【文章內容簡介】 存器或程序儲存器時，這組口線分時轉換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 FLASH 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1口： P1是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號 拉低時會輸出一個電流。 FLASH 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8位地址。 P2口： P2是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序儲存器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR 指令）時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時 ，P2 口線上的內容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內容），在整個訪問期間不改變。 FLASH 編程或校驗時， P2亦接收高位地址和其他控制信號。 P3口： P3是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 P3 除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體功能說明如表 21。 P3口 還接收一些用于 FLASH 閃速存儲器編程和程序校的控制信號。 10 RST:復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 表 31 P3 口的第二功能表 即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以是時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此他可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí) 行外部程序時，應設置 ALE 無效。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT80C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序儲存器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位 LB1被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA端為高電平（ Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內部程序儲存器中 的指令。 端口引腳 第二功能 RXD(串 行輸出口 ) TXD(串 行輸入口 ) INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 0) WR(外 部數(shù)據(jù)寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)讀選通 ) 11 FLASH 儲存器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12v 編程電壓。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端 12 3 硬件電路的設計 對題目進行深入的分析和思考，可以將整個模塊分為以下幾個部分：控制部分，顯示電路，按鍵電路，霍爾元件測速電路，電機驅動電路。系統(tǒng)的框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)框圖 控制電路的設計 控制電路主要由單片機來控制，編寫一段程 序使單片機發(fā)出的 PWM 脈沖來實現(xiàn)對驅動的控制。新一代的單片機增加了很多的功能，其中包括 PWM 功能。單片機通過初始化設置，使其能自動的發(fā)出 PWM 脈沖波，只有在改變占空比的時候CPU 才干預。 霍爾元件測速部分電路的設計 霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種磁敏式傳感器?；魻栃?1897 年首次被美國物理學家霍爾在金屬材料中發(fā)現(xiàn)，但由于霍爾效應在金屬材料中太微弱而沒有得到人們的重視及較好的應用。直到 20 世紀 50 年代，隨著半導體技術的發(fā)展，利用半導體材料做成的霍爾元件的霍爾效應比較顯著，從而霍爾效應被人 們所重視和充分利用，霍爾式傳感器得到了快速的應用和發(fā)展。目前霍爾傳感器已經廣泛的應用于電磁、電流、水位、速度、振動等的測量領域。 由于霍爾元件產生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。 單 片 機 晶振電路 復位電路 按鍵電路 顯示電路 電機驅動 測速電路 13 霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小，如 圖 1所示，是其中一種型號的外形圖。 電機控制正反轉電路設計 H 橋部分控制電路設計 知道通過調節(jié)直流電機的電壓可以改變電機的轉速，但是一般我們設計的電源大都是固定的電壓，而且模擬可調電源不易于單片機控制，數(shù)字可調電源設計麻煩。所以這里用脈寬調制（ PWM）來實現(xiàn)調速。方波的有效電壓跟電壓幅值和占空比有關，我們可以通過站空比實現(xiàn)改變有效電壓。一般用軟件模擬 PWM 可以有延時和定時兩種方法，延時方法占用大量的 CPU，所以這里采用定時方法。 直流電機旋轉方向 一般利用 H 橋電路 來實現(xiàn)調速。 H 橋驅動電路： 圖 中所示為一個典型的直流電機控制電路。電路得名于 “H橋驅動電路 ”是因為它的形狀酷似字母 H。 4 個三極管組成 H 的 4 條垂直腿，而電機就是 H 中 14 的橫杠（注意：圖 及隨后的兩個圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅動電路沒有畫出來）。 如圖所示， H 橋式電機驅動電路包括 4 個三極管和一個電機。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉向。 圖 H 橋驅動電路 要使電機運轉，必須使對角線上的一對三極管導通。例如，如圖 所示，當Q1 管和 Q4 管導通時，電流就從電源正極經 Q1 從左至右穿過電機，然后再經Q4 回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅動電機順時針轉動。當三極管 Q1 和 Q4 導通時，電流將從左至右流過電機，從而驅動電機按特定方向轉動（電機周 圍的箭頭指示為順時針方向）。 圖 橋電路驅動電機順時針轉動 15 圖 所示為另一對三極管 Q2 和 Q3 導通的情況，電流將從右至左流過電機。當三極管 Q2 和 Q3 導通時，電流將從右至左流過電機，從而驅動電機沿另一方向轉動（電機周圍的箭頭表示為逆時針方向）。 圖 H 橋驅動電機逆時針轉動 實際電路圖如下圖所示： 圖 H 橋原理圖 16 顯示設計 LED 數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管 ， 通過對其不同的管腳輸入相對的電流 ， 會使其發(fā)亮 ， 從而顯示出數(shù)字 。 可以顯示 ： 時間 、 日期 、距離 等可以用數(shù)字代替的參數(shù) 。 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù) 碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1位、 2位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽 極 數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽 極 數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。 動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外 為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路， 通過 由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機 的 P0 口 輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對 位選通COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制