【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 指令。片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器只能和累加器 A交換數(shù)據(jù)，通過(guò)地址指針 DPTR 或工作寄存器 Ri間接尋址。 四． 8051 的復(fù)位方式 在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須了解單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)和復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，會(huì)要求進(jìn)入復(fù)位工作狀態(tài)，因而要求復(fù)位電路必須準(zhǔn)確，可靠地工作。另外，單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)是密切相關(guān)的。 1．單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài) 單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)振蕩脈沖（ 2 個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。為了保證系統(tǒng)可靠的復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使 RST 引腳保持 10 ms以上的高電平。只要 RST 保持高電平，則 MCS— 51 單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位；當(dāng) RST 從高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機(jī)就從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。在復(fù)位有效期間，ALE,PSEN,P0,P1,P2,P3 口引腳輸出高電平，即使準(zhǔn)雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并將 07H寫(xiě)入棧指針 SP（即設(shè)定堆棧底為 07H），同時(shí)，將程序計(jì)數(shù)器 PC 和其余的特殊功能寄存器清為 0（不定的位除外）。復(fù)位不影響單片機(jī)內(nèi)部的 RAM狀態(tài)。但上電復(fù)位時(shí)，由于是重新供電， RAM 在斷 電時(shí)數(shù)據(jù)丟失，上電復(fù)位后為隨機(jī)數(shù)。 2．復(fù)位電路設(shè)計(jì) 通常單片機(jī)復(fù)位操作有上電復(fù)位，信號(hào)復(fù)位，運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位，運(yùn)行監(jiān)視有程序監(jiān)視和電源監(jiān)視。 在單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)使用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，最常用的上電復(fù)位和開(kāi)關(guān)組合復(fù)位電路如圖〈 8〉所示。 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 16 V CC MCS 51RST / VPD V SS + 5 V CR 1 R 2 圖〈 8〉開(kāi)關(guān)與上電復(fù)位電路 在復(fù)位電路中，干擾容易串入復(fù)位端，在大多數(shù)情況下不會(huì)造成單片機(jī)錯(cuò)位復(fù)位，但會(huì)引起內(nèi)部某些寄存器錯(cuò)位復(fù)位。這時(shí)可在復(fù)位引腳上接一個(gè)去耦電容。如果應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重，或整個(gè)系統(tǒng)干擾 嚴(yán)重，引起單片機(jī)復(fù)位，可采用屏蔽的辦法解決，如加屏蔽網(wǎng)或移動(dòng)位置等。 五 .8051 的中斷系統(tǒng) 如圖〈 12〉所示 ,8051 提供 5個(gè)中斷源 .即 : *INT0 外部中斷請(qǐng)求 0 *INT1 外部中斷請(qǐng)求 1 *TF0 內(nèi)部定時(shí)器 0 *TF1 內(nèi)部定時(shí)器 1 *RI,TI 內(nèi)部串行口中斷 外中斷請(qǐng)求 0內(nèi)部定時(shí)器 0外中斷請(qǐng)求 1內(nèi)部定時(shí)器 1 內(nèi)部 T串行口 R INT 0INT 1中斷源識(shí)別高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求中斷向量低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求中斷向量中斷源識(shí)別 圖〈 12〉 8051 中斷系統(tǒng) 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 17 8051 的中斷優(yōu)先級(jí)分為兩級(jí)。每個(gè)中斷源都可以通過(guò)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 中相應(yīng)位的置位或清零而編程為二級(jí)中斷中的任一級(jí)。