【文章內(nèi)容簡介】 周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。 6 使用 I/O口的注意事項(xiàng) （ 1） P1,P2,P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL電路。對(duì)于 HCMOS 芯片 單片機(jī)的 I/O口，在正常情況下，可任意由 TTL或 NMOS電路驅(qū)動(dòng)。 HMOS及 CMOS性的單片機(jī) I/O口有集電極開路或漏極開路的輸出來驅(qū)動(dòng)時(shí)，不必外加上拉電阻。 （ 2）對(duì)于 74LS 系列， CD4000 系列以及一些大規(guī)模集成電路芯片（如 8155， 8253， 8279 等），都可以和 MCS51系列單片機(jī)直接接口。具體使用時(shí)，可以查閱有關(guān)器件手冊(cè)或參考典型電路。 （ 3）對(duì)一些線性組件，特別是應(yīng)用鍵盤、碼盤、 LED 顯示器等輸入 /輸出設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量增加驅(qū)動(dòng)部分的容量，否則，單片機(jī)將提供不出足夠的驅(qū)動(dòng)電流供給負(fù)載使用。 AT89C51 中斷系統(tǒng) 所謂中斷，是指當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的異常情況和特殊情求， CPU 暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去對(duì)隨機(jī)發(fā)生地更緊迫事件進(jìn)行處理；處理完畢后， CPU 自動(dòng)返回原來的程序繼續(xù)執(zhí)行。 中斷允許軟件設(shè)計(jì)不需要關(guān)心系統(tǒng)其他部分定時(shí)要求，算術(shù)程序不需要考慮隔幾個(gè)指令檢查 I/O設(shè)備是否需要服務(wù)。相反，算術(shù)程序編寫時(shí)好像有無限的時(shí)間作算術(shù)運(yùn)算而無其他工作在進(jìn)行。若其它事件需要服務(wù)時(shí)，則通過中斷告訴系統(tǒng)。 AT89C51 單片機(jī)有 5個(gè)中斷源，有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)可以 編程控制。中斷允許受到 CPU開中斷和中斷源開中斷的兩級(jí)控制。 中斷源是指任何引起計(jì)算機(jī)中斷的事件，一般一臺(tái)機(jī)器允許有許多個(gè)中斷源。 AT89C51 系列單片機(jī)至少有 5個(gè)中斷源。增加很少的硬件就可把各種硬件中斷源“線或”成為一個(gè)外部中斷輸入，然后再順序檢索一起中斷的特定源。 AT89C51單片機(jī)的 5個(gè)中斷源是： ①外部中斷請(qǐng)求 0，由（ ）輸入； ②外部中斷請(qǐng)求 1，由（ ）輸入； ③片內(nèi)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0益處中斷請(qǐng)求； ④片內(nèi)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1溢出中斷請(qǐng)求； ⑤片內(nèi)串行口發(fā)送 /接收中斷請(qǐng)求； 為了了解每個(gè)中斷源是否產(chǎn)生了中斷請(qǐng)求，中斷系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置許多個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器（標(biāo)志位）實(shí)現(xiàn)記憶。這些中斷源請(qǐng)求標(biāo)志位分別有特殊功能寄存器 TCON和 SCON的相應(yīng)位鎖存。 7 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON，它是一個(gè)八位的寄存器。 ● IT0,IT1：外部中斷 0、 1觸發(fā)方式選擇位，由軟件設(shè)置。 1是下降沿觸發(fā)， 0是電平觸發(fā)。 ● IE0,IE1：外部終端 0、 1請(qǐng)求標(biāo)志位。 ● TF0,TF1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0、 1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。 中斷的控制主要實(shí)現(xiàn)中斷的開關(guān)管理和中斷優(yōu)先級(jí)的管理。這個(gè)管理主要通過對(duì)特殊功 能寄存器 IE和 IP的編程實(shí)現(xiàn)。 （ 1）中斷允許寄存器 IE ● EX0,EX1：外部終端 0， 1的中斷允許位。 1是中斷開， 0是中斷關(guān)。 ● ET0,ET1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0、 1溢出中斷允許位。 