【文章內容簡介】 時鐘電路，另外， AT89S52 可降至 0HZ 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)點模式。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM，定時器 /計數(shù)器，串口，中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 AT89S52 的引腳結構 VCC:電源 GND:地 P0 口 ： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅動 8個 TTL 邏輯電平，對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為 低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復用。在這種模式下 P0 具有背部上拉電阻。 P1 口 ： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅動 4 個口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于背部電阻的原因，將輸出電流的觸發(fā)輸入，具體的如下圖。 １９ P2 口 ： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù) 據(jù)存儲器時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1，在使用 8 位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2鎖存器的內容。 在 FLASH 編程和校驗時， P2 口也接受高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口 ： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1“時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。 P3 口亦可以作為 AT89S52 特殊功能使用，如下圖： RST: 復 位 輸 入。晶振工作 時 ， RST腳持 續(xù) 2 個機器周期高 電 平將使 單 片機 復位?？?門 狗 計時 完成后， RST 腳 輸 出 96 個晶振周期的高 電 平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。 DISRTO默 認 狀 態(tài) 下， 復 位高 電 平有效。 ALE/PROG： 地址 鎖 存控制信號（ ALE）是 訪問 外部程序存 儲 器 時 ， 鎖 存低 8 位 ２０ 地址的 輸 出脈沖。在 flash編 程 時 ，此引腳（ PROG）也用作 編 程 輸 入脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定 頻 率 輸 出脈沖，可用來作 為 外部定 時 器或 時鐘 使用。然而，特 別強調 ，在 每 次 訪問 外部 數(shù)據(jù)存 儲 器 時 ， ALE脈沖將會跳 過 。如果需要，通 過 將地址 為 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1” ， ALE操作將無效。 這一位置 “ 1” ， ALE 僅 在 執(zhí) 行 MOVX 或 MOVC指令 時 有效。否 則 ， ALE 將被微弱拉高。這 個 ALE 使能 標 志位（地址 為 8EH的 SFR的第 0位）的 設 置 對 微控制器 處 于外部 執(zhí) 行模式下無效。 PSEN:外部程序存 儲 器 選 通信號（ PSEN）是外部程序存 儲 器 選 通信號。當AT89S52從外部程序存 儲 器 執(zhí) 行外部代 碼時 ， PSEN在 每 個機器周期被激活 兩 次，而在 訪問 外部數(shù)據(jù)存 儲 器 時 ， PSEN將不被激活。 EA/VPP:訪問 外部程序存 儲 器控制信號。 為 使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存 儲 器 讀 取指令， EA必 須 接 GND。 為 了 執(zhí) 行內部程序指令， EA應該 接 VCC。在 flash編 程期 間 ， EA也接收 12伏 VPP電壓 。 