【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后，再斷電N個(gè)單位時(shí)間，所以 N=t2/t0。改變M和N的值，從而也就改變了占空比D。計(jì)數(shù)法的基本思想是：當(dāng)單位延時(shí)個(gè)數(shù) M求出之后，將其作為給定值存放在某存儲(chǔ)單元中。在通電過程中，對(duì)通電單位時(shí)間t0 的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并與存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行比較。若不相等，則繼續(xù)輸出控制脈沖，直到計(jì)數(shù)值與給定值相等，使電機(jī)斷電。付蒙：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 89S51 單片機(jī) 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)的全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChip Microputer）或微型控制器（Microcontroller） 。它在一塊芯片上集成了中央處理單元 CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種輸入/輸出（I/O） ，如并行 I/O、串行 I/O 和A/D 轉(zhuǎn)換器等。就其組成而言一塊單片機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。典型的結(jié)構(gòu)如圖所示。由于它具有許多適用于控制的指令和硬件支持而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表、外設(shè)控制、順序控制器中，所以又稱為微控制單元（MCU） 。 圖 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 The block diagram of SCMATMEL89 系列單片機(jī)是 ATMEL 公司的以 8031 核構(gòu)成的 8 位 Flash 單片機(jī)系列。這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有 Flash 存儲(chǔ)器。AT89S51 單片機(jī)是一種低功耗高性能的 CMOS8 位微控制器，內(nèi)置 8KB 可在線編程閃存。該器件采用 Atmel 公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 指令集兼容。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過 SPI 串行口改寫或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫。通過把通用的 8 位 CPU 與可在線下載的 Flash 集成在一個(gè)芯片上，AT89S51 便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。單 片 機(jī) 是 靠 程 序 運(yùn) 行 的 ， 并 且 可 以 修 改 。 單 片 機(jī) 自 動(dòng) 完 成 賦 予 它 的 任 務(wù) 的 過 程 ，也 就 是 單 片 機(jī) 執(zhí) 行 程 序 的 過 程 ， 即 一 條 條 執(zhí) 行 的 指 令 的 過 程 ， 所 謂 指 令 就 是 把 要 求單 片 機(jī) 執(zhí) 行 的 各 種 操 作 用 的 命 令 的 形 式 寫 下 來 ， 這 是 在 設(shè) 計(jì) 人 員 賦 予 它 的 指 令 系 統(tǒng)所 決 定 的 ， 一 條 指 令 對(duì) 應(yīng) 著 一 種 基 本 操 作 ； 單 片 機(jī) 所 能 執(zhí) 行 的 全 部 指 令 ， 就 是 該 單片 機(jī) 的 指 令 系 統(tǒng) ， 不 同 種 類 的 單 片 機(jī) ， 其 指 令 系 統(tǒng) 亦 不 同 。 為 使 單 片 機(jī) 能 自 動(dòng) 完 成某 一 特 定 任 務(wù) ， 必 須 把 要 解 決 的 問 題 編 成 一 系 列 指 令 （ 這 些 指 令 必 須 是 選 定 單 片 機(jī)能 識(shí) 別 和 執(zhí) 行 的 指 令 ） ， 這 一 系 列 指 令 的 集 合 就 成 為 程 序 ， 程 序 需 要 預(yù) 先 存 放 在 具山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）有 存 儲(chǔ) 功 能 的 部 件 ——存 儲(chǔ) 器 中 。 存 儲(chǔ) 器 由 許 多 存 儲(chǔ) 單 元 （ 最 小 的 存 儲(chǔ) 單 位 ） 組 成 ，就 像 大 樓 房 有 許 多 房 間 組 成 一 樣 ， 指 令 就 存 放 在 這 些 單 元 里 ， 單 元 里 的 指 令 取 出 并執(zhí) 行 就 像 大 樓 房 的 每 個(gè) 房 間 的 被 分 配 到 了 唯 一 一 個(gè) 房 間 號(hào) 一 樣 ， 每 一 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 也必 須 被 分 配 到 唯 一 的 地 址 號(hào) ， 該 地 址 號(hào) 稱 為 存 儲(chǔ) 單 元 的 地 址 ， 這 樣 只 要 知 道 了 存 儲(chǔ)單 元 的 地 址 ， 就 可 以 找 到 這 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 ， 其 中 存 儲(chǔ) 的 指 令 就 可 以 被 取 出 ， 然 后 再 被執(zhí) 行 。 89S51 單片機(jī)引腳功能 P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6P 2 . 7 P 3 . 0 / R X D P 3 . 1 / T X D P 3 . 2 / I N T 0 P 3 . 3 / I N T 1P 3 . 4 / T 0P 3 . 5 / T 1P 3 . 6 / W RP 3 . 7 / R DV c c A L E / P R O G P S E N V s s E A / V P P V P D / R S T X T A L 1 X T A L 28 9 S 5 1 圖 89S51單片機(jī)引腳 The pin configuration of SCM89S51（1）電源 VCC 芯片電源，接 +5V； VSS 接地端。 （2）時(shí)鐘 XTALXTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 （3）控制線 ALE/PROG 當(dāng) 訪 問 外 部 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 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(shí) ， ALE 端 以 不變 的 頻 率 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號(hào) ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 因 此 它 可 用 作 對(duì) 外 部輸 出 的 脈 沖 或 用 于 定 時(shí) 目 的 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每 當(dāng) 用 作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 將 跳過 一 個(gè) ALE 脈 沖 。 如 想 禁 止 ALE 的 輸 出 可 在 SFR8EH 地 址 上 置 0。 此 時(shí) ， 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 。付蒙：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng) PSEN 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 選 通 信 號(hào) 。 在 由 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 取 指 期 間 ， 每 個(gè) 機(jī) 器 周期 兩 次 /PSEN 有 效 。 但 在 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 這 兩 次 有 效 的 PSEN 信 號(hào) 將 不出 現(xiàn) 。 RST/VPD 復(fù)位/備用電源。 當(dāng) 振 蕩 器 復(fù) 位 器 件 時(shí) ， 要 保 持 RST 腳 兩 個(gè) 機(jī) 器 周 期的 高 電 平 時(shí) 間 。