【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，其譯碼輸出用于通道選擇，如下表所示。表21ADC0809通道的選擇C B A 選擇的通道(ADDC) (ADDB) （ADDA）0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN2 0 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及引腳圖如下所示：圖24 ADC0809引腳圖①IN7~IN0：模擬量輸入通道。ADC0809對(duì)模擬量的要求是，信號(hào)單極性、電壓范圍0~5V、若輸入信號(hào)過(guò)小還需進(jìn)行放大。另外，模擬量輸入在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中其值不應(yīng)變化，而對(duì)變化速度快的模擬量在輸入，在輸入前應(yīng)增加采樣保持電路。②ADDA、ADDB、ADDC：模擬量地址線。這3根地址線用于對(duì)模擬量通道進(jìn)行選擇。③ALE：地址鎖存信號(hào)。對(duì)應(yīng)于ALE上跳沿時(shí)，ADDA、ADDB、ADDC地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。④ATART：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。在START信號(hào)上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零。在下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換期間，START信號(hào)應(yīng)保持低電平。⑤D7~D0：數(shù)據(jù)輸出線。該數(shù)據(jù)輸出線為三臺(tái)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線直接相連。⑥OE：輸出允許信號(hào)。他用于三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。OE=0時(shí)輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)；OE=1時(shí)輸出允許。⑦CLK：時(shí)鐘信號(hào)。ADC0809內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路所需時(shí)鐘電路由外部提供。⑧EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)OEC=0時(shí)，表示正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；當(dāng)OEC=1時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。實(shí)際應(yīng)用中該狀態(tài)信號(hào)既可以作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，還可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。⑨Vcc：+5V電源。Vref：參考電壓。本設(shè)計(jì)中采用的單片機(jī)是MCS51系列中的80C51，此單片機(jī)帶有串行接口，有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，多個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)RAM128字節(jié)，片內(nèi)ROM4KB。其只在工藝采用CMOS技術(shù)，具有低功耗的特點(diǎn)，如8051功耗約為630mW，而80C51功耗只有120 mW?！駜?nèi)含一個(gè)8位中央處理器CPU。它由運(yùn)算部件、控制部件構(gòu)成，其中包括振蕩電路和時(shí)鐘電路，其主要完成單片機(jī)的運(yùn)算與控制功能?！?28個(gè)字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。其片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址范圍為64KB，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果和最終結(jié)果?！?KB片內(nèi)程序制度存儲(chǔ)器ROM。其片外可尋址范圍為64KB，主要用于存放已編制的程序?！?8個(gè)特殊功能寄存器SFR。它用于控制和管理片內(nèi)算術(shù)和邏輯部件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能的工作?！?個(gè)8位并行輸入輸出I/O接口：P0口、P1口、P2口、P3口，共32線，用于并行輸入或輸出數(shù)據(jù)。●1個(gè)串行I/O接口。它可使數(shù)據(jù)1位1位串行地在計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間傳送可用軟件設(shè)置為4種工作方式，用于多處理機(jī)通訊、I/O擴(kuò)展?！?個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。它可以設(shè)置為計(jì)數(shù)方式對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置為定時(shí)方式進(jìn)行定時(shí)。計(jì)數(shù)或定時(shí)的范圍由軟件來(lái)設(shè)定，一旦計(jì)數(shù)或定時(shí)到則向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，CPU根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)或外設(shè)進(jìn)行控制?！?個(gè)具有5個(gè)中斷源，可編程為2個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)。它可以接收外部中斷申請(qǐng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷申請(qǐng)和串行口中斷申請(qǐng)。常用于實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理、計(jì)算機(jī)與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)及人—機(jī)對(duì)話。圖25 AT80C51①主電源引腳 Vcc（40引腳）：+5V 電源端 Vss（20引腳）：接地端 ②外接晶體引腳XATL1（19引腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器，當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XATL2（18引腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳懸空不接。③RST/Vpd（9腳）：RST即為RESET，Vpd為備用電源，為單片機(jī)的上電復(fù)位或斷電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)震蕩工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可以實(shí)現(xiàn)操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。當(dāng)Vcc放聲故障、降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源Vpd為內(nèi)部RAM供電。④ALE/PROG（30腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存P0口出現(xiàn)的低8位地址。在不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),ALE端仍以上述不變的頻率，周期性的出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，可作為對(duì)輸出的時(shí)鐘脈沖或用于定時(shí)的目的。