【文章內(nèi)容簡介】 值式中的 M 由操作模式確定，不同的操作模式計數(shù)器的長不相同，故 M值也不相同。而式中的計數(shù)值與定時器的工作方式有關(guān)。 1 ） 計數(shù)工作方式時 計數(shù)工作方式時， 計數(shù)脈沖由外部引入，是對外部沖進行計數(shù)，因此計數(shù)值根據(jù)要求確定。其計數(shù)初值： X=M 計數(shù)值 例如：某工序要求對外部脈沖信號計 100 次， X=M100 2 ） 定時工作方式時 定時工作方式時，因為計數(shù)脈沖由內(nèi)部供給，是對機器周期進行計數(shù)，故計數(shù)脈沖頻率為 f cont =f osc 1/12 、計數(shù)周期 T=1/f cont =12/f osc 定時工作方式的計數(shù)初值 X 等于： X=M 計數(shù)值 =Mt/T=M （ f osc t ） /12 式中： f osc 為 振蕩器的振蕩頻率， t 為要求定時的時間。 定時器有兩種工作方式 ：即定時和計數(shù)工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位選擇，其中 D6 位選擇 T1 的工作方式， D2 位選擇 T0 的工作方式。 =0 工作在定時方式， =1 工作在計數(shù)方式。并有四種操作模式： 1 ） 模式 0 ： 13 位計數(shù)器， TLi 只用低 5 位。 2 ） 模式 1 ： 16 位計數(shù)器。 3 ） 模式 2 ： 8 位自動重裝計數(shù)器， THi 的值在計數(shù)中不變， TLi 溢出時， THi 中的值自動裝入 TLi 中。 4 ） 模式 3 ： T0 分成 2 個獨立的 8 位計數(shù)器， T1 停止計數(shù)。 MCS51 有 5 個中斷源，可分為 2 個中斷優(yōu)先級，即高優(yōu)先級和低優(yōu)先級，中斷自然優(yōu)先級： 外部中斷 0 ；定時器 0 中斷； 外部中斷 1 ；定時器 1 中斷 ； 串行口中斷 ；定時器 2 中斷 （一）中斷響應條件 CPU 響應中斷的條件有： 1 ）有中斷源發(fā)出中斷請求； 2 ）中斷總允許位 EA=1 ，即 CPU 開中斷； 3 ）申請中斷的中斷源的中斷允許位為 1 ，即沒有被屏蔽。 （ 二 ）中斷 響應 會受到阻斷的 條件 基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設(shè)計 7 1 ）同級或高優(yōu)先級的中斷正在進行中； 2 ）現(xiàn)在的機器周期還不是執(zhí)行指令的最后一上機器周期，即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應任何中斷； 3 ）正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RET1 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應中斷請求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之 后 才會響應。 MCS51 單片機串行口可以通過軟件設(shè)置四種工作方式： 方式 0 ：這種工作方式比較特殊，與常見 的微型計算機的串行口不同，它又叫同步移位寄存器輸出方式。在這種方式下，數(shù)據(jù)從 RXD 端串行輸出或輸入，同步信號從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩率的 1/12 。該方式是以 8 位數(shù)據(jù)為一幀，沒有起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。 方式 1 ： 在方式 1下，串行口為 10位通用異步接口。發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)，包括 1位起始位 0， 8位數(shù)據(jù)位和 1位停止位 1。其傳送波特率可調(diào)。 方式 2 ：采用這種方式可接收或發(fā)送 11位數(shù)據(jù)，以 11位為一幀，比方式 1 增加了一個數(shù)據(jù)位，其余相同。第 9個 數(shù)據(jù)即 D8 位具有特 別的用途，可以通過軟件摟控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS51 單片機串行口適用于多機通信。方式 2 的波特率固定，只有兩種選擇，為振蕩率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位選擇。 方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類似，唯一的區(qū)別是方式 3 的小組特率是可變的。