【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 還沒(méi)完成前不響應(yīng)任何中斷； （ c ）正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RET1 或是訪(fǎng)問(wèn)專(zhuān)用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫(xiě) IE 或 IP 之后，不會(huì)馬上響應(yīng)中斷請(qǐng)求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之扣才會(huì)響應(yīng)。 (5)中斷響應(yīng)的條件 CPU 響應(yīng)中斷的條件有： （ a）有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求； （ b）中斷總允許位 EA=1 ，即 CPU 開(kāi)中斷； （ c）申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為 1 ，即沒(méi)有被屏蔽。 (6)串行口工作方式及幀格式 MCS51 單片機(jī)串行口可以通過(guò)軟件設(shè)置四種工作方式： 方式 0 ：這種工作方式比較特殊，與常見(jiàn)的微型計(jì)算機(jī)的串行口不同，它又叫同步移位寄存器輸出方式。在這種方式下，數(shù)據(jù)從 RXD 端串行輸出或輸入， 同步信號(hào)從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩率的 1/12 。該方式是以 8 位數(shù)據(jù)為一幀，沒(méi)有起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。 方式 2 ：采用這種方式可接收或發(fā)送 11 位數(shù)據(jù)，以 11 位為一幀，比方式 1 增加了一個(gè)數(shù)據(jù)位，其余相同。第 9 個(gè)數(shù)據(jù)即 D8 位具有特別的用途，可以通過(guò)軟件摟控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS51 單片機(jī)串行口適用于多機(jī)通信。方式 2 的波特率固定，只有兩種選擇，為振蕩率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位選擇。 方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類(lèi) 似，唯一的區(qū)別是方式 3 的小組特率是可變的。而幀格式與方式 2 樣為 11 位一幀。所以方式 3 也適合于多機(jī)通信。 隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的 CPU 、 RAM 、 ROM 、定時(shí) /數(shù)器和多種 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，因此單片機(jī)早期的含義稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)，直譯為單片機(jī) 。 (7) 掉電模式： 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和 特殊功能寄存器 SFR 的內(nèi)容在終止 掉電模式前被凍結(jié)，退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位 ，復(fù)位后將重新定義全部 特殊功能寄存器但不改變RAM 中的內(nèi)容，在 VCC 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 控制框圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 主要包括對(duì) A/D0809 的數(shù)據(jù)采集，檢測(cè)單通道、循環(huán)檢測(cè)工作方式，溫度的顯示等，這幾項(xiàng)功能的信號(hào)通過(guò)輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。故現(xiàn)場(chǎng)輸入硬件有通道選擇鍵、溫度設(shè)置鍵、自動(dòng)方式鍵、 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有 4位數(shù)碼管、繼電器等。系統(tǒng)框圖如圖 22： 圖 22 控制框圖 3 單片機(jī)多通道溫度 采集測(cè)控 ， 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的硬件 在硬件的設(shè)計(jì)前期，根據(jù)框圖對(duì)電路中可能出現(xiàn)的電路，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)， 并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)后期的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了合理化的修改完善。在第二章中已分析了系統(tǒng)并繪制了框圖，下面將根據(jù)框圖分別設(shè)計(jì)各部分電路。 輸入電路的設(shè)計(jì) 溫度信號(hào)的采集電路。放大電路輸入口連接溫度傳感器 AD590 的兩個(gè)引腳。AD590 是一種具有良好溫度特性的電壓輸入 /電流輸出型溫度傳感器。可以在55℃ ~150℃溫度范圍內(nèi)正常工作。當(dāng)輸入從 +4V～ +30V的寬范圍電壓時(shí)，將按1μ A/℃的比例輸出反映當(dāng)前溫度的電流信 號(hào)。如當(dāng)感應(yīng)溫度為 0℃時(shí)，輸出的電流為 273μ A。本設(shè)計(jì)中給 AD590 提供了 12V的電壓，以保證其能正常工作，溫度監(jiān)控范圍可在 0℃～ 100℃范圍內(nèi)由控制部分自定義。 集成溫度傳感器 AD590 的簡(jiǎn)單介紹 集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的 be 結(jié)壓降的不飽和值 VBE 與熱力學(xué)溫度 T 和通過(guò)發(fā)射極電流 I 的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)： 式中， K— 波爾茲常數(shù)； q— 電子電荷絕對(duì)值。 集成溫度傳感器具有線(xiàn)性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸 出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0℃時(shí)輸出為 0，溫度 25℃時(shí)輸出。電流輸出型的靈敏度一般為 1mA/K。 AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下： 流過(guò)器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)。 式中： — 流過(guò)器件（ AD590）的電流，單位 mA。 T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 AD590 的測(cè)溫范圍為 55℃～ +150℃。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。電源電壓可在 4V~6V范圍變化， 電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 可以承受 44V正向電壓和 20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 輸出電阻為 710MW。 精度高。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔精度最高，在 55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線(xiàn)性誤差為177。 ℃ AD590 測(cè)量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場(chǎng)合。由于 AD590 精度高、價(jià)格低、不需輔助電源、線(xiàn)性好，常用于測(cè)溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。 