【正文】 (LPH)(LPL)送 (PH)(PL) (7FH)置 1 HPL送 PL； HPH送 PH LPL加 1 PL送 LPL； PH送 LPH (PL)(PH)乘 40H 7FH 是 1？ 0FFFFH減 (PL)(PH) PL送 LPL； PH送 LPH LPH加 1 10H送 TMOD 開始 L。 R2送 A CY_DAT送 DPTR。 去電信號 發(fā)生子程序的流程圖如下所示： 27 圖 42 去電信號 發(fā)生子程序流 程圖 黑白名單區(qū)分 子程序 這部分程序完成對 黑白去電信號的區(qū)分 。其中 R 為相位累加器的內(nèi)容 ， 去電信號 查詢表的輸出經(jīng) DAC 變換在經(jīng)過濾波后就得到所需要的 去電輸出 信號。因此 ，它又被稱為波形合成技術(shù)。實(shí)現(xiàn)控制全部采樣點(diǎn)的輸出周期，從而改變 去電信號 頻率。通過軟件計(jì)算，將 去電 輸出信號頻率值轉(zhuǎn)換為采樣點(diǎn)的輸出間隔時間，用 89C51內(nèi)部的計(jì)數(shù) /定時器 1代替相位累加器實(shí)現(xiàn)相位累加功能，并為使輸出頻率范圍達(dá)到最大，采用定時計(jì)數(shù)的方式 1，即使之成為 16位累加器。因?yàn)樵撓到y(tǒng)所產(chǎn)生的 去電信號 范圍主要集中在低頻段，所以在 去電 信號產(chǎn)生方面系統(tǒng)采用了 DDS(直接數(shù)字頻率合成 )技術(shù)：用隨機(jī)讀寫存儲器 RAM存儲所需 去電信號 的量化數(shù)據(jù)，按照不同頻率變化要求以頻率控制字 K為步進(jìn)，對相位增量進(jìn)行累加，以累加相位值作為地址碼讀取存放在存儲器內(nèi)的 去電信號 數(shù)據(jù)，再經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換和濾波即可得到所需 去電 信號 。 采用軟件編程的方法來產(chǎn)生 去電 信號，即將 去電信號 的一個周期波形量化，編程數(shù)組放在存儲器中，輸出時按照順序調(diào)來產(chǎn)生 去電信號 ，這比傳統(tǒng)的對 去電信號 進(jìn)行硬件濾波來實(shí)現(xiàn) 白名單去電 輸出的方法節(jié)約了硬件資源，降低了成本，提高了系統(tǒng)的性價 。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況，軟件設(shè)計(jì)應(yīng)具備如下功能： (1) 系統(tǒng)初始設(shè)置。另外由于電路中有多個按鍵，還另外設(shè)計(jì)了防抖動程序來防止干擾。模塊化程序設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)，就是在程序設(shè)計(jì)全過程中，必須使計(jì)算機(jī)算法與程序的控制結(jié)構(gòu)完全實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。 24 第 4 章 電路的軟件設(shè)計(jì) 軟件程 序內(nèi)容 模塊化程序設(shè)計(jì)方法，歸根結(jié)底是設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的計(jì)算機(jī)程序，這種方法根據(jù)所要完成的程序設(shè)計(jì)任務(wù)，將總體任務(wù)分成幾個易于實(shí)現(xiàn)的子程序模塊，然后將這些子程序模塊有機(jī)的組合起來，得到所需要的程序。首先介紹了單片機(jī)的復(fù)位電路和時鐘電路；其次介紹了 按鍵 電路；最后對系統(tǒng)的 模數(shù)轉(zhuǎn)換 及 去電 輸出電路進(jìn)行了介紹。它由兩級 RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路組成，其中第一級電容 C接至輸出端，引入適量的正反饋，以改善幅頻特性。所以采用兩級比較合適。任何高階濾波器均可以用較低的二階 RC有濾波器級聯(lián)實(shí)現(xiàn) 。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。可用在信息處理、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運(yùn)算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于低頻范圍。 低通濾波器是用來通過低頻 白名單去電 信號衰減或抑制高頻 黑名單去電 信號 。 DAC0832 芯片 的主要特性為： (1) 分辨率 8 位； (2) 電流輸出，穩(wěn)定時間為 l S? ； (3) 可雙緩沖、單緩沖或直接數(shù)字輸入； (4) 只需在滿量程下調(diào)整其線性度； (5) 單一電源供電 (+5～ +15v)； (6) 低功耗， 20mW。 模數(shù)轉(zhuǎn)換 器的選用主要看其性能指標(biāo)是否與應(yīng)用系統(tǒng)相適應(yīng)。鍵盤未按下時與地接通，輸出為低電平；按下時與電源接通，變?yōu)楦唠娖?，并輸入?8255A 的相應(yīng)端口。這 12 鍵與 8255A 的 PB 口和 PC 口的高四位相連。 鍵盤電路如下圖所示： 圖 35 鍵盤接口電路 22 鍵盤是人機(jī)交互的窗口，通過鍵盤實(shí)現(xiàn)人對設(shè)備的控制和設(shè)置。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時，延時 1020ms 再查詢是否有鍵按下，若沒有鍵按下，說明上次查詢結(jié)果為干擾或抖動；若仍有鍵按下，則說明閉合鍵已穩(wěn)定。