【正文】 P3口。除作為準(zhǔn)雙向 I/O口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且 P3口的每一條引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。以下為控制線：1) ALE/PROG(30腳)：地址鎖存有效信號輸出端。ALE 在每個機(jī)器周期內(nèi)輸出兩個脈沖。在訪問片外程序存儲器期間，下降沿用于控制鎖存 P0輸出的低 8位地址；在不訪問片外程序存儲器期間，可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。但要注意，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，ALE 脈沖會跳空一個，此時作為時鐘輸出就不妥了對于片內(nèi)含有EPROM的機(jī)型，在編程期間，該引腳用作編程脈沖 PROG的輸入端。2) PSEN(29腳)：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機(jī)器周期該信號兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線 P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，PSEN 信號將不出現(xiàn)。3) RST/VPD(9腳)：RST 即為 RESET，VPD 為備用電源。該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電壓就可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時考慮到振蕩器有一定的起振時間，該引腳上高電平必須持續(xù) 10 ms以上才能保證有效復(fù)位。當(dāng) VCC發(fā)生故障降低到低電平規(guī)19 / 51定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD(+5 V)為內(nèi)部 RAM供電，以保證 RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。4) EA/VPP(31腳)：EA 為片外程序存儲器選用端。該引腳有效(低電平)時，只選用片外程序存儲器， EPROM的機(jī)型，在編程期間，此引腳用作 21 V編程電源 VPP的輸入端。綜上所述，MCS51 系列單片機(jī)的引腳可歸納為以下兩點：1) 單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳都具有第二功能。2) 單片機(jī)對外呈現(xiàn) 3總線形式，由 PP0 口組成 16位地址總線；由 P0口分時復(fù)用為數(shù)據(jù)總線；由 ALE、PSEN、RST、EA 與 P3口中的 INT0、INTT0、TWR、RD 共 10個引腳組成控制總線；由于是 16位地址線，因此，可使片外存儲器的尋址范圍達(dá)到 64 KB。由于 8031 片內(nèi)只有很小的 RAM，沒有 ROM，所以本系統(tǒng)擴(kuò)展了一片程序存儲器EPROM2716 和一片靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器 6116，擴(kuò)展電路見圖 與圖 。1）程序存儲器擴(kuò)展單片機(jī)擴(kuò)展外部程序存儲器時，利用 P0 口加鎖存器作為低 8 位地址線，P2 口作為高8 位地址線，可訪問的外部 ROM 地址空間為 064KB。用外部程序存儲器“讀寫”控制線 來區(qū)分使用的是外部數(shù)據(jù)存儲器還是外部程序存儲器。8031 的片外程序讀控制PSEN端 與程序存儲器 2716 的輸出允許端 端相連，當(dāng) 有效時，2716 中的指OEPSN令或數(shù)據(jù)則被讀入 8031 的 P0 口。由于 8031 無內(nèi)部程序存儲器，只能使用外部程序存儲器，故此時 必須接地。因只擴(kuò)展了一片程序存儲器，故 2716 的片選端 接地。A CE2716 是 2K8 位 EPROM 芯片，有 11 根地址線，低 8 位地址線通過 74LS373 與 8031 的圖 程序存儲器擴(kuò)展電路P0 口相連，高三位地址線直接與 8031 的 相連，其尋址范圍為 0000H07FFH。2）數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展由于系統(tǒng)運(yùn)行時需要不斷地采集溫度，僅靠內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器（RAM）是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為此擴(kuò)展了一片數(shù)據(jù)存儲器 6116。6116 的地址線和數(shù)據(jù)線接法與程序存儲器 2716相同，6116 的寫允許線 和讀允許線 分別接 8031 的 （）和 （） ，WEOWRD從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲器的讀寫操作。由于只擴(kuò)展了一片 6116，故 6116 的片選端 接地。CE外部 RAM 的讀寫指令為：MOVX A, @DPTR 。 讀指令MOVX @DPTR, A 。 寫指令 本系統(tǒng)中的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，檢測到的值經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換送入系統(tǒng)，進(jìn)行必要的處理或存儲。本節(jié)重點介紹 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 與 8031 的接口電路（見圖 ）及相關(guān)程序。ADC0809模擬輸入部分有 8路多路開關(guān)，可由 3位地址輸入 ADDA、ADDB、ADDC 的不同組合來選擇，ALE 為地址鎖存信號，高電平有效，鎖存這三條地址輸入信號。