XTAL1:振 蕩 器反相放大器和內部 時鐘發(fā) 生 電 路的 輸 入端。 XTAL2:振 蕩 器反相放大器的 輸 出端。 定 時 器 2 寄存器： 寄存器 T2CON 和 T2MOD 包含定 時 器 2 的控制位和狀 態(tài) 位和寄存器 對 RCAP2H和 RCAP2L是定 時 器 2的捕捉 /自 動 重 載 寄存器。 中斷寄存器： 各中斷允 許 位在 IE 寄存器中，六個中斷源的 兩 個 優(yōu) 先 級 也可 在IE中 設 置。 雙數(shù)據(jù)指 針 寄存器： 為 了更有利于 訪問 內部和外部數(shù)據(jù)存 儲 器，系 統(tǒng) 提供了兩 路 16位數(shù)據(jù)指 針 寄存器：位于 SFR中 82H~83H的 DP0和位于 84H～ 85。特殊寄存器AUXR1中 DPS＝ 0 選擇 DP0； DPS=1 選擇 DP1。用 戶應該 在 訪問 數(shù)據(jù)指 針 寄存器前先初始化 DPS至合理的 值 。 AT89S52 的最小系統(tǒng) ２１ 圖 無線收發(fā)模塊 nRF905 nRF905 的概述及其特點 當前應用比較廣泛的 RF短距離數(shù)據(jù)通信芯片主要有 nRF401,nRF905和 C1000，以及內 嵌 8051 的無線 SoC 芯片，本文主要采用了 nRF905 芯片。該芯片采用了好的電源管理方式和快速的 shockburst 技術，功耗低，工作可靠，沒有復雜的通訊協(xié)議，完全對用戶透明，同種產品之間可以自由通訊，具有較高的傳輸速率。 nRF905 單片無線收發(fā)器工作在 433/868/915MHz 的 ISM 頻段，由一個完全集成的頻率調制器，一個帶解調器的接收器，一個功率放大器，一個晶體振蕩器和一個調節(jié)器組成，工作模式的特點是自動產生前導碼和 CRC。可以很容易通過 SPI 接口進行編程配置。電流消耗很低，在發(fā)射功率為 1odbm 時，發(fā)射電流為 11ma，接受電流為 進入 POWERDOWN 模式可以很容易實現(xiàn)節(jié)電。 ２２ 特點 應用 1. 真正的單片 無線數(shù)據(jù)通訊 2. 低功耗 ShockBurst 工作模式 報警及安全系統(tǒng) 3. 工作電源電壓范圍 家庭自動化 4. 多通道工作 ETSI/FCC 兼容 無線遙控 5. 通道切換時間 650us 監(jiān)測 6. 極少的材料消耗 汽車 7. 無需外部 SAW 濾波器 遙感勘測 8. 輸出功率可調至 10dBm 無線門禁 9. “傳輸前監(jiān)聽”的載波檢測 協(xié)議 玩具 ，有數(shù)據(jù)準備就緒信號輸出 ，當?shù)刂氛_輸出地址匹配信號 CRC 和前導碼 (TX)，輸出功率 10dBm 時典型值為 11mA （ RX），典型值為 腳小封裝無限收發(fā)器 術語表 ADC 模擬到數(shù)字轉換 AM 地址匹配 CD 載波檢測 ２３ CLK 時鐘 CRC 循環(huán)亢余校驗 DR 數(shù)據(jù)準備就緒 GFSK 高斯頻移鍵控 ISM 工業(yè)的，科學的，醫(yī)學的 KSPS KILO 每秒采樣 MCU 微控制單元 PWR_DWN 掉電 PWR_UP 上電 RX 接受 SPI 串行可編稱接口 CNS SPI 片選 MISO 主 SPI 輸入，從 SPI 輸出 MOSI 主 SPI 輸出，從 SPI 輸入 SCK SPI 串行時鐘 SPS 每秒采樣 STBY Standby TRX_CE 發(fā)射接收使能 TX 發(fā)射 TX_EN 發(fā)射使能 nRF905 的電氣特性 ２４ 1. 輸出頻率 4MHZ,外部時鐘腳負載為 5PF,晶體為 4MHZ 2. 晶體為 4MHZ 3. POWERDOWN 模式時 SPI 時鐘為 1MHZ 4. 工作在 433,868,915MHZ 的 ISM 頻段 5. 晶體頻率有 5種不同取值 6. 通道寬度和通道間隔為 200KHZ nRF905 的工作模式 nRF905 有兩種活動模式和兩種節(jié)電模式 活動模式 Shockburst RX Shockburst TX 節(jié)電模式 掉電和 SPI編程 STANDBY 和 SPI 編程 nRF905 工作模式由 TRX_CE,TX_EN,PWR_UP 的設置來設置編程。 nRF905 的參數(shù) ２５ nRF905 的電路圖 圖 顯示模塊 本系統(tǒng)主要采用 LED7 段數(shù)碼管顯示，接收端和發(fā)射端都采用此數(shù)碼管顯示。 