置 1位高級(jí)優(yōu)先級(jí)， 0為低優(yōu)先級(jí)。低優(yōu)先級(jí)可以被高優(yōu)先級(jí)所中斷，但不能被另一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的中斷所中斷。若同時(shí)接收到兩個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求，則優(yōu)先服務(wù)于高優(yōu)先級(jí)的中斷。假如同時(shí)收到同級(jí)的不同中斷請(qǐng)求，則按照內(nèi)部查詢的次序決定服務(wù)對(duì)象。因此，在每一個(gè)中斷級(jí)中又有一個(gè)按查詢次序的中斷級(jí)別。查詢次序如下： IE 0 IE 1IF 0 IF 1 RI + TI高 低 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP的定義如下： （ M S B ） （ L S B ）IP 0 B 8 HPS PT 1 PX 1 PT 0 PX 0 符號(hào) 地址 說(shuō)明 、 5 保留 PS 定義串行口中斷優(yōu)先級(jí) PT1 定義定時(shí)器 1中斷優(yōu)先級(jí) PX1 定義外部中斷 1中斷優(yōu)先級(jí) PT0 定義定時(shí)器 0中斷優(yōu)先級(jí) PX0 定義外部中斷 0中斷優(yōu)先級(jí) 2．中斷允許 各中斷源的中斷允許由中斷開(kāi)放寄存器 IE控制。中斷開(kāi)放寄存器的定義如下： 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 18 （ M S B ） （ L S B ）IE 0 A 8 HES ET 1 EX 1 ET 0 EX 0EA 符號(hào) 地址 說(shuō)明 EA 中斷總體控制位。 EA=0 全部中斷被關(guān)閉。 EA=1 允許每個(gè)中斷源個(gè)別 的開(kāi)放或關(guān)閉 — 保留 — 保留 ES 串行口中斷開(kāi)放或關(guān)閉。 ES=0 關(guān)閉 ET1 定時(shí)器 1溢出中斷開(kāi)放或關(guān)閉。 ET1=0為關(guān)閉 EX1 外部中斷 1 開(kāi)放或關(guān)閉。 EX1=0 為關(guān)閉 ET0 定時(shí)器 0溢出中斷開(kāi)放或關(guān)閉。 ET0=0為關(guān)閉 EXO 外部中斷 0 開(kāi)放或關(guān)閉。 EX0=0 為關(guān)閉 只要中斷總體控制位置位，各中斷源相應(yīng)中斷標(biāo)志位置為，各中斷源的中斷均已選通。每一個(gè)中斷元都可以單獨(dú)的開(kāi)放或關(guān)斷。這只要用軟件向中斷開(kāi)放寄存器IE 中 的相應(yīng)位置位或清零即可。當(dāng)然用軟件對(duì) EA 置位或清零可以將全部 5個(gè)中斷進(jìn)行總開(kāi)或總關(guān)。 3．中斷向量地址 5 個(gè)中斷源都有其固定的中斷向量地址，即中斷服務(wù)程序的入口地址。中斷向量表如下表〈 8〉： 中斷源 向量地址 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 19 IE0 0003H TF0 000BH IE1 0013H TF1 001BH RI+TI 0023H 4．外部中斷 外部中斷可以通過(guò)程序?qū)⒍〞r(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 的 IT0或 IT1設(shè)置成電平觸發(fā)或調(diào)變觸發(fā)。 ITX=0， INTX腳上為低電平觸發(fā)中斷。 ITX=1，是跳變觸發(fā)，即負(fù)沿觸 發(fā)中斷。 六．直流特性（ TA=0～ 70OC， VCC=～ ， VSS=0V）如下表〈 9〉 符號(hào) 參數(shù) 最小值 最大值 單位 測(cè)試條件 VIL 輸入低電壓 V VIH 輸入高電壓（ RST 和 XTAL1除外） VCC+ V VIH1 輸入高電壓 RST（用于復(fù)位）， XTAL2 VCC+ V XTAL1到 VSS VOL 輸出低電壓端口 3 V IOL= VOL1 輸出低電壓端口 0 V IOL= VOH 輸出高電壓端口 3 V IOH=80μ A VOH1 輸出高電壓端口 0， ALE PSEN V IOH=400μ A IIL 邏輯 0輸入電流端口 3 800 μ A VIN= 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 20 IIL2 邏輯 0輸入電流 XTAL2 mA XTAL1=VSS， VIN= IL1 到端口 0， EA 之輸入電流 177。 10 μ A ﹤ VIN﹤VCC IIH1 到 RST/VPD（復(fù)位）之輸入高電流 500 μ A VIN﹤ ICC 電源 電流 125 mA 輸出均斷開(kāi) CIO I/O 緩沖器電容 10 PF fc=1MHz ，TA=25OC 第二章 I/O 接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 一 8255 可編程外圍并行接口芯片 8255 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程外圍接口芯片，它具有 3個(gè) 8位的并行 I/O 口，分別稱為 PA 口、 PB口、和 PC 口，其中 PC口又分為高 4位和低 4位口。它們都可通過(guò)軟件編程來(lái)改變其 I/O 口的工作方式。 8255 可以與 MCS─ 51 單片機(jī)系統(tǒng)總線直接接口，其管腳配置如下圖所示。 