【文章內容簡介】 訪問程序存儲器控制信號 EA 可用于外部程序存儲器擴展，確定對 ROM 的讀操作是針對哪個存儲器的，當 EA 為高電平時，針對的是外部程序存儲器，當 EA 為低電平時對 ROM 的讀操作針對的是內部和外部程序存儲器，并且從內部程序存儲器開始讀。 外部程序儲存器讀選通信號 PSEN 為讀外部 ROM 時的使能端，高電平有效。 復位端 用于單片機的復位操作， 2 個機器周期以上持續(xù)高電平有效。 \VSS 電源和接地端 VCC 為電源輸入端，接 +5V直流電源， VSS 接地。 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 12 單片機的中斷系統(tǒng) 1. 單片機的中斷源 80C51 的中斷系統(tǒng)具有 6個中斷源，即 2 個外部 中斷、 2 個定時中斷和 2個串行中斷。中斷源及其對應的中斷向量如表 所示 表 80C51的中斷 中斷名稱 中斷向量 外部中斷 0 0003H 定時器中斷 0 000BH 外部中斷 1 0013H 定時器中斷 1 001BH 串行發(fā)送中斷 0023H 串行接收中斷 0023H 在 80C51 的中斷系統(tǒng)中，外部中斷是由外部原因引起的，共有兩個中斷源，即外部中斷 0 和外部中斷 1。它們的中斷請求信號分別由引 腳 INT0()和INT1()引入。外部中斷請求有兩種信號方式：電平方式和脈沖方式。兩種信號方式可通過有關控制位進行定義。 電平方式的中斷請求是低電平有效。只要單片機在中斷請求引入端（ INT0或 INT1）上采樣到有效的低電平信號，即為中斷請求。 脈沖方式的中斷請求則是脈沖的下降沿有效。在兩個相鄰機器周期所進行的兩次采樣中，若前一次為高，后一次為低，即為中斷請求信號。為此，脈沖方式的中斷請求信號的高、低電平狀態(tài)都應至少維持一個機器周期，才能確保負脈沖的跳變能被采樣到。 定時中斷是為滿足定時或計數 的需要而設置的。在單片機芯片內部有 2個定時器 /計數器 T0 和 T1，所以定時器中斷也有 2 個：定時器 1 中斷和定時器 0 中斷。當計數器溢出時，表明定時時間到或計數時間滿，這時內部電路就產生中斷請求。由于這種中斷請求是在芯片內部發(fā)生的，因此，在芯片上沒有對應的中斷請求引入端。 西安航空職業(yè) 技術學院 畢業(yè)設計論文 13 2. 中斷控制 具體到 80C51，中斷控制的內容共有 4項：中斷允許控制、中斷請求標志、中斷優(yōu)先控制和外中斷觸發(fā)方式控制。 (1)中斷允許控制寄存器 IE 該寄存器用于控制是否允許使用中斷。中斷允許寄存器地址為 A8H，位地址為AFHA8H。寄存器位定義及位地址如表 所示。 表 寄存器 IE 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 位符號 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 其中 EA是中斷允許總控制位； EX0 和 EX1 是外部中斷允許控制位； ET0 和 ET1 是定時器中斷允許控制位； ES 是串行中斷允許控制位。 (2)定時器控制寄存器 TCON 寄存器地址為 88H，位地址為 8FH88H。雖然該寄存器名稱為定時器控 制寄存器，但多數位都是為中斷控制而設置的。位定義及位地址如表 所示 表 寄存器 TCON 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符號 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF0 和 TF1 是定時器（ T0和 T1）計數溢出標志位。當計數器產生計數溢出時，相應的溢出標志位由硬件置 1，并自動產生定時中斷請求。此外，這兩位也可以作為狀態(tài)位供查詢使用。 IE0 和 IE1 是外部中斷請求標志位。當 CPU 采樣到 INT0(或 INT1)端出現中斷請求 信號時，對應位由硬件置 1，即保存外部中斷請求。在中斷響應完成后轉向中斷服務時，再由硬件自動清 0。 IT0 和 IT1 是外部中斷觸發(fā)方式控制位。 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 14 (3)中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 各中斷的優(yōu)先級通過中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 設定。該寄存器地址為 B8H,位地址為 BFHB8H，其位定義及位地址如表 所示 表 寄存器 IP 位地址 BFH BEH BDH BCH BBH BAH B9H B8H 位符號 PS PT1 PX1 PT0 PX0 PX0 是外部中 斷 0 優(yōu)先級設定位； PT0 是定時器 0中斷優(yōu)先級設定位； PX1 是外部中斷 1 優(yōu)先級設定位； PT1 是定時器 1中斷優(yōu)先級設定位； PS 是串行中斷優(yōu)先級設定位。 通過中斷優(yōu)先級控制寄存器可把 80C51 的全部中斷分為高、低兩個優(yōu)先級，對應位為 0表示低優(yōu)先級，為 1 表示高優(yōu)先級。 單片機最小系統(tǒng) 單片機的最小系統(tǒng)由單片機，時鐘電路，復位電路共同組成。 80C51 芯片中的高增益反相放大器，其輸入端為引腳 XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容器。石英晶 體為一感性元件，與電容構成振蕩回路，為片內放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，從而為單片機提供時鐘電路。 80C51 的時鐘振蕩電路如圖 所示 西安航空職業(yè) 技術學院 畢業(yè)設計論文 15 圖 單片機振蕩電路 復位是單片機的硬件初始化操作。