1是開中斷， 0是關(guān)中斷。 ● ES：串行口中斷允許位。 1是中斷開， 0是中斷關(guān)。 ● ET2：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2溢出中斷位。 ● EA： CPU開 /關(guān)中斷控制位。 1是開中斷， 0是關(guān)中斷。 （ 2）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 若系統(tǒng)中多個(gè)中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷，則 CPU按中斷源的優(yōu)先級(jí)別，由高到低分別響應(yīng)。 AT89C51 單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)：高優(yōu)先 級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源都可以編程為高優(yōu)先級(jí)，這可以實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。嵌套的原則：一個(gè)正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序可以被高級(jí)的中斷請(qǐng)求中斷，而不能被同級(jí)或較低級(jí)的中斷請(qǐng)求中斷。兩級(jí)中斷通過使用 IP寄存器設(shè)置，相應(yīng)的位置 1，則優(yōu)先級(jí)高， 0則優(yōu)先級(jí)低。 PX0、 PX1：終端 0、 1中斷優(yōu)先級(jí)控制。 PT0、 PT1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0、 1中斷優(yōu)先級(jí)控制。 PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制。 AT89C51 復(fù)位時(shí)， IP 被清零， 5 個(gè)中斷源都在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)。這時(shí)若其中幾個(gè)中斷源同時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，則 CPU 按照片內(nèi)硬件優(yōu)先級(jí)鏈路的順序相應(yīng) 中斷，硬件優(yōu)先級(jí)由高到低的順序是：外部終端 0，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0，外部中斷 1，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1，串行口中斷。 AT89C51 的 CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，如果沒有上述阻止條件，則將在下一個(gè)機(jī)器周期響應(yīng)被激活的最高級(jí)中斷請(qǐng)求。阻止條件如下： ① CPU正在處理同級(jí)或更高級(jí)的中斷； ②現(xiàn)行機(jī)器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期； ③正在執(zhí)行的是 RETI或者是訪問 IE或 IP的指令； 8 CPU在中斷響應(yīng)之后完成如下操作： ①硬件清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志位； ②執(zhí)行一條硬件子程序，保護(hù)斷點(diǎn)，并 轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口。 ③結(jié)束中斷時(shí)執(zhí)行 RETI指令，恢復(fù)斷點(diǎn)，返回主程序。 AT89C51 的 CPU在相應(yīng)中斷請(qǐng)求時(shí)，由硬件電路自動(dòng)形成轉(zhuǎn)向與該中斷源對(duì)應(yīng)的中斷的服務(wù)程序入口地址。這種方法為硬件向量中斷法。 表 21 各中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址 編號(hào) 中斷源 入口地址 0 外部終端 0 0003H 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 000BH 2 外部終端 1 0013H 3 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 001BH 4 串行口中斷 0023H 各中斷服務(wù)程序入口地址僅隔 8個(gè)字節(jié)，編譯器在這些地址放入無條件轉(zhuǎn)移指令， 跳到服務(wù)程序的實(shí)際地址。 向量中斷包括把先前的程序計(jì)數(shù)指針推入堆棧，中斷服務(wù)程序很像其他子程序。