基于51單片機的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)-資料下載頁
2025-06-28 00:14本頁面
【正文】 內(nèi)部都有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為SFR中的一個，因此CPU數(shù)據(jù)從并行I/O口輸出時可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖，但他們在功能和用途上的差異很大，P0和P2口內(nèi)部均有個受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用I/O口以外還具有特殊的功能，P0口通常用做通用I/O口為CPU傳送數(shù)據(jù)，P2口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能，除P0口以外其余三個都是準雙向口。8051有一個全雙工串行口，這個串行口既可以在程序下把CPU的8位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進來變成并行數(shù)據(jù)給CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單獨進行也可以同時進行。8051的 串行發(fā)送和接收利用了P3口的第二功能，串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器SCON，電源及波特率選擇寄存器PCON和串行緩沖寄存器SBUF，他們都屬于SFR，PCON和SCON用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，SBUF用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。3. 2. 2. 2 工作方式它的工作方式可以分做復位，掉電和低功耗方式等。一、 復位方式當MCS5l系列單片機的復位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。 根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關(guān)復位。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。常用的上電復位電路如圖 (315a)中左圖所示。圖中電容C1和電阻R1對電源十5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達到上電復位的操作功能，如圖 (315a)中所示。上電或開關(guān)復位要求電源接通后，單片機自動復位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復位。常用的上電或開關(guān)復位電路如圖 (315b)所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復位的操作。 根據(jù)實際操作的經(jīng)驗，下面給出這兩種復位電路的電容、電阻參考值。 圖(316a)中：Cl＝1030uF，R1＝1kO 圖(316b)中：C：＝1uF，Rl＝lkO，R2＝10kO3. 2. 3數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護單片機系統(tǒng)內(nèi)的RAM數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動保護RAM中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，當電源恢復正常供電后能恢復到掉電前的工作狀態(tài)。3. 2. 4系統(tǒng)時鐘的設(shè)計時鐘電路是用來產(chǎn)生8031單片機工作時所必須的時鐘信號，8031本身就是一個復雜的同步時序電路，為保證工作方式的實現(xiàn)，8031在唯一的時鐘信號的控制下嚴格的按時序執(zhí)行指令進行工作 ，時鐘的頻率影響單片機的速度和穩(wěn)定性。通常時鐘由于兩種形式：內(nèi)部時鐘和外部時鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。MCS51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器電路中的CC2的選擇在30PF左右，但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。～12MHZ之間，頻率越高單片機的速度就越快，但對存儲器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。圖319系統(tǒng)時鐘3. 3 顯示的設(shè)計3. 3. 1 顯示電路 在單片機應用系統(tǒng)設(shè)計中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。本設(shè)計是利用MCS51的串行口實現(xiàn)鍵盤/顯示器接口。 當MCS51的串行口未作它用時，使用MCS51的串行口來外擴鍵盤/顯示器。應用8031的串行口方式0的輸出方式，在串行口外接移位寄存器74LS164，構(gòu)成鍵盤/顯示器接口.74LS138的Y0作為鍵輸入線，Y2作為同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是CPU不必頻繁的為顯示服務，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設(shè)計比較簡單，從而使單片機有更多的時間處理其他事務。4程序及設(shè)計溫度控制主程序的設(shè)計應考慮以下問題：（1）鍵盤掃描、鍵碼識別和溫度顯示；（2）溫濕度采樣，數(shù)字濾波；（3）越限報警和處理；（5）溫度標度轉(zhuǎn)換。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和T0中斷服務程序兩部分組成。標度變換：目的是要把實際采樣的二進制值轉(zhuǎn)換成BCD形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū)34H3BH。對一般線性儀表來說，標度變換公式為： 式中：A0為一次測量儀表的下限；Am為一次測量儀表的上限；AX為實際測量值；N0為儀表下限所對應的數(shù)字量；Nm為儀表上限所對應的數(shù)字量；NX為測量所得數(shù)字量。主程序流程圖： T0中斷流程圖：溫度采樣子程序流程圖：鍵掃描程序流程圖：參考文獻1 張琳娜，劉武發(fā)．傳感檢測技術(shù)及應用．中國計量出版社，19992 沈德金，陳粵初．MCS51系列單片機接口電路與應用程序?qū)嵗本┖娇蘸教齑髮W出版社,19903 ,19964 ,5 何立民．MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設(shè)計．北京航空航天大學出版社，1990．16 ,7 張毅剛、彭喜元、姜守達、喬立巖．新編MCS51系列單片機應用設(shè)計．哈爾濱工業(yè)大學出版社， 8 ,1989 9 ,1995 25
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