【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作 ， 支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 主要性能 1． 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容； 2． 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器； 3． 1000 次擦寫(xiě)周期； 4． 全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； 5． 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 6． 32 個(gè)可編程 I/O 口線； 7． 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 8． 六個(gè)中斷源； 9． 全雙工 UART 串行通道； 10． 低功耗空閑和掉電模式； 11． 掉電后中斷可喚醒； 12． 看門狗定時(shí)器； 13． 雙數(shù)據(jù)指針； 14． 掉電標(biāo)識(shí)符 。 管腳說(shuō)明 管腳如圖 31 所示。 7 圖 31 AT89S52 管腳圖 P0口 ： 一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL邏 輯電平。對(duì) P0端口寫(xiě) “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入 ， 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8 位 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1 口 ： 一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 此外， 和 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 引腳號(hào)第二功能： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 ； T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） ； MOSI（在系統(tǒng)編程用） ； MISO（在系統(tǒng)編程用） ； SCK（在系統(tǒng)編程用） ； P2 口 ： 一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 。 P3 口 ： 一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P3 輸 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 端口引腳 第二功能： RXD(串行輸入口 )； TXD(串行輸出口 )； INTO(外中斷 0)； INT1(外中斷 1)； 8 TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0)； T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) ； WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 )； RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) ； 此外， P3口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸 出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) FLASH存儲(chǔ)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(guò)對(duì)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 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 SEN：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN） 輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然 這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 紅外遙控簡(jiǎn)介 紅外遙控使用方便，功能多．目前已廣泛應(yīng)用在電視機(jī)、 VCD、 DVD、空調(diào)等各種家用電器中，且價(jià)格便宜，市場(chǎng)上非常容易買到。如果能將遙控器上許多的按鍵解碼出來(lái)．用作單片機(jī)系統(tǒng)的輸入．則解決了常規(guī)矩陣鍵盤(pán)線路板過(guò)大、布線復(fù)雜、占用 I／ O口過(guò)多的弊病。而且通過(guò)使用遙控器，操作時(shí)可實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備的分離，從而更加方便使用。本設(shè)計(jì)采用 TC9012 為編 碼芯片的遙控器。 編碼格式 1． 0 和 1 的編碼 遙控器發(fā)射的信號(hào)由一串 0 和 1 的二進(jìn)制代碼組成．不同的芯片對(duì) 0 和 1 的編碼有所不同。通常有曼徹斯特編碼和脈沖寬度編碼。 TC9012 的 0 和 1 采用 PWM方法編碼，即脈沖寬度調(diào)制。 0 碼由 低電平和 高電平組合而成．脈沖寬度為 ． 1 碼由 低電平和 高電平組合而成．脈沖寬度為 。在編寫(xiě)解碼程序時(shí)．通過(guò)判斷脈沖的寬度，即可得到 0 或 1。 2． 按鍵的編碼 當(dāng)我們按下遙控器的按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)出一串二進(jìn)制代碼，我 們稱它為一幀數(shù)據(jù)。根據(jù)各部分的功能?？蓪⑺鼈兎譃?5 部分，分別為引導(dǎo)碼、地址碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。遙控器發(fā)射代碼時(shí)．均是低位在前。高位在后。由分析可以得到，引導(dǎo)碼高電平 9 為 ，低電平為 。當(dāng)接收到此碼時(shí)，表示一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始。單片機(jī)可以準(zhǔn)備接收下面的數(shù)據(jù)。地址碼由 8 位二進(jìn)制組成，共 256 種。圖中地址碼重發(fā)了一次。主要是加強(qiáng)遙控器的可靠性。如果兩次地址碼不相同，則說(shuō)明本幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)，應(yīng)丟棄。不同的設(shè)備可以擁有不同的地址碼。因此，同種編碼的遙控器只要設(shè)置地址碼不同，也不會(huì)相互干擾。圖中的地址碼為 十六進(jìn)制的 0EH(注意低位在前 )。在同一個(gè)遙控器中．所有按鍵發(fā)出的地址碼都是相同的。數(shù)據(jù)碼為 8 位，可編碼 256 種狀態(tài)，代表實(shí)際所按下的鍵。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過(guò)比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼．可判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確。如果數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之間的關(guān)系不滿足相反的關(guān)系．則本次遙控接收有誤，數(shù)據(jù)應(yīng)丟棄。在同一個(gè)遙控器上．所有按鍵的數(shù)據(jù)碼均不相同。數(shù)據(jù)碼為十六進(jìn)制的 0CH，數(shù)據(jù)反碼為十六進(jìn)制的 0F3H(注意低位在前 )，兩者之和應(yīng)為 0FFH。 遙控信號(hào)的解碼算法及程序編制 當(dāng)遙控器無(wú)鍵按下。紅外發(fā)射二極 管不發(fā)出信號(hào)，遙控接收頭輸出信號(hào) 1。有鍵按下時(shí)， 0 和 1 編碼的高電平經(jīng)遙控頭倒相后會(huì)輸出信號(hào) 0。