圖 31 中的圖 (a)是 AD590 的封裝形式 ，圖 (b) AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^(guò) AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1和電位器 R2的電阻之和為 1k時(shí)，輸入電壓 V0 隨溫度的變化為 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把 AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器，使 V0=?；蛟谑覝叵?(25℃ )條件下調(diào)整電位器，使 V0=+25=(mV)。但這樣調(diào)整可保證在 0℃ 或 25℃ 附近有效高精度。 圖 31 AD590 的封裝形式與 基本應(yīng)用電路 放大電路的設(shè)計(jì) 在許多需要 A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，很多情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過(guò)一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿(mǎn)足 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，這種情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表器的選型很多，在這里介紹一種用途非常廣泛的儀表放大器，其實(shí)就是典型的差動(dòng)放大器。它只需三個(gè)廉價(jià)的普通運(yùn)算放大器和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制、儀器儀表、電氣測(cè)量、醫(yī)療器械及其它數(shù)字采集的系統(tǒng)中。 電路原理并不 復(fù)雜。要使電路滿(mǎn)足平衡，則 R1=R R3=R R5=R6，因?yàn)槊總€(gè)運(yùn)放的特性不可能完全一致，在 A 和 A2 的 Pin Pin8 增設(shè)了調(diào)零電位器 VR1和 VR2，這在實(shí)際的應(yīng)用中是非常有用的。假設(shè) A A2 的失配、失調(diào)電壓和電流均為零的情況下，其差模電壓增益為： 整個(gè)電路采用正負(fù)兩組電源供電，這樣可對(duì)正或負(fù)輸入電壓進(jìn)行放大。電源電壓一般可取177。 5— 177。 15V，但對(duì)其穩(wěn)定度有一定的要求。圖 31中的電容 C用于除抖動(dòng)和抗干擾，其取值應(yīng)以實(shí)際的用途，根據(jù)放大的信號(hào)特性決定。 可選用的運(yùn)算放大器相當(dāng)多，如 OP07， OP725，如果要求不高，甚至可選價(jià)廉的 uA741 等通用運(yùn)算放大器。 本設(shè)計(jì)的放大電路采用高精度集成運(yùn)放 OP07 做放大元件 。 OP07 的電源電壓范圍 3～ 18V，輸入電壓范圍為 0～ 14V，其引線(xiàn)圖如圖 3 2。 OP07 是高精度低失調(diào)電壓的精密運(yùn)放集成電路，用于微弱信號(hào)的放大。如果使用雙電源，能達(dá)到最好的放大效果。 單通道，循環(huán)檢測(cè)工作方式選擇電路的設(shè)計(jì) 通道選擇工作方式由獨(dú)立式按鍵實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線(xiàn)，一根輸入線(xiàn)上的按鍵工作狀不會(huì)影響其它輸入線(xiàn)上的工作狀態(tài) 。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線(xiàn)的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)健被按下了。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線(xiàn)，在按鍵數(shù)量多時(shí)，輸入口浪費(fèi)大，電路結(jié)構(gòu)顯得很繁雜，故此種鍵盤(pán)適用于按鍵較少或操作速度較高的合。用查詢(xún)方式的獨(dú)立式按鍵工作，按鍵直接與 AT89C51 的 I／ O 口線(xiàn)相接，通過(guò)讀 I／ O 口，判定各 I／ O口線(xiàn)的電平狀態(tài)，即可識(shí)別按下的按鍵。 獨(dú)立式按鍵電路中，各按鍵開(kāi)關(guān)均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開(kāi)時(shí)，各 I／ O 口線(xiàn)有確定的高電平，當(dāng)然如輸入口線(xiàn)內(nèi)部已有上拉電阻，則外電路的上拉電阻 可省去。 對(duì)獨(dú)立按鍵盤(pán)進(jìn)行編程，采用軟件消抖的方法，以查詢(xún)工作方式檢測(cè)各按鍵的狀態(tài)。當(dāng)有且僅有一鍵按下時(shí)才予以識(shí)別，如有兩個(gè)或多個(gè)鍵同時(shí)按下將不予以處理。通道選擇由按鍵選擇，由 、 掃描實(shí)現(xiàn)。 A/D0809 與 AT89C51 接口電路的設(shè)計(jì) ADC0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（ National Semiconductor Corporation）產(chǎn)品。是逐次逼近型芯片，片內(nèi)帶有鎖存功能的 8路模擬多路開(kāi)關(guān)，可對(duì) 8路 0~~5V 的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，片內(nèi)具有多路開(kāi)關(guān)的地址譯碼和鎖存電路、比較 器、 256R 電阻 T 型網(wǎng)絡(luò)、樹(shù)狀電子開(kāi)關(guān)、逐次逼近寄存器 SAR，控制與時(shí)序電路等。輸出具有 TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線(xiàn)。 ADC0809是采樣頻率為 8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 1．主要特性 1） 8 路 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫恕? 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs 4）單個(gè)＋ 5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。 6）工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 7）低功耗，約 15mW。 2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS單片型逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 13． 22所示，它由 8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D／A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 3．外部特性（引腳功能） 圖 33 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 引腳 圖 ADC0809 芯片有 28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 33 所示 下面說(shuō)明各引腳功能。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 21～ 28： 8 位數(shù)字量輸出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線(xiàn)，用于選通 8路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 START： A／ D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效。 EOC： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 GND：地。 ADC0809 的工作過(guò)程是：首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換，之后 EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC變?yōu)楦唠娖?，指?