主體部分是圖 ADC0809接線圖21 / 51采用逐次逼近式的 A/D轉(zhuǎn)換電路，由 CLK控制的內(nèi)部電路的工作,START 為啟動命令，高電平有效，啟動 ADC0809內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號 EOC有效，OE 為輸出允許信號，高電平有效，打開輸出三態(tài)緩沖器,把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送 DB。圖 ：8031的 ALE把低 8位地址信號鎖存在 74LS373里。74LS373 輸出的低 3位加到ADC0809的 C、B、A，作為通道編碼。 與 ADC0809的 ALE和 START引腳上。ADC0809 的 ALE上的正脈沖把通道編碼 C、B、A 輸入并鎖存，用于選擇對應(yīng)通道。START 的上升沿清除 ADC0809的逐次逼近寄存器，下跳變啟動A/D轉(zhuǎn)換。在 A/D轉(zhuǎn)換期間，EOC=0，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC 為高電平。ADC0809 與 8031 單片機(jī)的連接采用中斷方式。啟動 ADC0809 的過程是：先送通道號地址到 ADDA，ADDB 和 ADDC；由 ALE 信號縮存通道號地址后，讓ＳＴＡＲＴ有效；啟動Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換，即執(zhí)行一條“MOVX @DPTR,A”指令產(chǎn)生 WR 信號，使 ALE 和START 有效；鎖存通道號并啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。A/D 轉(zhuǎn)換完畢，EOC 端發(fā)出一正脈沖，申請中斷。在中斷服務(wù)程序中， “MOV A,@DPTR”指令產(chǎn)生 RD 信號，使 OE 端有效，打開輸出鎖存器三態(tài)門，８位數(shù)據(jù)便讀入到ＣＰＵ中．將讀數(shù)依次存放在片外數(shù)據(jù)存儲器 6116的 A0A7H 單元．其主程序和中斷服務(wù)程序如下：1）數(shù)據(jù)存儲器 6116由于 8031內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器有限，不能滿足溫度采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲要求，故以 8031為核心擴(kuò)展了一片靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器 6116。該芯片容量為 2KB，有 24個引腳，其引腳排列如圖 ，各引腳功能如下：A0A14：地址輸入線；D0D7：雙向數(shù)據(jù)線（輸出有三態(tài)）；：讀選通信號輸入線，低電平有效；OE：寫選通信號輸入線，低電平有效；WVCC：工作電壓，+5V；GND：線路地；關(guān)于 RAM6116的工作方式在表 。2）程序存儲器 2716本系統(tǒng)設(shè)計中擬擴(kuò)展一片 Intel公司的 NMOS型外部程序存儲器（EPROM）2764。與NMOS型對應(yīng)的是 CMOS型，它們都與 TTL兼容，其差別是 CMOS型 EPROM的讀取時間更短，消耗功率更小，例如，27C256 的最大工作電流是 30mA，而 27256的最大工作電流是75mA，更多的具體參數(shù)可參閱相關(guān)資料。2716 程序存儲器為 24管腳的芯片，存儲容量為8KB，引腳排列如圖 ，各引腳功能說明如下：A0A12：地址輸入線；O0O7：三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗時為數(shù)據(jù)輸出線，編程時為數(shù)據(jù)輸入線。維持或編程禁止時呈高阻抗；PGM：編程脈沖輸入線；Vpp：編程電壓輸入線，Vpp 的值因芯片型號和制造廠商而異；Vcc：主電源輸入線，Vcc 一般為+5V；3）鎖存器 74LS373地址鎖存器就是一個暫存器，它根據(jù)控制信號的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。8031數(shù)據(jù)和低 8位地址總線采用分時復(fù)用操作方法，即用同一總線既傳輸數(shù)據(jù)又傳輸?shù)刂贰．?dāng)微處理器與存儲器交換信號時，首先由 CPU發(fā)出存儲器地址，同時發(fā)出允許鎖存信號 ALE給鎖存器，當(dāng)鎖存器接到該信號后將地址/數(shù)據(jù)總線上的地址鎖存，隨后才能傳表 RAM6116工作方式表CEWOE方式 功能0 0 1 寫入 D7D0數(shù)據(jù)寫入 61160 1 0 讀出 讀 6116數(shù)據(jù)到 D7D01 X X 未選中 D7D0輸出高阻態(tài)圖 6116 管腳圖圖 2716 管腳圖23 / 51輸數(shù)據(jù)。74LS373 是一種典型的電平觸發(fā) 8D鎖存器，三狀態(tài)輸出。當(dāng) CP=1時，D7D0 進(jìn)入鎖存器，當(dāng) CP=0數(shù)據(jù)被鎖存。4）8 位 AD 轉(zhuǎn)換器ADC0809將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。A/D 轉(zhuǎn)換的作用是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號，因此，A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼 4個過程。在實際電路中，這些過程有的是合并進(jìn)行的，例如，取樣和保持，量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同時實現(xiàn)的。在本系統(tǒng)中，我采用常見的AD0809 轉(zhuǎn)換器。AD0809 的邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖 38所示。