單片機(jī)與 8255 之間的接口是通過(guò)對(duì)其數(shù)據(jù)總線、標(biāo)準(zhǔn)的讀 /寫(xiě)以及片選信號(hào)的控制來(lái)完成的。對(duì) 8255 設(shè)置不同的控制字可使其選擇三種基本的工作方式： 方式 0，方式 1 方式 2 1 芯片引腳圖 2 工作原理 Cμ 8255 有 A、 B、 C3 個(gè)輸入輸出口。對(duì) B口來(lái)說(shuō)可有基本輸入輸出方式和選通輸入輸出方式兩種：對(duì) A 口來(lái)說(shuō)除上述兩種方式外，還可有雙向傳送方式；對(duì) C 口小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 21 來(lái)說(shuō)可有基本輸入輸出方式和選通輸入輸出控制、雙向傳送控制方式。 基本輸入輸出方式的動(dòng)作較為簡(jiǎn)單。以 A 口為例，當(dāng)程序預(yù)先設(shè)置 A 口為基本輸入輸出方式后， CPU 就用指令從 A口（ PA0～ PA7）讀取 8 位輸入數(shù)據(jù)。若 A 口預(yù)先設(shè)置為基 本輸入輸出方式時(shí)， CPU就用指令把要輸出的數(shù)據(jù)送至 A口（ PA0～ PA7）。 3 電參數(shù)： μ 8255 的直流參數(shù) 參數(shù)名稱 符號(hào) 測(cè)試條件 規(guī)范值 單位 最大 最小 輸入低電平電壓 VIL V 輸入高電平電壓 VIH VCC V 輸出低電平電壓（數(shù)線） VOL IOL= V 輸出低電平電壓（外口） VOL IOL= V 輸出高電平電壓（數(shù)線） VOH IOH=400uA V 輸出高電平電壓 （外口） VOH IOH=200uA V 達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電流 IDAR REXT=750Ω VEXT= μ A 電源電流 ICC 120 μ A 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 22 4 8255 工作方式 8255 有三種基本工作方式： 輸入負(fù)載電流 IIL VIN=VCC～ OV 177。 10 μ A 輸出浮動(dòng)漏電流 IOFL VOUT=VCC～ 177。 10 μ A 小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 23 方式 0—— 基本輸入 /輸出； 方式 1—— 選通輸入 /輸出； 方式 2—— 雙向總線（僅 PA 口）。 1） ．“方式 ”選擇控制字 8255 的工作方式可由 CPU 送出一個(gè)控制字到 8255 的控制字寄存器來(lái)選擇這個(gè)控制字的格式如圖（ a）所示，可以分別選擇端口 A和端口 B的工作方式，端口 C分成兩部分，上半部分隨端口 A，下半部分隨端口 B。端口 A 有方式 0、方式 和方式 2三種，而端口 B 只能工作于方式 0 和方式 1。 2） ． C 口按位置置位 /復(fù)位功能 端口 C 的 8 位中的任一位，可用一個(gè)寫(xiě)入 8255 控制口的置復(fù)位控制字來(lái)置位或復(fù)位，如圖（ b）所示。例如 ,07H 寫(xiě)入控制口 ,置 “ 1” PC3。08H 寫(xiě)入控制口 ,置 “ 0” PC4. 工作方式 控制字 1 有 效 A 組方式選擇00 方式 001 方式 110 方式 2端口 A1 輸入0 輸出端口 C 1 輸入 0 輸出（ 上半部 ）端口 B1 輸入0 輸出端口 C 1 輸入 0 輸出（ 下半部 ）B 組方式選擇0 方式 01 方式 11 D6D5D4D3D2D1（ a ） 方式 選擇控制字D0按位置數(shù) 控制字 0 有 效位選擇位置 “ 1 ” 置 “ 0 ”標(biāo)志 ：1 置 10 置 00 D0D1D2D37 6 5 4 3 2 1 011 11111 11 11 10 0 0 00 0 0 00 0 00B2B1B0小區(qū)自動(dòng)化立體車(chē) 庫(kù) 24 (b) 置復(fù)位控制字 第三章 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 一 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 單片機(jī)的 8051 主要品種中 805 8751 片內(nèi)有 4K ROM 或 EPROM， 8031 片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器。在此次設(shè)計(jì)中，我們選用 8051，我們估計(jì)程序總長(zhǎng) 4KB 左右，為此選用8KB 的 E2PROM2864，留有一定余量。 E2PROM2864 既具有 RAM 的隨機(jī)讀寫(xiě)特點(diǎn)，又具有 ROM 的非易失性優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)單元可重復(fù)進(jìn)行一萬(wàn)次改寫(xiě)，保留信息的時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 20 年，不存在 E2PROM 在日光下信息緩慢丟失 的問(wèn)題。 1） . 2864 的引腳圖 如圖（一）所示， N C V CC A 12 WE A 7 NC A 6 2 A 8 A 5 8 A 9 A 4 6 A 11 A 3 4 OE A 2 A A 10 A 1 CE A 0 D 7 D 0 D 6 D 1 D 5 D 2 D 4 G ND D 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12