【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 物理結(jié)構(gòu)上分為程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。 程序存儲(chǔ)器 ROM：我們?yōu)榱俗寙纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)某一功能，需要利用利用匯編語(yǔ)言或其他語(yǔ)言編寫(xiě)一些源程序，然后再燒錄到芯片中， 我們編寫(xiě)的這些程序，就存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器空間中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM：我們編寫(xiě)的源程序，在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些臨時(shí)的運(yùn)算結(jié)果，這些結(jié)果需要臨時(shí)存放在一個(gè)地方，這個(gè)地方就是數(shù)據(jù)寄存器。 8051 單片機(jī)具有四個(gè)存儲(chǔ)器空間： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，即單片機(jī)芯片內(nèi)置的存儲(chǔ)空間 片外程序存儲(chǔ)器，即當(dāng)單片 機(jī)芯片內(nèi)置的存儲(chǔ)空間不夠使用時(shí)，我們需要外加的一個(gè)存儲(chǔ)器芯片 基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 13 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，即單片機(jī)芯片內(nèi)置的存儲(chǔ)空間 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，即當(dāng)單片機(jī)芯片內(nèi)置的存儲(chǔ)空間不夠使用時(shí)，我們需要外加的一個(gè)存儲(chǔ)器芯片 但從用戶(hù)使用的角度， 8051 存儲(chǔ)器地址空間分為三類(lèi)： 片內(nèi)片外統(tǒng)一編址的 0000HFFFFH 的 64K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器地址空間，用 16 位地址。 64K 字節(jié)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，地址也是從 0000HFFFFH 用 16 位地址。 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，用 8 位地址。 一、程序存儲(chǔ)器地址空間 8051 程 序存儲(chǔ)器用于存放編寫(xiě)好的程序和表格常數(shù)。程序存儲(chǔ)器通過(guò) 16 位程序計(jì)數(shù)器 PC尋址。尋址能力為 64K字節(jié)。片內(nèi) ROM為 4KB。地址為 0000H0FFFH。片外最多可擴(kuò)至 64K 字節(jié)。地址為 1000HFFFFH。片內(nèi)片外是統(tǒng)一編址的。當(dāng)引腳 EA 接高電平時(shí)， 8051 程序計(jì)數(shù)器 PC 在 0000H0FFFH 范圍內(nèi)，即前 4K 字節(jié)地址執(zhí)行片內(nèi) ROM 中的程序。當(dāng)指令地址超過(guò) 0FFFH 后，就自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外 ROM中取指令。 程序存儲(chǔ)器的某些單元是留給系統(tǒng)使用的。存儲(chǔ)單元 0000H0002H 用作8051 上電復(fù)位后引導(dǎo)程序 存放單元。因?yàn)?8051 上電復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 PC 的內(nèi)容為 0000H，所以 CPU 總是從 0000H 開(kāi)始執(zhí)行程序，如果在這三個(gè)單元中有跳轉(zhuǎn)指令，那么，程序就被引導(dǎo)到轉(zhuǎn)移指令所指的 ROM 空間去執(zhí)行。 0003H0023H 單元被均勻的分為 5 段。用作 5 個(gè)中斷服務(wù)程序的入口。因?yàn)? 個(gè)入口之間間隔較小，因此一般來(lái)說(shuō)，這五個(gè)入口都是存放著一條跳轉(zhuǎn)指令，而把真正的中斷服務(wù)程序安排在后面的存儲(chǔ)單元中。 二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 用于存放運(yùn)算中的結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存或緩沖、標(biāo)志位等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間也分為片內(nèi)和片外兩大部分，即片 內(nèi) RAM 和片外 RAM。 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器又稱(chēng)為外部數(shù)據(jù) RAM，當(dāng) 805l 片內(nèi) 256 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM不能滿(mǎn)足數(shù)量上的要求時(shí)，可通過(guò)總線(xiàn)端口和其它 I／ O 端口擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)RAM(擴(kuò)展方法見(jiàn)相關(guān)章節(jié) )，其最大容量可達(dá) 64K 字節(jié)。地址從 0000HFFFFH。基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 14 外部數(shù)據(jù) RAM 與內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM 的功用基本相同，但外部數(shù)據(jù) RAM 不能進(jìn)行堆棧操作。 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最大尋址空間為 256 字節(jié)。他們又分為兩個(gè)部分。 （ 1）、低 128 字節(jié) 00H7FH 是真正的 RAM 區(qū) 低 128 字節(jié)中地 址 00H 一 1F 的 32 個(gè)單元，安排為四組工作寄存器。每組又分為 8 個(gè)寄存器區(qū) R0R7 寄存器 0 組 地址 00H 一 07H 寄存器 1 組 地址 08H 一 0FH 寄存器 2 組 地址 10H 一 17H 寄存器 3 組 地址 18H 一 1FH 232 串口 芯片介紹 由于電腦串口 rs232 電平是 10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 ttl 電平 0 +5v,max232 就是用來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 驅(qū)動(dòng)器、 2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平。 該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn) ，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F電平。 主要特點(diǎn) ： 單 5V 電源工作 LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 177。30V 輸入電平 低電源電流：典型值是 8mA 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) ESD 保護(hù)大于 MILSTD883 標(biāo)準(zhǔn)的 2020V 232 是電荷泵芯片，可以完成兩路 TTL/RS232 電平 的轉(zhuǎn)換，它的的 基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 15 1 12 引腳是 TTL 電平端，用來(lái)連接單片機(jī)的。 MAX232 獲得正負(fù)電源的另一種方法 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，我們時(shí)常要用到數(shù) /模（ D/A）或者模 /數(shù) (A/D)變換以及其它的模擬接口電路，這里面要經(jīng)常用到正負(fù)電源，例如： 9V,9V。 12V,口部件的小功率電源。 在控制板上，我們有的只是 5V 電源，可又有很多方法獲得非 5V 電源。 ； 變換 ......