為了避免 CPU 多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。按鍵的開關(guān)狀態(tài)通 過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。本文用的是內(nèi)部時鐘方式。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位。一般采用的方法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鍵，當(dāng)按下按鍵后，Vcc 和 RST 端接通， RST 引腳處有高電平，而且按鍵動作一般是數(shù)十毫秒、大于兩個機(jī)器周期的時間，能夠安全的讓系統(tǒng)復(fù)位。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。復(fù)位電路如下圖所示： 圖 33 復(fù)位電路 20 上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是 — 種簡單的復(fù)位電路，只要在 RST 復(fù)位引腳接一個電容到 Vcc，接一個電阻到地就可以了。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。其中 R 為相位累加器的內(nèi)容 ， 去電信號 查詢表的輸出經(jīng)DAC 變換在經(jīng)過濾波后就得到所需要的 去電輸出信號 。 由于 DDS 技術(shù)采用了全數(shù)字結(jié)構(gòu) ,與傳統(tǒng)的單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)及小數(shù)分頻等頻率合成技術(shù)相比， 它具有合成信號相對頻帶寬、 工作速度快 及 信噪比高 等優(yōu)點(diǎn) ，便于實(shí)現(xiàn)后期功能擴(kuò)展。 整機(jī)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 31 系統(tǒng)總體方案圖 去電信號 的產(chǎn)生 產(chǎn)生頻率周期變化的 去電信號 實(shí)際上就是 由一個單一穩(wěn)定的頻率源進(jìn)鍵盤輸入 89C51 8255 數(shù)模轉(zhuǎn)換 去電 輸出 19 行分頻或混頻來實(shí)現(xiàn)的。這部分是設(shè)計(jì)的重中之重，主要是如何控制 64 個采樣點(diǎn)的輸出時序； 鍵盤接口模塊：用于處理鍵盤輸入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以分為以下幾個模塊： 去電信號 產(chǎn)生 模塊：用于產(chǎn)生 去電信號 。單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)依然是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 本章小結(jié) 本章介紹了單片機(jī)的一些基本硬件結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用。 (4) 通信 用單片機(jī)開發(fā)通信模塊、通信器材等。 (2) 測控系統(tǒng) 用單片機(jī)取代原有的復(fù)雜的模擬數(shù)字電路，完成各種工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等工作。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為以下幾個方面。單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置一定容量的只讀存儲器ROM/EPROM，用于存儲用戶的專用程序，這些程序稱之為內(nèi)部程序。單片機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)傳送路徑短，所需要功耗??；內(nèi)部采用準(zhǔn)靜態(tài) RAM 類似，但不需要刷新， 可使功耗下降。例如 MCS51 的 CPU，采用 12MHz 時鐘時，單字節(jié)乘除法僅需要 。單片機(jī)除具有一般微處理器的數(shù)據(jù)處理能力外，在一系列產(chǎn)品（如 MCS51）的指令系統(tǒng)中，增加了乘除法指令及布爾（二進(jìn)制）處理機(jī)功能，提高了數(shù)據(jù)處理能力。另外，單片機(jī)超小型化、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，對于強(qiáng)磁場 16 環(huán)境易于采取屏蔽措施，因而抗干擾能力 強(qiáng)，可靠性高，適合在一些惡劣環(huán)境中工作。 (2) 結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。它的主要特點(diǎn)是： (1) 集成度高。只有 EPROM 全部擦除時，保密位才能一起擦除，也才可以再次寫入。加上編程脈沖后就可使保密位寫入。要讀出的程序存儲器單元地址由 P1 口和 P2 口的 送入， P2 口的其他引腳及 /PSEN 保持低電平，ALE、 /EA 和 RST 接高電平，校驗(yàn)的單元內(nèi)容由 P0 口送出。 (2) EPROM 程序校驗(yàn) 在程序的保密位尚未設(shè)置，無論在寫入的當(dāng)時或?qū)懭胫?，均可將程序存儲器的?nèi)容讀出進(jìn)行校驗(yàn)。 (1) 內(nèi)部 EPROM 編程 15 編程時，時鐘頻率應(yīng)在 4MHz6MHz 的范圍內(nèi)，其余有關(guān)引腳的接法和用法如下： [1] P1 口和 P2 口的 為 EPROM 的 4KB 的高地址輸入， P1 口為低 8 位地址； [2] 以及 EA 應(yīng)為低電平； [3] P0 口為編程數(shù)據(jù)輸入； [4] 和 RS 應(yīng)為高電平， RST 的高電平可為 ，其余的都以 TTL的高低 電平為準(zhǔn)； [5] EA /VPP 端加 + 的編程脈沖，此電壓要求穩(wěn)定，不能大于，否則會破壞 EPROM； 在 EA /VPP 出現(xiàn)正脈沖期間， ALE/PROG 端上加 50ms 的負(fù)脈沖，完成一次寫入。但在進(jìn)入掉電方式前，VCC 不能掉下來，因此要有掉電監(jiān)測電路。掉電方式下 VCC 可以降到 2V，耗電僅 50? A。 (2) 掉電 方式 一條將 PD 位置 1 的指令執(zhí)行后， 80C51 就進(jìn)入掉電工作方式。 PCON 中的標(biāo)志位 GF0 和 GF1 可以用作軟件標(biāo)志，若置 IDL=1 的同時也置 GF0=GF1=1，則節(jié)電方式中激活的中斷服務(wù)程序查詢到此標(biāo)志便可以確定服務(wù)的性質(zhì)。 一條途徑是有任一種中斷被激活，此時 IDL 位將被硬件清除，隨之節(jié)電狀態(tài)被結(jié)束。 在節(jié)電方式下， Vcc 仍為 5V，但消耗電流由正常工作方式的 24mA 降為 。 PD=1 時，激活掉電方式 GF0() ；通用標(biāo)志位 GF1() ；通用標(biāo)志位 (1) 節(jié)電方式 一條將 IDL 位置 1 的指令執(zhí)行后， MCS51 就進(jìn)入節(jié)電方式。這些有關(guān)的位是： IDL() ；節(jié)電方式位。在掉電方式時，僅給片內(nèi) RAM 供電，片內(nèi)所有其他的電路均不工作。 4. 低功耗操作方式 CMOS 型單片機(jī)有兩種低功耗操作方式：節(jié)電操作方式和掉電操作方式。在中斷服務(wù)中要安排這樣的指令： JNB $ ；不往下執(zhí)行 JB $ ；不往下執(zhí)行 RETI ；返回主程序執(zhí)行一條指令 因此，只有 0INT 上來一個正脈沖，才能通過第一、第二兩 條指令，返回主程序并執(zhí)行一條指令，由于 0INT 此時已回到 0，故重新進(jìn)入中斷，在第一條指令處等待正脈沖的到來。將外加脈沖加到 0INT 輸入，平時為低電平。 單步執(zhí)行方式可以利用 MCS51 的中斷控制來實(shí)現(xiàn)。但真正的程序一般不可能從 0000H開始存放，因此，需要在 0000H 單元開始存放一條轉(zhuǎn)移指令，從而使程序跳轉(zhuǎn)到真正的程序入口地址。若程序放在外部 ROM 中（如對 8031），則應(yīng)使 EA =0，否則，可使 EA =1。 2. 程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。當(dāng) Vcc 加電后， RAM 的內(nèi)容是隨機(jī)的。當(dāng) RST 端由高變低后， MCS51 由 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行程序。復(fù)位以后， 07H 寫入棧 指針 SP， 13 P0P3 口均置 1（允許輸入），程序計(jì)數(shù)器 PC 和其他特殊功能寄存器 SFR全部清零。高電平有效的持續(xù)時間應(yīng)為 24 個振蕩周期以上。 1. 復(fù)位方式 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。若系統(tǒng)中只有一個中斷源，則響應(yīng)時間在 3 個同期到 8 個周期之間。若正在執(zhí)行的一條指令還沒有進(jìn)行到最后一個周期，那么附加的等待時間不會超過 3 個周期，因?yàn)橐粭l指令的最長執(zhí)行時間為 4 個周期 (MUL 和 DIV)。 如果發(fā)生了第 3 節(jié)所述的 3 種情況之一，那么中斷請求受阻，中斷響應(yīng)時間會更長些。調(diào)用本身要花費(fèi) 兩個機(jī)器周期。在每個機(jī)器周期的S5P2， 0INT 和 1INT 端的電平被鎖到內(nèi)部保持寄存器中，而實(shí)際上在下一個周期才會查詢這些值。例如，可以利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器對中斷源信號進(jìn)行整形，使之符合要求。 對于電平激活的外部中斷，由于在硬件上， CPU 對 0INT 和 1INT 引腳的信號完全沒有控制 (在專用寄存器中，沒有相應(yīng)的中斷請求標(biāo)志 )，也不像某些微處理機(jī)那樣．響應(yīng)中斷 后會自動發(fā)出一個應(yīng)答信號。 對于定時器 0 或 1 溢出中斷， CPU 在響應(yīng)中斷 后，就用硬件清除了有 12 關(guān)的中斷請求標(biāo)志 TF0()或 TFl(TCON.?)，即中斷請求是自動撤除的，無需采取其他措施。 如果采用電平激活外部中斷方式，外部中斷源應(yīng)一直保持中斷請求有效，直至所請求的中斷得到響應(yīng)時為止。 由于外部中斷引腳每個機(jī)器周期被采樣一次，為確保采 樣，由引腳 INTx輸入的信號應(yīng)至少保持一個機(jī)器周期，即 12 個振蕩器周期。若 INTx＝ 0(X 為 0 或 l，后文中用到類同的符號，其含意相似 )，則采用電平激活方式：在 INTx 引腳上檢測到低電平，將觸發(fā)外部中斷。 5. 外部中斷 外部中斷的激活方式分為兩種：一種是電平激活．另一種是邊沿激活。 RETI 指令將清除“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器 (該觸發(fā)器在響應(yīng)中斷時被置位 )。