經復位操作后，單片機系統(tǒng)才能開始正常工作。 80C51 有復位信號引腳 RST，用于從外界引入復位信號。復位操作比較 簡單，只有兩種復位方式，即加電復位和手動復位。 (1)加電復位 加電復位是指通過專用的復位電路產生復位信號。它是系統(tǒng)的原始復位方式，發(fā)生在開機加電時，是系統(tǒng)自動完成的。加電復位是基本的、任何單片機系統(tǒng)都具有的功能。 (2)手動復位 手動復位也應通過專用的復位電路實現。在單片機系統(tǒng)中，手動復位是必須具有的功能。在調試或運行程序時，若遇到死機、死循環(huán)或程序跑飛等情況，手動復位是擺脫這種尷尬局面的最常用的方法。這時，手動復位所完成的是一次重新啟動操作。 在實際系統(tǒng)中，總是把加電復位電路和手動復位電路結合在一起，形 成一個既能加電復位，又能手動復位的公用復位電路。 在本次設計中加給 80C51 單片機的復位電路如圖 所示 圖 單片機復位電路 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 16 單片機的最小系統(tǒng)如圖 所示 圖 單片機的最小系統(tǒng) 西安航空職業(yè) 技術學院 畢業(yè)設計論文 17 脈沖形成電路 霍爾傳感器介紹 脈沖形成電路即采用霍爾裝置組合形成的電路。 應用霍爾傳感器通過測量磁場強度，來得到穩(wěn)定的脈沖方波信號，實現 出租車 轉速的測量。 霍爾器件是一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用?；魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ骰A?；魻柶骷哂性S多優(yōu)點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達 1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達 μm 級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達 5℃～ 150℃。按照霍爾器件的功能可將它們分為 :霍 爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數字量。按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為 :直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。 霍爾效應 如圖 ，在一塊通電的半導體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場 B，在薄片的橫向兩側會 出現一個電壓，如圖 VH，這種現象就是霍爾效應，是由科學家愛德文 霍爾在 1879 年發(fā)現的。 VH 稱為霍爾電壓。 圖 霍爾效應 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 18 這種現象的產生，是因為通電半導體片中的載流子在磁場產生的洛侖茲力的作用下，分別向片子橫向兩側偏轉和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。霍爾電場產生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，直到霍爾電場力和洛侖茲力相等。這時，片子兩側建立起一個穩(wěn)定的電壓，這就是霍爾電壓。在片子上作四個電極，其中 C C2 間通以工作電流 I， C C2 稱為電流電極，C C4 間取出霍爾電壓 VH， C C4 稱為敏感電極。將各個電極焊上引線，并將片子用塑料封裝起來，就形成了一個完整的霍爾元件（又稱霍爾片）。 霍爾元件可用多種半導體材料制作，如 Ge、 Si、 InSb、 GaAs、 InAs、 InAsP 以及多層半導體異質結構量子阱材料等等。 InSb 和 GaAs 霍爾元件輸出特性見圖、圖 . 這些霍爾元件大量用于直流無刷電機和測磁儀表。 圖 InSb霍爾元件的輸出特性 西安航空職業(yè) 技術學院 畢業(yè)設計論文 19 圖 GaAs霍爾元件的輸出特性 A44E霍爾傳感器 在出租車計費系統(tǒng)的設計中采用型號為 A44E的霍爾傳感器模擬車輪轉動向單片機輸出計數脈沖繼而由單片機轉換為里程數。下面對 A44E霍爾傳感器進行介紹。 A44E 芯片屬于開關型的霍爾器件 ,其工作電壓范圍比較寬 (4. 5～ 18 V) ,其輸出的信號符合 TTL 電平標準 ,可以直接接到單片機的 I/ O 端口上 ,而且其最高檢測頻率 可達到 1 MHz 。 A44E 霍爾開 關集成電路應用霍爾效應原理 ,采用半導體集成技術制造的磁敏電路 ,它是由電壓調整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、史密特觸發(fā)器 ,溫度補償電路和集電極開路的輸出級組成的磁敏傳感電路 ,其輸入為磁感應強度 ,輸出是一個數字電壓信號。 霍爾開關電路的輸出特性見圖 所示。在輸入端輸入電壓 V cc ,經穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢發(fā)生器的兩端 ,根據霍耳效應原理 ,當霍耳片處在磁場中時 ,在垂直于磁場的方向通以電流 ,則與這二者相垂直的方向上將會產生霍耳電勢差 V H 輸出 ,該 V H 信號經放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形 ,使其成為 方波輸送到 OC 門輸出。當施加的磁場達到工作點 (即 BOP) 時 ,觸發(fā)器輸出高電壓 (相對于地電位 ) ,使三極管導通 ,此時 OC 門輸出端輸出低電壓 ,通常稱這種狀態(tài)為開。當施加的磁場達到釋放點 (即 BRP )時 ,觸發(fā)器輸出低電壓 ,三極管截止 ,使 OC 門輸出高電壓