【文章內(nèi)容簡介】 有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向 I/0 引腳。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。 P3口緩沖器可吸收 20mA 電流。用作輸入時 ,被外部拉低 P3 口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P3口還用于實現(xiàn) AT89C2051 的各種功能 ,如下表 33 所示。 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 4. RST：復(fù)位輸入。 RST 一旦變成高電平 ,所有的 I/O 引腳就復(fù)位到 “1” 。當(dāng)振蕩器正在運行時 ,持續(xù)給出 RST 引腳兩個機器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個機器周期需12 個振蕩器或時鐘周期。 5. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。 6. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 10 表 33 P3 口的功能 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時器 0外部輸入 ) T1(定時器 1外部輸入 ) 單片機中斷系統(tǒng)介紹 中斷是指當(dāng)計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些急需處理的事件， CPU 暫時中止當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行服務(wù)程序，以對發(fā)生的更緊迫的事件進行處理，待處理結(jié)束后， CPU自動返回原來的程序執(zhí)行 AT89C52 系列單片機的系統(tǒng)有 5 個中斷源， 2 個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。由片內(nèi)特殊功 能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU 是否響應(yīng)中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器 IP 安排各優(yōu)中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內(nèi)各終端同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。 采用的外部中斷方式包括外部中斷 0 和外部中斷 1，它們的中斷請求信號分別由單片機引腳 0INT / 和 1INT / 輸入 。 外部中斷請求有兩種信號方式：電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式的中斷請求是低電平有效。只要在 0INT 和 1INT 引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷方式。脈沖觸發(fā)方式的中斷請求則是脈沖的負(fù)跳變有效。在這種方式下，在兩個相鄰機器 周期內(nèi)，0INT 和 1INT 引腳電平發(fā)生變化，即在第一個機器周期內(nèi)為高電平，第二個機器周期內(nèi)為低電平，就激活外部中斷。由此可見，在脈沖方式下，中斷請求信號的高電平和低電平狀態(tài)都應(yīng)至少維持一個機器周期，以使 CPU 采樣到電平狀態(tài)的變化，本次設(shè)計所采用的觸發(fā)方式為脈沖觸發(fā)方式。 單片機定時器 /計數(shù)器功能介紹 AT89C52 單片機定時器 /計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。 TMOD 用于設(shè)置其工作方式； TCON 用于控制其啟動和中斷請求。 TMOD 工作方式寄存器 TMOD 用于設(shè)置定時 /計數(shù)器的工 作方式。 GATE：門控制。 GATE=0 時，只要用軟件使 TCON 中的 TR0 或 TR1 為 1，就可以啟動定時 /計數(shù)器工作； GATE=1 時，要用軟件 TR0 或 TR1 為 1，同時外部中斷引腳 0INT 或 1INT 也為高電平時，才能啟動定時 /計數(shù)器工作。 11 C/T ：定時 /計數(shù)模式選擇位。 C/T =0為定時模式； C/T =1 時為計數(shù)模式。 M1M2：工作方式設(shè)置位。定時 /計數(shù)器有 4種工作方式，由 M1M2 進行設(shè)置。 本次設(shè)計 TMOD 為 90H，即選通定時 /計數(shù)器為 定時功能、工作方式 16 位定時 /計數(shù)器。 TCON TF1（ ）定時 /計數(shù)器 T1 溢出中斷請求標(biāo)志位。定時 /計數(shù)器 T1 計數(shù)溢出時由硬件自動置 TF1 為 1。 CPU 響應(yīng)中斷后 TF1 由硬件自動清零。 T1 工作時， CPU 可隨時查詢TF 的狀態(tài)。所以， TF1 可用作查詢測試的標(biāo)志。 TF1 也可以用軟件置 1 或清零，同硬件置1或清零的效果一樣。 TR1（ ）定時 /計數(shù)器 T1 運行控制位。 TR1置 1時，定時 /計數(shù)器 T1 開始工作；TR1 置 0 時，定時 /計數(shù)器 T1停止工作。 TR1 由軟件置 1或清 0。 TF0（ ）定時 /計數(shù)器 T0 溢出中斷請求標(biāo)志位。 TR0（ ）定時 /計數(shù)器 T0 運行控制位。 霍爾傳感器的測溫原理 在信號脈沖發(fā)生源上，本系統(tǒng)采用的是 開關(guān)型霍爾傳感器 。 以磁場作為媒介，利用霍爾傳感器可以檢測多種物理量，如位移、振動、轉(zhuǎn)速、加速度、流量、電流、電功率等。它不僅可以實現(xiàn)非接觸測量，并且采用永久磁鐵產(chǎn)生磁場，不需附加能源。另外霍爾傳感器尺寸小、價格便宜、應(yīng)用電路簡單、性能可靠，因而獲得極為廣泛的應(yīng)用。除了直接利用霍爾傳感器外，還利用它開發(fā)出各種派生的傳感器。 