【文章內(nèi)容簡介】 兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引 腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， 這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 出租車計價器系統(tǒng) 6 使用 I/O口的注 意事項 （ 1） P1,P2,P3 口的輸出緩沖器可驅動 4 個 LSTTL 電路。對于 HCMOS 芯片單片機的 I/O口，在正常情況下，可任意由 TTL或 NMOS 電路驅動。 HMOS 及 CMOS 性的單片機 I/O 口有集電極開路或漏極開路的輸出來驅動時，不必外加上拉電阻 （ 2）對于 74LS 系列， CD4000 系列以及一些大規(guī)模集成電路芯片（如 8155， 8253，8279 等），都可以和 MCS51系列單片機直接接口。具體使用時，可以查閱有關器件手冊或參考典型電路 （ 3）對一些線性組件，特別是應用鍵盤、碼盤、 LED顯示器等輸入 /輸出設備時，應當盡量增加驅動部分的容量，否則，單片機將提供不出足夠的驅動電流供給負載使用 89C51 中斷系統(tǒng) 所謂中斷，是指當計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的異常情況和特殊情求， CPU 暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉去對隨機發(fā)生地更緊迫事件進行處理；處理完畢后，CPU 自動返回原來的程序繼續(xù)執(zhí)行。 中斷允許軟件設計不需要關心系統(tǒng)其他部分定時要求，算術程序不需要考慮隔幾個指令檢查 I/O 設備是否需要服務。相反，算術程序編寫時好像有無限的時間作算術運算而無其他工作在進行。若其它事件需要服務時，則通過中斷告訴系統(tǒng)。 89C51 單片機有 5個中斷源，有兩個中斷優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級可以編程控制 。中斷允許受到 CPU 開中斷和中斷源開中斷的兩級控制。 中斷源 中斷 源是指任何引起計算機中斷的事件，一般一臺機器允許有許多個中斷源。 89C51系列單 片機至少有 5 個中斷源。增加很少的硬件就可把各種硬件中斷源“線或”成為一個外部中斷輸入，然后再順序檢索一起中斷的特定源。 89C51 單片機的 5個中斷源是： ① 外部中斷請求 0，由（ ）輸入； ② 外部中斷請求 1，由（ ）輸入； ③ 片內(nèi)定時器 /計數(shù)器 0益處中斷請求； ④ 片內(nèi)定時器 /計數(shù)器 1溢出中斷請求； ⑤ 片內(nèi)串行口發(fā)送 /接收中斷請求； 為了 了解每個中斷源是否產(chǎn)生了中斷請求，中斷系統(tǒng)應設置許多個中斷請 求觸發(fā)器（標志位）實現(xiàn)記憶。這些中斷源請求標志位分別有特殊功能寄存器 TCON和 SCON 的相應位鎖存 定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON，它是一個八位的寄存器，各位如表 所示： 表 定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 出租車計價器系統(tǒng) 7 IT0,IT1：外部中斷 0、 1觸發(fā)方式選擇位，由軟件設置。 1 是下降沿觸發(fā)， 0 是電平觸發(fā)。 IE0,IE1：外部終端 0、 1請求標志位。 TF0,TF1：定時器 /計數(shù)器 0、 1 溢出 中斷請求標志。 中斷的控制 中斷的控制主要實現(xiàn)中斷的開關管理和中斷優(yōu)先級的管理。這個管理主要通過對特殊功能寄存器 IE和 IP 的編程實現(xiàn)。 （ 1）中斷允許寄存器 IE 表 中斷允許寄存器 IE EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EX0,EX1：外部終端 0， 1的中斷允許位。 