⑤PSEN（29腳）：片外程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)周期PSEN兩次有效，以通過(guò)數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。⑥EA/Vpp（31引腳）：EA為訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB。若超出范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。⑦ P0 端口(39~32腳)：～。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(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，它提供8位地址總線和8位雙向數(shù)據(jù)總線。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在對(duì) flash 存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0 口用于接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)；這時(shí)需要外部上拉電阻。⑧P1 端口(1腳~8腳)：～，它是一個(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。對(duì)P1 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)，被輸入信號(hào)拉低的引腳由于內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流IIL。此外， 分別作定時(shí)器/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（），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。表22 P1口的介紹口線第二功能信號(hào)名稱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)的和方向控制MOSI在系統(tǒng)編程用MISO在系統(tǒng)編程用SCK在系統(tǒng)編程用⑨P2 端口：P2 口也是一個(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)，被輸入信號(hào)拉低的引腳由于內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流IIL。在訪問(wèn)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(wèn)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)。⑩ P3 端口：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。 對(duì)P3 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)，被輸入信號(hào)拉低的引腳由于內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流IIL。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)。表23 P3口的介紹引腳第二功能信號(hào)名稱RXD串行輸入TXD串行輸出INT0外部中斷0INT1外部中斷1T0定時(shí)器0外部輸入T1定時(shí)器1外部輸入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 控制信號(hào)引腳 RST：復(fù)位輸入端。晶振工作時(shí)，RST 引腳的輸入高電平有 2 個(gè)機(jī)器周期就會(huì)對(duì)單片機(jī)復(fù)位。RST 引腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG ：地址鎖存控制信號(hào)。存取外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號(hào)用于鎖存低 8 位地址。在對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳也用作編程輸入脈沖PROG 。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用作外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，會(huì)跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。在需要時(shí)，可以將地址為 8EH 的 SFR 寄存器的第 0 位置為“1”，從而屏蔽 ALE 的工作。而只有在 MOVX 或 MOVC 指令執(zhí)行時(shí) ALE 才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì) ALE屏蔽位置“1”并不起作用。 PESN ：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT80C51 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PESN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PESN 的兩次激活會(huì)被跳過(guò)。 EA /VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA 必須接 GND。 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。 時(shí)鐘電路及復(fù)位電路80C51 中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖 左圖所示。外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容 C1，C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容 C1，C2 雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，推薦電容使用 30pF 士 lOpF，如果使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF 士 lOpF。 用戶也可以使用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖 右圖所示。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 端懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的額定要求。本課題用到的晶振頻率為 12MHz。 本課題所用的時(shí)鐘電路如圖2—6 左圖所示。 圖 2—6 AT80C51 振蕩電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是將程序計(jì)數(shù)器 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。 在運(yùn)行中，外界干擾等因素可使單片機(jī)的程序陷入死循環(huán)狀態(tài)或跑飛。為擺脫困境，可將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動(dòng)。 復(fù)位也使單片機(jī)退出低功耗工作方式而進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，高電平有效。其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期(即兩個(gè)機(jī)器周期)以上。振蕩周期就是晶振的振蕩周期。 單片機(jī)時(shí)序80C51 單片機(jī)專門有兩類可以訪問(wèn)對(duì)外存儲(chǔ)器的指令。一類是讀片外 ROM 指令，本課題硬件電路沒(méi)有涉及到片外 ROM，所以在此不作介紹。另一類是訪問(wèn)片外 RAM 指令，由于本課題主要功能模塊都是作為外部 RAM 來(lái)訪問(wèn)，所以在此介紹一下 CPU 的訪問(wèn)片外 RAM 指令時(shí)序。 CPU 先將數(shù)據(jù)指針中的低八位地址數(shù)據(jù)送到 P0 口上，高八位