金屬或半導(dǎo)體薄片的兩個端面通以控制電流 Ic，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強度為 B的 磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電勢 Uh，稱為霍爾電勢或霍爾電壓(如圖 l 所示 )?；魻栯妱?Uh=KhIcB(其中 Kh為霍爾元件靈敏度，它與所用的材料及幾何尺寸有關(guān) )。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，而用這種效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件。由于霍爾元件輸出的電壓信號較小，并且有一定溫度誤差，目前已較少直接使用霍爾元件作傳感器?；魻杺鞲衅髟韴D如圖 34所示。 圖 34 霍爾傳感器磁場 效應(yīng) 12 本系統(tǒng)采用開關(guān)型霍爾傳感器 A04E。 開關(guān)型霍爾傳感器是一種集成傳感器，它內(nèi)部含有霍爾元件、放大器、穩(wěn)壓電源、帶一定滯后特性的比 較器及集電極開路輸出部分等，如圖 35所示。 圖 35 開關(guān)型霍爾傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 開關(guān)型霍爾傳感器的工作特性如圖 36 所示 。 圖 36 開關(guān)型霍爾傳感器工作特性 當(dāng)外加的磁感應(yīng)強度超過動作點 Bop 時，傳感器輸出低電平，但磁感應(yīng)強度降到動作點 Bop以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點 BRE 時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健?Bop 與 Bre 之間的滯后 (或稱為回差 )使開關(guān)動作更為可靠。 圖 37 霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖 霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖 37 如下。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁 鋼，霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉(zhuǎn)動一圈霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產(chǎn)生脈沖的頻率，就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。同樣道理，根據(jù)圓盤 (車輪 )的轉(zhuǎn)速，再結(jié)合圓盤的周長就是計算出物體的位移。如果要增加測量位移精度，可以在圓盤 (車輪 )上多增加幾個磁鋼。 由于傳感器內(nèi)部為集電極開路輸出，所以需外接一個上拉電阻，其阻值與電源電壓大 13 小有關(guān)，一般取 1～ 2k，如圖 38所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 30 M a y 20 09 S he e t of F i l e : E : \畢業(yè)設(shè)計 單片機測速 \ t a ng l e i .dd b D r a w n B y :RL 2KS N H123V C CV ou t 圖 38 傳感器輸出電路 存儲器電路 AT24C02 是美國 ATMEL 公司的低功耗 CMOS 串行 EEPROM，它是內(nèi)含 2568 位存儲空間，具有工作電壓寬（ ～ ）、擦寫次數(shù)多（大于 10000 次）、寫入速度快（小于 10ms）等特點。 AT24C02 的 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在 AT89C2051 試驗開發(fā)板上它們都接地，第 8 腳和第 4 腳分別為正、負(fù)電源。第 5 腳 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 I2C 總線串行傳送，在 AT89C2051 試驗開發(fā)板上和單片機的 連接。第 6腳 SCL 為串行時鐘輸入線，在 AT89C2051試驗開發(fā)板上和單片機的 連接。SDA 和 SCL 都需要和正電源間各接一個 的電阻上拉。第 7腳需要接地。 AT24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達 8 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 AT24C02 是 CMOS2048 位串行 E2PROM，在內(nèi)部 的 組織成 2568 位。 AT24C02 的特點是具有允許在簡單的二線總線上工作的串行接口和軟件協(xié)議。在本設(shè)計中用芯片 AT24C02 的SDA 端與單片機的 口相連， SCL 端與單片機的 口相連。因為在這個 I2C 總線上只有一個器件，所以把 AT24C02 的地址設(shè)為 000，即把 A0、 A A3都接地。單片機計算出來的里程數(shù)據(jù)通過 SDA、 SCL 向 AT24C02 輸送數(shù)據(jù)。單片機首先向 AT24C02 發(fā)送寫信號，當(dāng)確認(rèn)后從單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)儲存單元提取數(shù)據(jù)然后向 AT24C02 的內(nèi)部地址傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)顯示里程時，單片機首先向 AT24C02 發(fā)送讀信號，然后確認(rèn)后，單片機從 AT24C02 內(nèi)部的地址向單片機的讀出單元字節(jié)讀出數(shù)據(jù)，供顯示所用。 與單片機的接口如圖 39所示。 14 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 31 M a y 20 09 S he e t of F i l e : E : \畢業(yè)設(shè)計 單片機測速 \ t a ng l e