EA/Vpp 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 不 管 是 否 有 內(nèi) 部程 序 存 儲(chǔ) 器 。 注 意 加 密 方 式 1 時(shí) ， /EA 將 內(nèi) 部 鎖 定 為 RESET； 當(dāng) /EA 端 保 持 高 電平 時(shí) ， 此 間 內(nèi) 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 也 用 于 施 加 12V 編 程電 源 。（4）I/O 線 80C51 共有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口：P0、P1 、PP3 口，共 32 個(gè)引腳。P3 口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)。P0 端口，該口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在作為輸出口時(shí)，每根引腳可以帶動(dòng) 8 個(gè) TTL 輸入負(fù)載。當(dāng)把 “1”寫入 P0 時(shí)，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0 可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/ 數(shù)據(jù)總線，在該模式，P0 口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對(duì) Flash 存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)， P0 用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。P1 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P1 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫 “1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對(duì) Flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址。P2 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫 “1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P2 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高 8 位地址，在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì) Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P2 口也接收高位地址或一些控制信號(hào)。 P2 端口為準(zhǔn)雙向口。 P3 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 在 AT89S51 中，同樣 P3 口還用于一些復(fù)用功能。這些復(fù)用功能，執(zhí)行一些特殊的指令，是必不可少的。山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表 P3 端口引腳與復(fù)用功能表 Tab. The table of port pin and multiplexing function of P3端口引腳 復(fù)用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 1 的外部輸入） 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） 單片機(jī)中斷系統(tǒng)引起 CPU 中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向 CPU 提出的中斷請(qǐng)求。CPU 暫時(shí)中斷原來的事務(wù) A，轉(zhuǎn)去處理事件 B。對(duì)事件 B 處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點(diǎn)） ，稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)） 。單片機(jī)中斷源：（1）INT0（ ），外部中斷 1?？捎?IT0()選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng) CPU 檢測(cè)到 引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號(hào)時(shí)，中斷標(biāo)志 IE0()置 1，向 CPU 申請(qǐng)中斷。（2）INT1（ ），外部中斷 2?？捎?IT1()選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當(dāng) CPU 檢測(cè)到 引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號(hào)時(shí)，中斷標(biāo)志 IE1()置 1,向 CPU 申請(qǐng)中斷。 （3）TF0 （），片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0發(fā)生溢出時(shí)，置位 TF0，并向 CPU 申請(qǐng)中斷。(4)TF1（），片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T1 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T1發(fā)生溢出時(shí)，置位 TF1，并向 CPU 申請(qǐng)中斷。(5)RI（）或 TI（），串行口中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位 RI 或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位 TI，向 CPU 申請(qǐng)中斷。 TCON 中斷標(biāo)志：表 TCON 中斷標(biāo)志表 Tab. The table of TCON interrupt identification7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 88H付蒙：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)（1）IT0（ ）外部中斷 0 觸發(fā)方式控制位。（當(dāng) IT0=0 時(shí)：為電平觸發(fā)方式。 當(dāng) IT0=1 時(shí)：為邊沿觸發(fā)方式。）（2）IE0（ ）外部中斷 0 中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。（3）IT1（ ）外部中斷 1 觸發(fā)方式控制位。（4）IE1（ ）外部中斷 1 中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。（5）TF0 （）定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。（6）TF1 （）定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T1 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。SCON 中斷標(biāo)志 ： 表 SCON 中斷標(biāo)志表Tab. The table of SCON interrupt identification7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)SCON TI RI 98H（1）RI（ ）串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位 RI。同樣，RI 必須由軟件清除。（2）TI（）串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng) CPU 將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過程。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位 TI。CPU 響應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除 TI，TI 必須由軟件清除。中斷允許控制：表 中斷允許控制表Tab. The table of interrupt allowable control7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)IE EA ES ET1 EX1