它由一個 8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分表 ADC0809 真值表ALE C B A 選擇通道 說明1 000 IN01 001 IN11 010 IN21 011 IN31 100 IN41 101 IN51 110 IN61 111 IN70 XXX X表示任意值時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng) OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。引腳結(jié)構(gòu) ADC0809為 28引腳芯片，其引腳圖如圖 。具體說明如下：IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道；ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 A,B,C與 ALE：地址輸入和控制線（4 條）； ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A，B，C 三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和 C為地址輸入線，用于選通 IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如表。D7D0與 OE,EOC,ST：數(shù)字量輸出及控制線（11 條）； ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng) ST上跳沿，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng) EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。圖 ADC0809結(jié)構(gòu)圖圖 ADC0809引腳圖25 / 51OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK：為時鐘輸入信號線；因 ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。ADC0809應(yīng)用說明 ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51單片機(jī)直接相連，初始化時，使 ST和 OE信號全為低電平，送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A，B，C 端口上， 在 ST端給出一個至少有 100ns寬的正脈沖信號，是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC信號來判斷，當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。8031 單片機(jī)8031 和 8051 是最常見的 mcs51 系列單片機(jī)，是 inter 公司早期的成熟的單片機(jī)產(chǎn)品，應(yīng)用范圍涉及到各行各業(yè),下面介紹一下它的引腳資料。8031,8051 引腳功能（1）主電源引腳 Vss 和 Vcc， Vss 接地 Vcc 正常操作時為+5 伏電源，外接晶振引腳 XTAL1 和XTAL2XTAL1 內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時，此引腳接地。 XTAL2 內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當(dāng)采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源?？刂苹蚺c其它電源復(fù)用引腳RST/VPD，ALE/ ， 和 /Vpp， RST/VPD 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期的高電平（由低到高跳變） ，將使單片機(jī)復(fù)位在 Vcc 掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 VPD 向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。ALE/ 正常操作時為ALE 功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的 ）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖，ALE 端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個 LSTTL 電路。 對于 EPROM 型單片機(jī)，在 EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（ 功能） ，外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲取指令（或數(shù)據(jù)）期間， 在每個機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。 同樣可以驅(qū)動八LSTTL 輸入。 /Vpp 、 /Vpp 為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當(dāng) /Vpp 為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當(dāng) /Vpp 為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPROM 型單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，此引腳上加 21 伏 EPROM 編程電源（Vpp ） 。IC80318031/8051/8751 引腳功能： Vcc:+5V 電源電壓。