1是中斷開， 0是中斷關 ET0,ET1：定時器 /計數(shù)器 0、 1 溢出中斷允許位。 1是開中斷， 0是關中斷 ES：串行口中斷允許位。 1 是中斷開， 0 是中斷關 ET2：定時器 /計數(shù)器 2溢出中斷位 EA： CPU 開 /關中斷控制位。 1是開中斷， 0是關中斷 （ 2）中斷優(yōu)先級寄存器 IP 表 中斷優(yōu)先級寄存器 IP PS PT1 PX1 PT0 PX0 若系統(tǒng)中多個中斷源同時請求中斷，則 CPU 按中斷源的優(yōu)先級別，由高到低分別響應。 89C51 單片機有兩個中斷優(yōu)先級：高優(yōu)先級和低優(yōu)先級。每個中斷源都可以編程為高優(yōu)先級。這可以實現(xiàn)兩級中斷嵌套。嵌套的原則：一個正在執(zhí)行的中斷服務程序可以被高級的中斷請求中斷，而不能被同級或較低級的中斷請求中斷。兩級中斷通過使用 IP寄存器設置，相應的位置 1，則優(yōu)先級高， 0 則優(yōu)先級低。 PX0、 PX1：終端 0、 1 中斷優(yōu)先級控制； PT0、 PT1：定時器 /計數(shù)器 0、 1中斷優(yōu)先級控制。 PS：串行口中斷優(yōu)先級控制。 89C51 復位時， IP 被清零， 5個中斷源都在同一個優(yōu)先級。這時若其中幾個中斷源同時產(chǎn)生中斷請求，則 CPU按照片內(nèi)硬件優(yōu)先級鏈路的順序相應中斷，硬件優(yōu)先級由高到低的順序是：外部終端 0，定時器 /計數(shù)器 0，外部中斷 1，定時器 /計數(shù)器 1串行口中斷。 中斷響應 89C51的 CPU在每個機器周期采樣中斷源的中斷請求標志位，如果沒有上述阻止條件，則將在下一個機器周期響應被激活的最高級中斷 請求。阻止條件如下： ① CPU 正在處理同級或更高級的中斷； ② 現(xiàn)行機器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機器周期； 出租車計價器系統(tǒng) 8 ③ 正在執(zhí)行的是 RETI 或者是訪問 IE或 IP 的指令； CPU 在中斷響應之后完成如下操作： ① 硬件清除相應的中斷標志位； ② 執(zhí)行一條硬件子程序，保護斷點，并轉向中斷服務程序入口。 ③ 結束中斷時執(zhí)行 RETI 指令，恢復斷點，返回主程序。 89C51 的 CPU 在相應中斷請求時，由硬件電路自動形成轉向與該中斷源對應的中斷的服務程序入口地址。這種方法為硬件向量中斷法。 各中斷源的中斷服務程序入口地址如下： 表 中斷源的中 斷服務程序入口地址 編號 中斷源 入口地址 0 外部終端 0 0003H 1 定時器 /計數(shù)器 0 000BH 2 外部終端 1 0013H 3 定時器 /計數(shù)器 1 001BH 4 串行口中斷 0023H 各中斷服務程序入口地址僅隔 8個字節(jié)，編譯器在這些地址放入無條件轉移指令，跳到服務程序的實際地址。 向量中斷包括把先前的程序計數(shù)指針推入堆棧，中斷服務程序很像其他子程序。當向量中斷發(fā)生時，硬件禁止所有中斷。此時表明外部中斷或定時器溢出的標志位由硬件清除。中斷服務程序的不同分支取決于中斷源。在重新允許全局 CPU中斷 EA之前，必須仔細清除各種標志。標志會引起立即地重復中斷。 89C51 對終端實際上有特殊的返回指令RETI。不是 RET。 RETI 重新允許系統(tǒng)識別其他中斷。因而，沒必要在正常使用中斷時復位 EA，只要在程序初始化時開中斷一次就可以了。 單片機定時器 /計數(shù)器的使用 89C51 系列單片機至少有兩個 16 位內(nèi)部定時器 /計數(shù)器。 8952 有三個定時器 /計數(shù)器，其中連個基本定時器 /計數(shù)器是定時器 /計數(shù)器 0和定時器 /計數(shù)器 1。他們既可以編程為定時器使用，也可以編程為計數(shù)器使用。若是計數(shù)內(nèi)部晶振驅動時鐘，則 它是定時器；若是計數(shù) 89C51 的輸入引腳的脈沖信號，則它是計數(shù)器。 