【正文】 在于； 1） P3口中增加了一個與非門。 與非門有兩個輸入端：一個為口輸出鎖存器的 Q端，另一個為替代功能的控制輸出 .門的輸出端控制輸出 FET管 Q0。 2）輸出鎖存器不是從 Q而是從 Q埔引 出。 3）有兩個輸入緩沖器，替代輸入功能取自第一個緩沖器的輸出端 。I／ O 口的通用輸入信號取自第二個緩沖器的輸出端。 (2)輸出工作過程分析 1）當替代輸出功能 B 點置 1 時，輸出鎖存器的輸出可以順利通到引腳 P3． i。其工作狀況與 P1口相類似。這時 P3口的工作狀態(tài)為一 I／ O口，顯然此時該口具有淮雙向口的性質(zhì)。 2）當輸出鎖存器的輸出置 1時，替代輸出功能可以順利通到引腳 P3． i。 若替代輸出為 0 時，因與非門的 C點已置 1．現(xiàn) B 點為 o，故與非門的輸出為 1，使 Q0導通，從而使 A 點也為 0。若替 代輸出為 1 時 ,與非門的輸出為 1， Q0 截止，從而使 A點也為高電平。這時 P3口的工作狀態(tài)處于替代輸出功能狀態(tài)。 從上述分析可以看出，不論是替代輸出還是替代輸入功能時，輸出鎖存器的輸出置 1是必需的。 因此． P3口不論作替代功能輸入，還是作替代功能輸出，甚至作一般 I/()的輸入功能時，都需要向該口位輸出 1。這一點特別應該引起注意。 2． P3口的功能和特點 與 Pl口不同， P3口是一個多功能口。 (1)可作 I/O口使用，為淮雙向口。 這方面的功能與 Pl口一樣。既可以字節(jié)操作．也可以位操作；既可以 8位口操作，也可以逐位定義口線為輸入線或輸出線；既可以該引腳，也可以讀鎖存器，實現(xiàn)“讀一修改一輸出”操作。 (2)可以作為替代功能的輸入、輸出。 替代輸入功能： —— RXD，串行輸人口。 — INTo，外部中斷 0的請求。 — INTl，外部中斷 1的請求。 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 21 —— To，定時器／計數(shù)器 o外部 11救脈沖輸入。 —— T1，定時器／計數(shù)器 lAL部計數(shù)脈沖輸入。 替代輸出功能： TXD，串行輸出口。 —— WR，外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通，輸出，低電平有 效。 —— RD，外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通，輸出，低電平有效。 (3)P3口能驅(qū)動 4個 TTL負載。 串行接口 89S51中的串行口是一個全雙工的異步串行通信接口，它可作 UART(通用異步接收和發(fā)送器 )用，也可作同步移位寄存器用。 所謂全雙工的異步串行通信接口，是說該接口可以同時進行接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，因為，口內(nèi)的接收緩沖器和發(fā)送緩沖器在物理上是隔離的，即是完全獨立的?？梢酝ㄟ^訪問特殊功能寄存器 SBUF，來訪問接收緩沖器和發(fā)送緩沖器。接收緩沖器還具有雙緩沖的功能，即它在接收第一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，能接收第 二個數(shù)據(jù)字節(jié)。但是，在它完成接收第二個數(shù)據(jù)字節(jié)之后．若第一個字節(jié)仍未取走，那么該字節(jié)數(shù)據(jù)將丟失。 １ .UART串行口的結(jié)構(gòu) UART串行口可分為兩大部分：波特率發(fā)生器和串行口。 波特率發(fā)生器：主要由定時器／計數(shù)器 T T2及內(nèi)部的一些控制開關(guān)和分頻器所組成。這些已在“定時器／計數(shù)器”中介紹過了。它向串行口的時鐘信號為 TXCLOCK(發(fā)送時鐘 )和 RXCLOCK(接收時鐘 )。相應的控制波特率發(fā)生器的特殊功能寄存器有 TMOD、 TCON、 T2CON、 PCON、 TL TH TL TH2等。 串行口的內(nèi) 部包含： 1)接收寄存器 SBUF和發(fā)送寄存器 SBUF：它們在物理上是隔離的，但是占用同一個地址 —— 99H。 2)串行口控制邏輯：接受來自波特率發(fā)生器的時鐘信號 —— TXCLOCK(發(fā)送時鐘 )和 RXCLOCK(接收時鐘 )?？刂苾?nèi)部的輸入移位寄存器將外部的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)和輸出移位寄存器將內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出；還控制串行中斷 (RI和 TI)。 3)串行口控制寄存器： SCON。 4)串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳： TXD(P3． 1)為串行輸入， RXD()為串行輸出。 2．串行口的特殊功能寄存器 (1)狀態(tài)控制寄存器 SCON 串行口狀態(tài)控制寄存器 SCON是一個逐位定義的 8位寄存器，由它控制串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送，指示串行口的狀態(tài)。