由于與單片機(jī)的中斷腳相連，將會(huì)引起單片機(jī)中斷 (單片機(jī)預(yù)先設(shè)定為下降沿產(chǎn)生中斷 )。單片機(jī)在中斷時(shí)使用定時(shí)器 0 或定時(shí)器 1 開(kāi)始計(jì)時(shí)，到下一個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，即再次產(chǎn)生中斷時(shí)，先將計(jì)時(shí)值取出。清零計(jì)時(shí)值后再開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)判斷每次中斷與上一次中斷之間的時(shí)間間隔。便可知接收到的是引導(dǎo)碼還是 0 和 1。如果計(jì)時(shí)值為 9ms。接收到的是引導(dǎo)碼，如果計(jì)時(shí)值等于 ，接收到的是編碼 0。如果計(jì)時(shí)值等于 ．接收到的是編碼 1。在判斷 時(shí)間時(shí)，應(yīng)考慮一定的誤差值。因?yàn)椴煌倪b控器由于晶振參數(shù)等原因，發(fā)射及接收到的時(shí)間也會(huì)有很小的誤差。 在本 設(shè)計(jì) 中我們采用紅外一體化接收頭 HS0038， 紅外發(fā)射的信號(hào)編碼如圖 32 所示。 圖 32 紅外發(fā)射編碼示意圖 由圖 32 可以看出，紅外發(fā)射出的碼通過(guò) 38K 載波，一體化的接收頭信號(hào)端出的碼則通過(guò)內(nèi)部電 10 路解調(diào)并整形，輸出的則是數(shù)據(jù)波形。利用這種性能可以做出紅外遙控器解碼。 解碼方法如下： (1) 設(shè)外部中斷 0(或者 1)為下降沿中斷，定時(shí)器 0(或者 1)為 16 位計(jì)時(shí)器．初始值為 0。 (2) 第一次進(jìn)入遙 控中斷后，開(kāi)始計(jì)。 (3) 從第二次進(jìn)入遙控中斷起，先停止計(jì)時(shí)。并將計(jì)時(shí)值保存后，再重新計(jì)時(shí)。如果計(jì)時(shí)值等于前導(dǎo)碼的時(shí)間，設(shè)立前導(dǎo)碼標(biāo)志。準(zhǔn)備接收下面的一幀遙控?cái)?shù)據(jù)，如果計(jì)時(shí)值不等于前導(dǎo)碼的時(shí)間，但前面已接收到前導(dǎo)碼，則判斷是遙控?cái)?shù)據(jù)的 0 還是 1。 (4) 繼續(xù)接收下面的地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼。 (5) 當(dāng)接收到 32 位數(shù)據(jù)時(shí)，說(shuō)明一幀數(shù)據(jù)接收完畢。此時(shí)可停止定時(shí)器的計(jì)時(shí)，并判斷本次接收是否有效．如果兩次地址碼相同且等于本系統(tǒng)的地址，數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼之和等 0FFH，則接收的本幀數(shù)據(jù)碼有效。否則丟棄本次接收到的 數(shù)據(jù)。 (6) 接收完畢，初始化本次接收的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備下一次遙控接收。 4 4 矩陣鍵盤(pán) 由于本系統(tǒng)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤(pán)，采用的是矩陣式按鍵鍵盤(pán)。它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤(pán)，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤(pán)輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)相比，要節(jié)省很多 I/O 口。 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 N 條行線和 M 條列線，即可組成具有 N M 個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。 首先辨別鍵盤(pán)中有無(wú)按鍵按下，通過(guò)單片機(jī) I/O 口向鍵 盤(pán)送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字 FFH，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器 A 中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為 1。判斷鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵被按下是通過(guò)將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為 1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為 1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。接線如圖 33。 11 圖 33 行列式矩陣鍵盤(pán)電路示意圖 本設(shè)計(jì)中使用的這 個(gè) 4*4鍵盤(pán)不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用。按鍵的操作面板如表 31所示。 表 31 按鍵操作面板示意表 0 4 8 1 5 9 修改 2 6 刪除 3 7 確定 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定 的角度 (稱為“步距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差 (精度為 100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ vr）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（ pm）、混合式步進(jìn)電機(jī)（ hb）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 本次設(shè)計(jì)選用的是感應(yīng)子式四向四拍步進(jìn)電機(jī)。 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理 下面 通過(guò) 三相 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理 來(lái)了解步進(jìn)電機(jī)的一般工作原理 。 (1) 結(jié)構(gòu) 如圖 34所示。 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。 0、 1/3て、 2/3て ,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即 A與齒 1相對(duì)齊， B與齒 2向右錯(cuò)開(kāi) 1/3て， C與齒 3向右錯(cuò)開(kāi) 2/3て， A’與齒 5相對(duì)齊，（ A’就是 A，齒 5就是齒 1） 12 圖 34 反應(yīng)時(shí)步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) (2) 旋轉(zhuǎn) 如 A相通電， B， C相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒 1與 A對(duì)齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。如 B相通電， A， C相不通電時(shí)，齒 2應(yīng)與 B對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò) 1/3て，此時(shí)齒3與 C偏移為 1/3て，齒 4與 A偏移（て 1/3て） =2/3て。如 C相通電， A， B相不通電，齒 3應(yīng)與 C對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3て，此時(shí)齒 4與 A偏移為 1/3て對(duì)齊。如 A相通電， B， C相不通電，齒 4與 A對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3て這樣經(jīng) 過(guò) A、 B、 C、 A分別通電狀態(tài)，齒 4（即齒