89C51 的 T/C 時加一計數(shù)的。定時器實際上也是工作在技術方式下的，只不過對固定頻率的脈沖計數(shù)；由于脈沖周期固定，由計數(shù)值可以計算出時間，有定時功能。 當 T/C 工作在定時器時，對振蕩源 12 分頻的脈沖計數(shù)，即每個機器周期計數(shù)值加一，頻率加 =fosc/12。晶振為 6MHz，計數(shù)頻率 =500KHz，每 2uS 計數(shù)加一。 當 T/C 工作在計數(shù)器時，計數(shù)脈沖來自外部脈沖輸入引腳 T0或 T1。當 T0 或 T1腳上負跳變需 2 個機器周期，即 24 個振蕩周期。所以 T0或 T1 腳輸入的計數(shù)外部脈沖的最高頻率為 fosc/12。當晶振為 12MHz 時，最高技術頻率為 500KHz，高于此頻率將計數(shù)出錯。 出租車計價器系統(tǒng) 9 與 T/C 有關的特殊功能寄存器 （ 1）計數(shù)寄存器 TH 和 TL T/C 是 16位的，計數(shù)寄存器有 TH高 8位 TL 低 8 位構成。在特殊功能寄存器中，對應 T/C0 為 TH0 和 TL0；對應 T/C1 為 TH1 和 TL1。定時器 /計數(shù)器的初始值通過 TH1/TL1和 TH0/TL0 設置 （ 2）定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON 表 定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON TR1 TR0 TR0、 TR1：定時器 /計數(shù)器 0、 1啟動控制位。 1是啟動， 0 是停止 TCON 復位后清零， T/C 需要受到軟件控制才能啟動計數(shù)；當計數(shù)計滿時，產(chǎn)生向高位的進位 TF,即溢出中斷請求標志 T/C 的方式控制寄存器 TMOD 表 T/C的方式控制寄存器 TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 C/T：計數(shù)器或定時器選擇位。 1位計數(shù)器， 0位定時器 GATE：門控信號。 1時 T/C 的啟動控制受到雙重控制，即要求 TR0/TR1 和 INT0/INT1同時為高； 0時 T/C的啟動僅受 TR0/TR1 控制。 表 M1和 M0工作方式選擇位 M1 M0 方式 功能 0 0 0 為 13位定時器 /計數(shù)器， TL存低 5 位， TH存高 8位 0 1 1 為 16 定時器 /計數(shù)器， TL存低 8， TH 存高 8位 1 0 2 常數(shù)自動裝入的 8位定時器 /計數(shù)器 1 1 3 僅適用于 T/C0，兩個 8 為定時器 /計數(shù)器 定時器 /計數(shù)器的初始化 （ 1）初始化步驟 在使用 89C51 的定時器 /計數(shù)器前，應對它進行編程初始化，主要是對 TCON 和 TMOD編程，還需要計算和裝載 T/C的計數(shù) 初值。一般完成以下幾個步驟： ? 確定 T/C 的工作方式 編程 TMOD 寄存器。 ? 計算 T/C 中的計數(shù)初值，并裝載到 TH 和 TL。 ? T/C 在中斷方式工作時，須開 CPU 中斷和源中斷 編程 IE 寄存器。 ? 啟動定時器 /計數(shù)器 編程 TCON 中 TR1 和 TR0 位 （ 2）計數(shù)初值的計算 在定時器方式下， T/C 是對機器周期脈沖計數(shù)的，如果 fosc=6MHz，一個機器周期為2us，則 出租車計價器系統(tǒng) 10 方式 0 13 位定時器最大時間間隔 =（ 21） 2us=； 方式 1 16 位定時器最大時間間隔 =（ 21） 2us=； 方式 2 8 位定時器最大時間間隔 =（ 21） 2us=512us 若使 T/C 工作在定時器方式 1，要求定時 1ms，求計數(shù)初值。如設計數(shù)初值為 x,則有（ 21） 2us=1000us x=2500 因此， TH,TL 可置 65536500。 出租車計價器系統(tǒng) 11 4 計價器系統(tǒng)設計 硬件設計 整體硬件電路圖