當(dāng)向量中斷發(fā)生時(shí)，硬件禁止所有中斷。此時(shí)表明外部中斷或定時(shí)器溢出的標(biāo)志位由硬件清除。 單片機(jī)定時(shí) /計(jì)數(shù)器的使用 AT89C51 系列單片機(jī)至少有兩個(gè) 16 位內(nèi)部定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 8052 有三個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中連個(gè)基本定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器是定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1。他們既可以編程為定時(shí)器使用，也可以編程為計(jì)數(shù)器使用。若是計(jì)數(shù)內(nèi)部晶振驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，則它是定時(shí)器；若是計(jì)數(shù) AT89C51的輸入引腳的脈沖信號(hào)，則它是計(jì)數(shù)器。 AT89C51 的 T/C時(shí)加一計(jì)數(shù)的。定時(shí)器實(shí)際上也是工作在技術(shù)方式下的，只不過對(duì)固定頻率的脈沖計(jì)數(shù)；由于脈沖周期固定，由計(jì)數(shù)值可以計(jì)算出時(shí)間，有定時(shí)功能。 當(dāng) T/C工作在定時(shí)器時(shí)，對(duì)振蕩源 12分頻的脈沖計(jì)數(shù)，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)值加一，頻率加 =fosc/12。晶振為 6MHz，計(jì)數(shù)頻率 =500KHz，每 2uS計(jì)數(shù)加一。 當(dāng) T/C工作在計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自外部脈沖輸入引腳 T0 或 T1。當(dāng) T0或 T1 腳上負(fù)跳變需 2個(gè)機(jī)器周期，即 24個(gè)振蕩周期。所以 T0或 T1腳輸入的計(jì)數(shù)外部脈沖的最高頻率為 fosc/12。 當(dāng)晶振為 12MHz時(shí)，最高技術(shù)頻率為 500KHz，高于此頻率將計(jì)數(shù)出錯(cuò)。 9 第三章 遙控電風(fēng)扇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方案論證與比較 在整個(gè)系統(tǒng)中，各個(gè)模塊的方案是有多種選擇的，為此，在這里我們將要作幾個(gè)主要模塊的方案的方案論證和比較。 信號(hào)調(diào)制及紅外信號(hào)方案 這部分的主要問題是載波的產(chǎn)生以及信號(hào)與載波的調(diào)制的方式。 方案一：載波采用外部芯片信號(hào)源提供，比如 555振蕩電路， RC振蕩器，橋氏振蕩器等后接施密特觸發(fā)電路整形后可得到較標(biāo)準(zhǔn)的 38KHZ載波，再用鍵盤產(chǎn)生按鍵信號(hào)，在外部將這兩個(gè)信號(hào)相與后即可獲 得調(diào)制波。這種方法比較傳統(tǒng)，成本也很低，不過設(shè)計(jì)起來比較繁瑣，這種方法比較適合于一些定點(diǎn)發(fā)射的場合。 方案二：信號(hào)由鍵盤或其他傳感器產(chǎn)生，比如溫度傳感器，產(chǎn)生的信號(hào)送入專用的發(fā)射芯片，專用芯片將完成載波的產(chǎn)生及載波與信號(hào)的調(diào)制，后接發(fā)射末端將調(diào)制后紅外信號(hào)發(fā)射出去，些種方法成本也不是很高，電路簡潔，只不過靈活性較大，可擴(kuò)展性不是很強(qiáng)，此種方法比較適合需要較簡單應(yīng)用且應(yīng)用較固定的場合，比如溫度采集的各個(gè)點(diǎn)，如果每個(gè)點(diǎn)都用單片機(jī)采集并發(fā)送，成本會(huì)大提高。 方案三：時(shí)下許多行業(yè)中的專業(yè)人士曾預(yù)言，軟件無線電在不久 的將來將成為一種無信通信的一種新的實(shí)現(xiàn)手段，它可以采用同一套通用的硬件設(shè)備，配備不同的軟件即可實(shí)現(xiàn)不同模式，不同通信方式的通信，靈活性強(qiáng)，成本大大降低，維護(hù)方面也大部分只是軟件方面的維護(hù)，從而雙可借助網(wǎng)絡(luò)的力量進(jìn)而發(fā)展出遠(yuǎn)程維護(hù)等一系列新 的維護(hù)方式和手段，可見其前景是如些之廣。因此，在這種背景之下，本系統(tǒng)嘗試將這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念注入本系統(tǒng)信號(hào)調(diào)制的實(shí)現(xiàn)手段中。