寄存器 SCON既可字節(jié)尋址也可位尋址，字節(jié)地址為 98H．位地址為 98H~9FH． (2)控制寄存器 PCON 控制寄存器 PCON是一個逐位定義的 8位寄存器，目前僅有幾位有定義，其中僅最高位－ SMOD與串行口控制有關(guān)，其它位與掉電方式有關(guān)。 (3)串行數(shù)據(jù)寄存器 SBUF 串行數(shù)據(jù)寄存器 SBUF包含在物理上是隔離的兩個 8位寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù) 寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器，但是它們共用一個地址一 — 99H。 寫 SBUF(MOV A， SBUF)，訪問發(fā)送數(shù)據(jù)奇存器；讀 SBUF(MOV SBUF， A)，訪問接收數(shù)據(jù)寄存器。 由于本系統(tǒng)采用的是方式 0，故對方式 0進行說明： 工作過程： ①發(fā)送：當執(zhí)行任何一條寫 SBUF的指令時，就啟動串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入 SBUF的指令時，也將 1寫入發(fā)送移位寄存器的第 9位．并使發(fā)送控制器開始發(fā)送。在這期間，內(nèi)部定時保證寫入 SBUF浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 22 與激活發(fā)送之間有一個完整的機器周期。當發(fā)送脈沖有效之后，移位寄存器的內(nèi)容由 RXD()引腳串行移位輸出；移位脈沖由 TXD()引腳輸出。在發(fā)送有效的期間，每個機器周期，發(fā)送移位寄存器右移一位，在其左邊補“ o”。當數(shù)據(jù)最高位移到移位寄存器的輸出位時，原寫入第 9位的‘ 1”正好移到最高值的左邊一位，由此向左的所有位均為 0，這標志著發(fā)送控制器要進行最后一次移位，并撤銷發(fā)送有效，同時使發(fā)送中斷標志 TI置位。 ②接收：當 REN＝ 1且接收中斷標志 RI位清除時，即啟動一次接收過程。在下一機器周期．接收控制器將“ 11111110”寫入接收移位寄存器，并在下一時鐘周期內(nèi)激發(fā)接收有效，同時由 TxD()引腳輸出移位脈沖。在移位脈沖控制下，接收移位寄存器的內(nèi)容每一個機器周期左移一位，同時由RxD()引腳接收一位輸入信號。 中斷系統(tǒng) 一：中斷：程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件打斷程序的執(zhí)行 ,使其轉(zhuǎn)向為處理外部或內(nèi)部事件的 中斷服務程序中去；完成中斷服務程序后， CPU 繼續(xù)原來被打斷的程序， 這樣的過程稱為中斷過程。 二：中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。 89S51中五個中斷源； 89S52中增多了一個中斷源 定時器 /計數(shù)器 T2，即有六個中斷源。 (1)INTO非（ ） 外部中斷 0。當 IT0(TCON)=0時，低電平有效；當 IT0(TCON)=1時，下降沿有效。 (2)INT1（ ） —— 外部中斷 1。 IT1()=0時 , 低電平有效 .當 IT1()=1時 ,下降沿有效。 (3)TF0()—— 定時器 /計數(shù)器 T0溢出中斷。 (4)TF1（ ） —— 定時器 /計數(shù)器 T1 溢出中斷。 (5)RX,TX—— 串行中斷。 中斷矢量地址見表： 中斷源 中斷矢量地址 外部中斷 0(INT0非 ) 0003H 定時器 /計數(shù)器 0(T0) 000BH 外部中斷 1(INT1非 ) 0013H 定時器 /計數(shù)器 1(T1) 001BH 串行口 (RI、 TI) 0023H 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 23 3 無線射頻電路設計 無線射頻收發(fā)電路是這個系統(tǒng)的重要組成部分，電路射頻性能好壞直接影響到系統(tǒng)的設計的成敗。所以本系統(tǒng)的無線射頻芯片選用挪威 Nordic VLSI 公司最新推出的單芯片 RF 收發(fā)芯 片。 nRF401 系列高速單片無線收發(fā)芯片為短距離無線數(shù)傳應用提供了較好的解決辦法，由于采用了低發(fā)射功率和高接收靈敏度的設計，因而可滿足無線管制要求，使用無需許可證，是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇，可廣泛用于遙控裝置、工業(yè)控制、無線通信、電信終端、車輛安全、自動測試、家庭自動化、報警和安全系統(tǒng)等。 nRF401 芯片簡介 nRF401 是挪威 Nordic VLSI 公司最新推出的單芯片 RF 收發(fā)機，采用藍牙核心技術(shù)，專為在433MHz ISM (工業(yè)、科研和醫(yī)療 ) 頻段工作而設計。