【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 32 個(gè)單元是 4 組通用工作寄存器區(qū)，每個(gè)區(qū)含 8 個(gè) 8 位寄存器，編號(hào)為 R7~R0。地址為 20H~2FH的 16 個(gè)單元可進(jìn)行共 128 位的位尋址，這些單元構(gòu)成了 1 位處理機(jī)的存儲(chǔ)器空間。單元中的每一位都有自己的位地址，這 16 個(gè)單元也可以進(jìn)行字節(jié)尋址。地址為 30H~3FH 的單元為用戶 RAM 區(qū)，只能進(jìn)行字節(jié)尋址。片外最多可以達(dá)到 64KB，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫 存和緩沖、標(biāo)志位等等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 128 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以高速 RAM的形式集成在單片機(jī)內(nèi)，以加快單片機(jī)運(yùn)行的速度，而且這種結(jié)構(gòu)的 RAM 還可以降低功耗。 （ 3） 32 位雙向輸入 /輸出線。 （ 4） 1 個(gè)全雙工的異步串行口：具有四種工作方式。可以用來(lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行 I/O 口甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的應(yīng)用更強(qiáng)而且更廣。 （ 5） 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： AT89C51 單片機(jī)有兩個(gè) 16 位定時(shí)器 T1 和 T0，他們各由兩個(gè)獨(dú)立的 8 位寄存器組成，共有 4 個(gè)獨(dú)立的寄存器： TH TL TH0、 TL0，可以分別對(duì)這 4 個(gè)寄存器進(jìn)行字節(jié)尋址，但不能把 T1 或當(dāng)作一個(gè) 16 位寄存器來(lái)尋址訪問(wèn)。具有四種工作方式在單片機(jī)的應(yīng)用中，往往需要精確的定時(shí)，或?qū)ν獠渴录M(jìn)行記數(shù)。為提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制能力，因而需要在單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器部件。 （ 6） 5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)。 （ 7）時(shí)鐘發(fā)生器。 （ 8）尋址 64KB 的程序存貯器和 64KB 的外部數(shù)據(jù)存貯器。 （ 9） 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）：用于對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的 RAM 區(qū)。 MCS51 外部存貯器和 I/O 是統(tǒng)一編址的，都是同一個(gè) 64KB 的外部 RAM 空間， CPU 對(duì)它們具有相同的操作功能。 AT89C51 單片機(jī)有 4 個(gè)雙向 8 位輸入輸出口 P0P3 口，每一個(gè)都由口鎖存器，輸出緩沖器和輸入緩沖器組成。它們的口鎖存器結(jié)構(gòu)相同，但輸入和輸出驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)不同。 P P P3 口內(nèi)部沒(méi)有拉高電路，稱三態(tài)雙向 I/O 口。 P P P3 可以驅(qū)動(dòng)四個(gè) LSTTL電路， P0 口可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 電路。 P0 口： P0 口的字節(jié)地址為 80H，位地址位 80H~87H?？诘母魑豢诰€具有完全相同但又互相獨(dú)立的邏輯電路，對(duì)于內(nèi)部 有程序存貯器的單片機(jī)， P0 口可以做為輸入或者輸出口使用，直接連外部的輸入，輸出設(shè)備，也可作為系統(tǒng)擴(kuò)展的地址 /數(shù)據(jù)總線口，對(duì)于內(nèi)部設(shè)有程序存貯器的單片機(jī)， P0 口只能作為地址 /數(shù)據(jù)總線使用。 P1 口： P1 口的地址為 80H，位地址為 90H~97H。輸出時(shí)，將 “1”寫(xiě)入 P1 口的某一位鎖存器，則 Q 端上的輸出場(chǎng)效應(yīng)管截止，該位的輸出引腳內(nèi)部的拉高電阻拉成高電平，輸出 “1”。將 “0”寫(xiě)入口鎖存器，輸出場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，引腳內(nèi)輸出低電平，輸出 “0”。 P1 口某一位作為輸入線時(shí)，該位的口 鎖存器必保持 “1”，使場(chǎng)效應(yīng)管截止，該位引腳由內(nèi)部拉高電路拉成高電平，也可有外部的電路拉成低電平。 CPU 讀 P1 引腳狀態(tài)時(shí)實(shí)際就是讀出外部電路的輸入信息。 P2 口： P2 口的字節(jié)地址為 A0H，位地址為 A0H~A7H 供系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作高 8 位地址線用，如果沒(méi)有系統(tǒng)擴(kuò)展，例如使用 8051 單片機(jī)不擴(kuò)展外部存貯器時(shí)， P2 口也可以作為用戶 I/O 口線使用。在實(shí)際應(yīng)用中 P2 口往往作為為系統(tǒng)提供高位地址使用。 P3 口： P3 口的字節(jié)地址為 B0H，位地址為 B0H~B7H 是雙功能口，該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一 I/O 功能或者第二 I/O功能。