而幀格式與方式 2 樣為 11 位一幀。所以方式 3 也適合于多機通信。 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3 系統(tǒng)方案及電路設(shè)計 基于 FPGA的 CPU的設(shè)計，首先是架構(gòu)設(shè)計。在 設(shè)計架構(gòu)之前，先要了解計算機的體系結(jié)構(gòu)，熟悉計算機的組成和工作原理。 系統(tǒng)方案 圖 ，由單片機控制器，鍵盤輸入，數(shù)碼顯示，觸發(fā)器，撥號電話及電源等 6部分。 單片機控制器是整個系統(tǒng)的核心，負責控制檢測輸入 /輸出顯示，模擬摘機，撥號報警，掛機等一系列的程序動作。這里使用了小引腳，高性能，低價位的 AT89C2051。 鍵盤輸入電路負責輸入單片機中一系列工作參數(shù)及功能設(shè)定。 發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器在整個系統(tǒng)工作過程中充當一個簡單的人機界面，用以顯示工作狀況及輸入 /輸 出的數(shù)據(jù)等。 電話撥號防盜報警器的觸發(fā)電路用 磁性開關(guān)（門磁開關(guān)），簡單可靠，也可以用紅外線探測器或無線門磁，以實現(xiàn)全方位遠距離檢測。報警器應采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。 撥號及報警電路用來完成模擬摘機，撥號，發(fā)出報警音，掛機等工作過程，它的工作由單片機控制。 電源部分負責對整個系統(tǒng)供電。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉(zhuǎn)由后備電池供電。 圖 電話撥號防盜報警器方框圖 脈 沖撥號原理 脈沖撥號是目前電話機兩種撥號方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號方式。 鍵 盤 電 源 單 片 機 控 制 器 觸 發(fā) 開 關(guān) 撥 號 電 路 顯 示 電 路 電話線 基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設(shè)計 9 脈沖撥號就是指在電話機上撥入的電話號碼以脈沖個數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經(jīng)通以直流電流的回路上，利用撥號盤及發(fā)號電路將回路斷開，再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入電話號碼的發(fā)送。在操作中，若用戶撥 1，則送出 1個脈沖 ，回路中斷一次，接通一次；撥 2，則發(fā)出 2個脈沖，回路斷路一次，接通一次，再斷一次，再接通一次；而撥0時，則發(fā)出 10個脈沖，回路斷，接通輪流 10次。 正常撥號時，電路電流中斷的時間一般在 58 至 65ms 之間，視斷續(xù)比 的不同而不同。快遞撥號時，只要取一半時間即可。電路電流接通的時間（即在同一位號碼中的 2 個斷脈沖之間的接通電流時間）約在 32 至 42ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時間的脈沖接通時間之和，每一個周期的時間為 100ms 左右?？焖贀芴枙r，在 50ms 左右。 2 位號碼（即 2 組脈沖串）之間的最小時間間隔，通常為 800ms 左右；而快速撥號時，其值減半，為 400 ms 左右。 圖 脈沖撥號原理 我國目前采用的電話脈沖撥號的速率是 10 PPS(每秒的脈沖數(shù)）， 即每秒發(fā)出 10 個脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號時的值。 為了提高撥號的可靠性及穩(wěn)定性，這里設(shè)計時選定更低的脈沖撥號速率： 1 個脈沖代表撥出 1,2 個脈沖代表撥出 2,??， 10 個脈沖代表撥出 0,每個脈沖的寬度和間隔均為 100 ，然后開始脈沖撥號，撥出 1 位號碼后停頓 500 ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥完后再發(fā)報警音，??，最后掛機 脈沖撥號實現(xiàn)過程 平時電話線上的電壓約為 50^60 V左右。未撥號時單片機的 P3. 0,P3. 1 均輸出低電平。 撥號過程如下： 斷 通號碼字間隔時間 號碼 2 的脈沖時間tb tmtp號碼 3 的脈沖0VU (6 0V )沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 1） 單片機的 P3. 