陣式鍵盤控制電路分析圖43為四行四列矩陣式鍵盤控制電路原理圖，原理圖的設計上，在鍵盤的行掃描線上設置了上拉電阻，~，~。鍵盤上設有了0~9共10個數(shù)字鍵、X坐標鍵、Y左邊鍵、G代碼按鍵、數(shù)字符號—負號鍵、ENTER（確認）鍵以及START（開始）按鍵。通過這些按鍵能我們能直接向AT89C52單片機輸入指令、X坐標和Y坐標。圖43 鍵盤硬件電路接線圖 XY數(shù)控工作臺顯示電路分析圖44 XY數(shù)控工作臺仿真顯示電路數(shù)控XY