在一個 20 腳的芯 片中集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL 合成、 FSK 調(diào)制、 FSK 解調(diào)、雙頻道切換等功能，是目前集成度最高的無線數(shù)傳產(chǎn)品。 以往設計無線傳輸產(chǎn)品往往需要相當高的無線電專業(yè)知識和昂貴的專業(yè)設備，傳統(tǒng)的電路方案不是電路繁瑣就是調(diào)試困難，令人望而卻步，影響了用戶的使用和新產(chǎn)品的開發(fā)， nRF 是人們擺脫了無線產(chǎn)品設計的困難，它采用抗干擾能力強的 FSK 調(diào)制方式，工作頻率穩(wěn)定可靠，外圍元件少 ，便于設計生產(chǎn)，功耗極低，適合于便攜及手持產(chǎn)品的設計，由于用了低發(fā)射功率，高接受靈敏度設計，滿足了無線管制要求，無需使用許可證， 是目前低功率無線傳輸?shù)睦硐脒x擇，可廣泛用于遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡、無線抄表、門禁系統(tǒng)小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無線標簽、身份識別、非接觸 RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機器人控制、無線 232 數(shù)據(jù)通信、無線 485/422 數(shù)據(jù)通信、無線數(shù)字語音、數(shù)字圖象傳輸?shù)取? 其主要特性如下 : ●工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段 ● FSK 調(diào)制，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合； ●采用 PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好； ●靈敏度高，達到 105dBm（ nRF401）； ●功耗小，接收狀態(tài) 250μ A，待機狀態(tài)僅為 8 μ A（ nRF401）； ●最大發(fā)射功率達 +10dBm ； 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 24 ●低工作電壓（ ），可滿足低功耗設備的要求； ●具有多個頻道，可方便地切換工作頻率 ； ●工作速率最高可達 20Kbit/s（ RF401）； ●僅外接一個晶體和幾個阻容、電感元件，基本無需調(diào)試； ●因采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設計，使用無需申請許可證，開闊地的使用距離最遠可達1000 米 (與具體使用環(huán)境及元 件參數(shù)有關(guān) )。 nRF401 接收機使用具有較強抗干擾能力的 FSK 頻移鍵控 (FrequencyShiftKeying)調(diào)制方式，改善了噪聲環(huán)境下的系統(tǒng)性能；采用 DSS+PLL 頻率合成技術(shù)， 工作頻率穩(wěn)定可靠。與 ASK 幅移鍵控(AmplitudeShiftKeying)和 OOK 開關(guān)鍵控 (OnOff Keying)方式相比，這種方式的通信范圍更廣，特別是在附近有類似設備工作的場合 。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 nRF401 內(nèi)部框圖與外圍元件 nRF401 無需外接昂貴的變?nèi)荻O管，而其他競爭產(chǎn)品大多需要外接變?nèi)荻O管、聲表面波濾波器件等。這些芯片一般需要進行曼徹斯特編碼后才能傳輸，在編程上會需要較高的技巧和經(jīng)驗，需要更多的內(nèi)存和程序容量，并且曼徹斯特編碼大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，一般僅能達到標稱速率（實際速率）的1/3,因此大大增加了軟件的工作量和產(chǎn)品開發(fā)的難度。而 nRF401 系列獨特的技術(shù)可以直接傳送單片機串口數(shù)據(jù)，應用及編程非常簡單，抗干擾能力強，傳送的效率很高，且使用很方便。 nRF401 采用小型20 引腳 SSOP 封裝，管腳數(shù)和體積最小， 采用非常緊湊的電路板布局，有利于減少 PCB面積，降低成本，適合便攜式產(chǎn)品的設計，也有利于開發(fā)和生產(chǎn)。 3V 直流電源供電。接收電流低，僅為 11mA，而且在輪流檢測（ Polling）模式時可以通過周期性暫停的方法使其更低，以延長電池壽命。它還提供進一步降低電流消耗的待機模式。表 2 為其部分管腳說明。 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 25 nRF401 應用說明 電氣特性 測試條件： VDD = +3V DC, VSS = 0V, TA= 25 C to +85 C 表 nRF401 電氣特性圖 浙江科技學院畢業(yè)設計（論文） 26 工作 模式時序 不同工作下的時序如下表 表 nRF401 工作