可以使用單片機(jī)作為發(fā)射方的主控中心，載波的產(chǎn)生，信號(hào)的采集，信號(hào)編碼，信號(hào)與載波的調(diào)制，可都由單片機(jī)完成，輸出的調(diào)制波經(jīng)外接的整形放大電路后發(fā)射出去 。這種方式成本稍高，不過設(shè)計(jì)靈活，保密性也好，可擴(kuò)展性也強(qiáng)，所以本系統(tǒng)采用此方案。本系統(tǒng)采用軟件調(diào)制的方式，在硬件上，只需完成信號(hào)的保持及功率放大，信號(hào)的載波產(chǎn)生及載波與信號(hào)的調(diào)制則全部由軟件完成。所以，由程序產(chǎn)生信號(hào)與載波調(diào)制后的信號(hào)由微控制器引腳輸出，采用 CD40106進(jìn)行緩沖放大并整形 ,經(jīng)過三極管 9013進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管 ,使其發(fā)射紅外光。 10 電機(jī)調(diào)速方案 此部分主要問題是電機(jī)的選擇，調(diào)速方式的選擇。 方案一：采用單相交流電機(jī)或者直流電機(jī)，可控硅的導(dǎo)通角控制電機(jī)的開與關(guān)，而可控硅導(dǎo)通角可以由可變電阻來調(diào)節(jié)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。不過控制過程不太精確。如圖 3－ 1： 圖 3－ 1電機(jī)調(diào)速 方案二：采用單片機(jī)控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)電機(jī)速度，同時(shí)要用光耦將強(qiáng)電隔離開來，使電路更安全，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且可以采用多種算法，比如直接 PWM， svpwm 算法等，同時(shí)也可以達(dá)到很精確的控制，便于顯示控制。如圖 3－ 2，成本可能稍高。綜上所述，本系統(tǒng)采用此方案。 圖 3－ 2電機(jī)調(diào)速 ` 11 人機(jī)交互界面的選擇 人機(jī)交互界面主要有輸入與輸出，輸入可以為鍵盤或紅外遙控器，輸出可以選擇數(shù)碼管或者液 晶，數(shù)碼管成本低，但顯示信息較少，外觀不是很好，可以用在一些低端場合。液晶成本高，但顯示信息量較多，外觀較好，可以用在一些高端的場合，提高產(chǎn)品的附加值。因此，本系統(tǒng)采用液晶作為顯示器件。 系統(tǒng)總體概述 遙控發(fā)射部分 為了能遠(yuǎn)距離的控制電風(fēng)扇，采用了紅外遙控器。通常紅外遙控器由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射部分由單片機(jī) AT89C2051等構(gòu)成。接收部分由單片機(jī) AT89C51等構(gòu)成。 １工作原理及組成部分 （ 1） CPU采用 AT89C2051單片機(jī)， AT89C2051 的功能 :和 MCS8051 產(chǎn)品兼容 、 2KB可重編程閃速存儲(chǔ)器、耐久性、 000 寫 /擦除周期、 ~6V 的操作范圍、全靜態(tài)操作、 0Hz~24MHz、兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、128 8位內(nèi)部 RAM、 15 根可編程 I/O引線、 6 個(gè)中斷源、可編程串行 UART 通道、直接 LED驅(qū)動(dòng)輸出、片內(nèi)模擬比較器、低耗空載和掉電方式。 （ 2）電源采用 5v電源來提供電源。 （ 3）發(fā)射部分原理見圖 3－ 3： 圖 3－ 3遙控發(fā)射原理框圖 發(fā)射部分包括鍵盤、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送器。使用 89C2051芯片將按鍵信號(hào)調(diào)制在 38KHz的載波信號(hào)上通 過三極管放大后發(fā)射出去。 電風(fēng)扇接收控制板 :紅外接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 （ 1） CPU板將單片機(jī)、控制、鍵盤組合在一起完成了人機(jī)對(duì)話。用 AT89C51單片機(jī)來作主芯片控制， 鍵盤 微控制器（完成鍵盤控制及軟件調(diào)制等） 紅微信號(hào)調(diào)理及發(fā)射硬件 12 采用紅外 HS0038B接收頭，用雙向可控硅 MOC3025控制電機(jī)調(diào)速，具有紅外遙控功能。 （ 2）電源部分：交流 220V經(jīng)變壓器降壓為 16V，經(jīng)整流橋整流后再由三端穩(wěn)壓器 LM7805穩(wěn)壓，供給接收控制板。 （ 3)）電風(fēng)扇控制板框圖： 圖 3－ 4電風(fēng)扇控制板框圖 (1)工作方式：分為手動(dòng)和遙控兩種方式。有四種吹風(fēng)模式。 (1)紅外遙控輸入在 （ INT0），面板按鍵在 （ INT1）。液晶和 L