在這里我介紹一塊大家常用的芯片：MAX232. MAX232 是 TTLRS232 電平轉(zhuǎn)換的典型芯片，按照芯片的推薦電路，取振蕩電容為 uF 的時(shí)候，若輸入為 5V,輸出可以達(dá)到 14V 左右，輸入為 0V ,輸出可以達(dá)到 14V,在扇出電流為 20mA 的時(shí)候，處處電壓可以穩(wěn)定在 12V 和 此，在功耗不是很大的情況下，可以將 MAX232 的輸出信號(hào)經(jīng)穩(wěn)壓塊后作電源使用。 串口通信的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位（ bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（ byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線(xiàn)接收數(shù)據(jù)。它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如 IEEE488 定義并行通 行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線(xiàn)總常不得超過(guò) 20 米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過(guò) 2米；而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá) 1200 米 。 典型 的 串口用于 ASCII 碼字符的傳輸。 通信使用 3 根線(xiàn)完成： （ 1） 地線(xiàn)，（ 2）發(fā)送，（ 3）接收。 由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線(xiàn)上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線(xiàn)上接收數(shù)據(jù)。其他線(xiàn)用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。 對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： a， 波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的 bit 的個(gè)數(shù)。例如 300 波特表示每秒鐘 發(fā)送 300 個(gè) bit。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率例如如果協(xié)議需要 4800 波特率，那么時(shí)鐘是 4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線(xiàn)上的采樣率為 4800Hz。通常電話(huà)線(xiàn)的波特率為 14400， 28800 和36600。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是 GPIB 設(shè)備的通信。 基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 16 b， 數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是 8 位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是 7 和 8 位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如，標(biāo)準(zhǔn)的 ASCII 碼是 0～ 127（ 7 位）。擴(kuò)展的 ASCII 碼是 0～ 255（ 8位）。如果數(shù)據(jù)使用簡(jiǎn)單的文本（標(biāo)準(zhǔn) ASCII 碼），那么每個(gè)數(shù)據(jù)包使用 7 位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開(kāi)始 /停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語(yǔ) “ 包 ” 指任何通信的情況。 c， 停止位：用于表示單個(gè)包的最后一位。典型的值為 1， 和 2 位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線(xiàn)上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的 位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。 d， 奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒(méi)有校驗(yàn)位也是可以的。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是 011，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為 0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。如果是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位 1，這樣就有 3 個(gè)邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有 噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步 . 光敏電阻 光敏電阻介紹 光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線(xiàn)，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子 —空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子 —空穴對(duì)就越多，基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 17 阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子 空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線(xiàn)照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。 光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線(xiàn)的作用下其 阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引線(xiàn)，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如圖所示。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載 流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。 基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 18 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線(xiàn)照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。 基本特性及其主要參數(shù) 暗電阻、亮電阻 光敏電阻在室溫和全暗條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱(chēng)為暗電阻，或暗阻。此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為暗電流。例如 MG4121 型光敏電阻暗阻大于等于 。 光敏電阻在室溫和一定光照條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱(chēng)為亮電阻或亮阻。此時(shí)流過(guò)的電流稱(chēng)為亮電流。 MG4121 型光敏電阻亮阻小于等于 1k。 亮電流與暗電流之差稱(chēng)為光電流。顯然，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說(shuō)暗電流要小，亮電流要大，這樣光敏電阻的靈敏度就高。 伏安特性 在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與流過(guò)光敏電阻的電流之間的關(guān)系，稱(chēng)為伏安特性。 由圖 5 可知，光敏電阻伏安特性近似直線(xiàn)，而且沒(méi)有飽和現(xiàn)象。受耗散功率的限制，在使用時(shí)，光敏電阻兩端的電壓不能超過(guò)最高工作電壓，圖中虛線(xiàn)為允許功耗曲線(xiàn)，由此可確定光敏電阻正常工作電壓。 基于 89C51 單片機(jī)的智能光控路燈的設(shè)計(jì) 19