【文章內(nèi)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(kuò)展，確定對 ROM 的讀操作是針對哪個存儲器的，當(dāng) EA 為高電平時，針對的是外部程序存儲器，當(dāng) EA 為低電平時對 ROM 的讀操作針對的是內(nèi)部和外部程序存儲器，并且從內(nèi)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(fù)位端 用于單片機的復(fù)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(guān)控制位進(jìn)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(jìn)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(yīng)至少維持一個機器周期，才能確保負(fù)脈沖的跳變能被采樣到。 定時中斷是為滿足定時或計數(shù) 的需要而設(shè)置的。在單片機芯片內(nèi)部有 2個定時器 /計數(shù)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(dāng)計數(shù)器溢出時，表明定時時間到或計數(shù)時間滿，這時內(nèi)部電路就產(chǎn)生中斷請求。由于這種中斷請求是在芯片內(nèi)部發(fā)生的，因此，在芯片上沒有對應(yīng)的中斷請求引入端。 西安航空職業(yè) 技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 13 2. 中斷控制 具體到 80C51，中斷控制的內(nèi)容共有 4項：中斷允許控制、中斷請求標(biāo)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(shù)位都是為中斷控制而設(shè)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(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)計數(shù)器產(chǎn)生計數(shù)溢出時，相應(yīng)的溢出標(biāo)志位由硬件置 1，并自動產(chǎn)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(biāo)志位。當(dāng) CPU 采樣到 INT0(或 INT1)端出現(xiàn)中斷請求 信號時，對應(yīng)位由硬件置 1，即保存外部中斷請求。在中斷響應(yīng)完成后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)定位； PT0 是定時器 0中斷優(yōu)先級設(shè)定位； PX1 是外部中斷 1 優(yōu)先級設(shè)定位； PT1 是定時器 1中斷優(yōu)先級設(shè)定位； PS 是串行中斷優(yōu)先級設(shè)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(yīng)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(fù)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(gòu)成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構(gòu)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 15 圖 單片機振蕩電路 復(fù)位是單片機的硬件初始化操作。經(jīng)復(fù)位操作后，單片機系統(tǒng)才能開始正常工作。 80C51 有復(fù)位信號引腳 RST，用于從外界引入復(fù)位信號。復(fù)位操作比較 簡單，只有兩種復(fù)位方式，即加電復(fù)位和手動復(fù)位。 (1)加電復(fù)位 加電復(fù)位是指通過專用的復(fù)位電路產(chǎn)生復(fù)位信號。它是系統(tǒng)的原始復(fù)位方式，發(fā)生在開機加電時，是系統(tǒng)自動完成的。加電復(fù)位是基本的、任何單片機系統(tǒng)都具有的功能。 (2)手動復(fù)位 手動復(fù)位也應(yīng)通過專用的復(fù)位電路實現(xiàn)。在單片機系統(tǒng)中，手動復(fù)位是必須具有的功能。在調(diào)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(fù)位是擺脫這種尷尬局面的最常用的方法。這時，手動復(fù)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(fù)位電路和手動復(fù)位電路結(jié)合在一起，形 成一個既能加電復(fù)位，又能手動復(fù)位的公用復(fù)位電路。 在本次設(shè)計中加給 80C51 單片機的復(fù)位電路如圖 所示 圖 單片機復(fù)位電路 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(xiàn) 出租車 轉(zhuǎn)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(guān)的場合中使用。霍爾器件以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)。霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 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(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá) μm 級）。取用了各種補償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá) 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(guān)器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為 :直接應(yīng)用和間接應(yīng)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(shè)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(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測和控制。 霍爾效應(yīng) 如圖 ，在一塊通電的半導(dǎo)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(cè)會 出現(xiàn)一個電壓，如圖 VH，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，是由科學(xué)家愛德文 霍爾在 1879 年發(fā)現(xiàn)的。 VH 稱為霍爾電壓。 圖 霍爾效應(yīng) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 18 這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因為通電半導(dǎo)體片中的載流子在磁場產(chǎn)生的洛侖茲力的作用下，分別向片子橫向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。霍爾電場產(chǎn)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(cè)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(dǎo)體材料制作，如 Ge、 Si、 InSb、 GaAs、 InAs、 InAsP 以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(shè)計中采用型號為 A44E的霍爾傳感器模擬車輪轉(zhuǎn)動向單片機輸出計數(shù)脈沖繼而由單片機轉(zhuǎn)換為里程數(shù)。下面對 A44E霍爾傳感器進(jìn)行介紹。 A44E 芯片屬于開關(guān)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(biāo)準(zhǔn) ,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(dá)到 1 MHz 。 A44E 霍爾開 關(guān)集成電路應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理 ,采用半導(dǎo)體集成技術(shù)制造的磁敏電路 ,它是由電壓調(diào)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(yīng)強度 ,輸出是一個數(shù)字電壓信號。 霍爾開關(guān)電路的輸出特性見圖 所示。在輸入端輸入電壓 V cc ,經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢發(fā)生器的兩端 ,根據(jù)霍耳效應(yīng)原理 ,當(dāng)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(chǎn)生霍耳電勢差 V H 輸出 ,該 V H 信號經(jīng)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(dāng)施加的磁場達(dá)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(dǎo)通 ,此時 OC 門輸出端輸出低電壓 ,通常稱這種狀態(tài)為開。當(dāng)施加的磁場達(dá)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