P0口由上拉電阻提高驅動能力，作為數(shù)據(jù)輸出。 口到 口作為數(shù)碼位選 參數(shù) 數(shù)值 單位 最低工作電壓 V 最大 發(fā)射功率 10 dBm 最大數(shù)據(jù)傳輸率 100 Kbps 輸出功率時的工作電流 11 MA 接受模式時工作電流 MA 溫度范圍 40 to +85 C 典型靈敏度 100 DBM POWERDOWN 模式電流 UA ２６ S1~S3。 如圖所示： 圖 電源模塊 本設計需要一個 VCC +5V 電壓給單片機提供工作電壓。此處由 USB 電源直接接入 +5V 電壓，提供給單片機和其他模塊。接入后發(fā)光二極管點亮。 由于無線發(fā)射模塊 nRF905 模塊的工作電壓為 +，所以采用如下圖的電平轉換電路。該電路將 +5V 電源轉經過低壓差電壓調節(jié)器 LM1117 轉換為 +。 ２７ V in1V o u t2GND3U5L M 1 1 1 7C 2 0104C 2 3104+ C 2 110u+ C 2 2100uV C C1J 8 0+ 3 . 3 V 圖 單片機硬件 發(fā)送端電路圖 發(fā)送端原理圖如下： ２８ 圖 (發(fā)送端電路圖 ) 電源模塊：由 VCC提供 +5V 高電平， Power 接口接入，經過 LM1117 降壓為 +電平，為 nRF905 模塊提供高電平。 顯示模塊： P3 口接無線模塊的控制端口。 — 接數(shù)碼管段選端 D0D7。 無線模塊控制模塊：無線模塊由 P2口控制。 報警模塊：蜂鳴器由 控制。 溫度采集模塊：溫度采集由 DS18B20 I/O 端接入單片機 口。 單片機最小系統(tǒng)： X1， X2 接外部振蕩電路， RESET 端接復位電路， EA端接高。 接收端電路圖 ２９ 原理圖如下圖： 圖 （接收端電路圖） 接收端由 單片機主控電路、 USB 電源 +5V 接入、無線模塊供電電路、數(shù)碼管顯示接口。 單片機主控電路由 AT89S52 最小系統(tǒng)組成。 報警模塊由 控制。 +5V 電源由 USB 接口提供給單片機和其他模塊。接入后發(fā)光二極管點亮。 單片機最小系統(tǒng)： X1， X2 接外部振蕩電路， RESET 端接復位電路， EA端接高。 單片機軟件設計 ３０ 發(fā)送端流程圖 圖 （發(fā)送端流程圖） 首先通過對 nRF905 配置口定義及 DS18B20 初始化，這里要注意的是由于每個DS18B20 的序列號都不一樣，所以在寫正式的程序之前，要先通過程序來顯示出DS18B20 的序列號，得出我所用兩個 DS18B20 的序列號為 : 0x28 ,0x96 ,0x70 ,0x27 ,0x03 ,0x00 ,0x00 ,0x62 0x28 ,0x3A ,0x48 ,0x16 ,0x03 ,0x00 ,0x00 ,0x3E 通過 ROM操作指令和存儲器操作指令將溫度送至數(shù)碼管由顯示程序現(xiàn)實程序，開始 初始化 從 DS18B20 中讀取溫度 檢查是否超出警戒溫度 數(shù)據(jù)由數(shù)碼管顯示并由無線發(fā)射模塊發(fā)射 數(shù)據(jù)經無線發(fā)射模塊發(fā)射 ３１ 在經由 nRF905 發(fā)射模塊發(fā)射。 接收端流程圖 圖 （接收端流程圖） 接收端的程序設計首先 NRF905 控制 IO口， NRF905 配置寄存器，接受溫度數(shù)據(jù)，讀取接受緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。 整個系統(tǒng)主要通過 2個 DS18B20 來讀取室內溫度，傳送距離在 5米以內通過無線模塊來發(fā)送和接收溫度。數(shù)碼管上顯示的 2 表示的是兩個溫度傳感器各自顯示。為了能夠體現(xiàn)兩個 DS18B20 的所得溫度的不同，用手按住一個傳感器來使一個傳感器溫度上升從而體現(xiàn)溫度的不同。具體現(xiàn)象如下圖： 開始 初始化 配置 nRF905 模式 接收溫度數(shù)據(jù) 顯示溫度數(shù)據(jù) 記錄顯示溫度并檢查 ３２ 圖 （發(fā)送端發(fā)送一個溫度） 發(fā)射端讀取第一個 DS18B20 的溫度 ， 1 表示讀取第一個溫度傳感器的溫度， 29為測得的室溫。 ３３ 圖 （接收端接收第一個溫度） 接收端接受第一個發(fā)送的溫度，接收到的第一個傳感器的溫度為 29度 圖 （發(fā)送端讀取第二個溫度傳感器的溫度）