作為第一功能使用時(shí)，口的結(jié)構(gòu)與操作與 P1 口相同。但因?yàn)?P3 口經(jīng)常作為系統(tǒng)的第二功能使用。所以在 P3 口上增加了一個(gè)第二功能控制邏輯。 圖 AT89C51 最小系統(tǒng) AT89C51 最小系統(tǒng)如圖 所示，其中 K K K3 和 K4 為上拉電阻， ST 為 12MHz 的晶振； R R3 和 C3 構(gòu)成復(fù)位電路。 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， AT89C51 微控制器的引腳功能分配如下： ⑴ P00~P07 為數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)端； ⑵ P20~P25 為數(shù)碼管的位碼驅(qū)動(dòng)端； ⑶ P10~P17 為鍵盤輸入端； ⑷ TXD、 RXD 為數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端； ⑸ WR、 RD 為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收 狀態(tài)指示輸出端。 顯示器接口電路 顯示電路采用 LED 顯示。顯示器的顯示方法有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。顯示器位數(shù)較少時(shí)，采用靜態(tài)顯示的方法是合適的。當(dāng)位數(shù)較多時(shí)，用靜態(tài)顯示所需的 I/O 太多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法，所以在系統(tǒng)中我們采用動(dòng)態(tài)顯示。 顯示器接口電路如圖 所示。 LED 顯示器采用 單片機(jī)的 I/O口直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，其中 P00~P07 為段碼驅(qū)動(dòng)端， P20~P25 為位碼驅(qū)動(dòng)端， 缺省時(shí)顯示 0。 D1 和 D2 為狀態(tài)指示，當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)， D1 發(fā)光；當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)， D2 發(fā)光。 圖 顯示器接口電路 鍵盤接口電路 鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤直接與 AT89C51 的 P10～ P17 口 相接。接口電路如圖 所示。 S0~S5 用于修改數(shù)碼管 LED0~LED5 上 顯示的數(shù)據(jù) ； S6 用于啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送 ； S7 為功能設(shè)置鍵，當(dāng) S7 按下奇數(shù) 次時(shí) ， S0~S5 用于修改數(shù)碼管 LED0~LED5 上顯示的數(shù)據(jù)減，當(dāng) S7按下偶數(shù)次時(shí)， S0~S5 用于修改數(shù)碼管 LED0~LED5 上顯示的數(shù)據(jù)加，系統(tǒng)上電復(fù)位之后，初始化為加。 K4 為上拉電阻排。 圖 鍵盤接口電 路 電源電路 電源電路由變壓器和整流穩(wěn)壓電路組成。變壓器用于將 220V交流 電壓轉(zhuǎn)換為 9V 的低壓交流電；整流電路用于將低壓交流電整流為脈動(dòng)電壓，該脈動(dòng)電壓與濾波電容 E E2 相連，形成較平滑的直流電壓。將直流電壓送入三端穩(wěn)壓器 MC7805 輸入端 Vin 后，在輸出端形成 +5V 直流穩(wěn)壓電壓，供單片機(jī)和測(cè)量電路使用。電容E E4 起到濾波的作用。電源電路如圖 所示。 圖 電源電路 38kKHz 振蕩器 系統(tǒng)中采用 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器，發(fā)出 38KHz 的方波，作為紅外的載波信號(hào) ，實(shí)現(xiàn)電 路如圖 。 其中 SQUARE為 38KHz的方波輸出端。 圖 NE555 構(gòu)成 的 38KHz 的振蕩器 調(diào)制 及驅(qū)動(dòng)電路 調(diào)制電路主要 是運(yùn)用單片機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成調(diào)制信號(hào)，然后運(yùn)用調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管將載有數(shù)字信號(hào)的載波信號(hào)發(fā)送出去，其顯示電路如圖 所示，各點(diǎn)波形如圖 所示。其中 SQUARE 為 38Khz 載波輸入端， TX 與單片機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送端相連接， DATA 為調(diào)制信號(hào)輸出端。 由于 LM567 鎖定時(shí)，輸出端輸出低電平，所以將輸入的數(shù)字信號(hào)倒相之后再去調(diào)制載波信號(hào)。 圖 為發(fā)射 驅(qū)動(dòng) 電路， SE1 和 SE2 為紅外發(fā)射管，系統(tǒng)采 用兩個(gè)是為了增強(qiáng)發(fā)射強(qiáng)度，系統(tǒng)采用 Q1 放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，DATA 為調(diào)頻信號(hào)輸入端。 圖 調(diào)制電路 圖 各點(diǎn)信號(hào)波形 圖 發(fā)射 驅(qū)動(dòng) 電路 第四章 紅外 接收系統(tǒng) 紅外 接收系統(tǒng)的基本原理 紅外接收 電路 包括紅外 接收