0 輸出高電平，使 TRl 導通，由于電話線路上接人了負載 R：，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機。 2） 單片機的 P3. 0 開始輸出撥號脈沖，使電話線的電壓（電平）也呈高、低變化。 1個脈沖代表撥出 1,2 個脈沖代表撥出 2,?? ,10 個脈沖代表撥出。，每個脈沖的寬度和間隔均為 100 1 位號碼后停頓 500 ms（保持 P3. 0 高電平）再撥下一位，直至全部撥完。 3） P3. 0 保持高電平（保持電話線路接通）， P3. 1 輸出 1 kHz 的報警音脈沖驅(qū)動 TR2，以 2 Hz 進行調(diào)制（即接通 1 kHz 信號。． 5 1 kHz 信號 s),這樣從接聽方的電話中就會聽到“嘟、嘟?”的報警聲。報警音的時間根據(jù)設(shè)計定為 60 so 4） 605 后 P3. 1 輸出低電平 TR2 截止，停止報警。隨后 P 冬 0 也輸出低電平，模擬掛機。完成一次報警過程。 V C CP 3 .1P 3 .0單片機 圖 脈沖撥號實現(xiàn)電路 電路設(shè)計 為了發(fā)揮單片機 強 大 的計算、控制能力，充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，這里極大地簡化了 電路，但 可實現(xiàn)以前需要幾片甚至十幾片中小規(guī)模數(shù)字電路才能完成的任務 式 。 電路原理如圖所示，共有 4 個按鍵，即 rst, ok, up, set o rst：系統(tǒng)復位鍵。 ok：輸人數(shù)據(jù)確認鍵。 up:顯示的數(shù)字增加鍵。 set。工作模式設(shè)定鍵，可設(shè)定關(guān)機、工作、輸人時間 t,、輸人時間 t2 及輸人電話號碼 5種模式。 磁性開關(guān)即為裝于門或窗口的防盜感應開關(guān)，門關(guān)閉時常開，門打開時閉合接通。當基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設(shè)計 11 然也 可改用其他的感應器件，如激光探測 、超聲波感應、熱釋電感應、主動紅外線探測或無線門磁等 ，以實現(xiàn)全方位遠 距離監(jiān)測。為了防止磁性開關(guān)離控制器較遠而產(chǎn)生引人干擾，使用了光耦 作信號傳遞，效果良好。 LED 數(shù)碼管用于工作狀態(tài)指示或輸入數(shù)據(jù)指示。 L1,L2一接龜話線， ZND 為擊穿電壓 120 V 的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。平時系統(tǒng)處于低功耗待機狀態(tài) （此時耗電僅 2 mA 左右），由電話線上取電工作，并對 V/60 mA 鎳鉻電池充電， 當輸入數(shù) 據(jù)進行設(shè)定或進行撥號報警時，耗電會達到 10 mA,這時主要由鎳鉻電池供電。由子有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會使已輸人的數(shù)據(jù)丟失。該機除用于防盜報警外，若 對軟件進行一些修改，也可通過電話線進行遠程數(shù)據(jù)傳遞。三極管T1,T2 及電阻 R R2 構(gòu)成撥號 及報警電路，其工作原理前面已作詳細介紹 。 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpR S TP 1. 0P 3. 0P 1. 1P 3. 1P 1. 2X T A L 2P 1. 3X T A L 1P 1. 4P 3. 2 P 1. 5P 3. 3P 1. 6P 3. 4P 1. 1P 3. 5VCCG N D P 3. 71234567891012131415161718192011控制輸出C O M C O MV C CC1G N D 圖 電話撥號防盜報警器電路 沈陽工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 4 程序設(shè) 計 主程序設(shè)計 主程序的工作過程為：先進行初始化工作，隨后根據(jù)輸人的鍵 值分別散轉(zhuǎn)至對應的子程序（關(guān)機、警戒工作、輸人時間 t,、輸人時間 t輸人電話號碼）循環(huán)工作。 TO 為 100 ms 定時中斷服務子程序，它實現(xiàn)精確的撥號脈沖時序。 INT0 外中斷服務子函數(shù)用于實現(xiàn)功 能選譯；而 INT1 外中斷服務 子函數(shù)則檢測防盜觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)。 主程序狀態(tài)如圖所示。 INT0 外中斷服務子函數(shù)狀態(tài)流程圖及 INT1 外中斷服務子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖所示。