【正文】 其可尋址的寄存器相應(yīng) I/O 口編址如表 1。目前在 I/O 口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)中多采用通用可編程接口芯片 8155 或 8255，它與微機(jī)接口比較簡(jiǎn)單。通常采用 38 譯碼器（74LS138） ，輸入端占用 3 根高位地址線，剩余的 13 根地址線可作為片內(nèi)地址線，因此譯碼器的 8 根輸出線分別對(duì)應(yīng) 8 個(gè) 8K 字節(jié)的地址空間。其特點(diǎn)是：硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于所用片選線都是高位地址線，它們的權(quán)值較大，地址空間沒(méi)有充分利用，總片之間的地址不連續(xù)。提供高 8 位地址（A8~A12） ，經(jīng)外部鎖存器后提供低 8 位地址（A0~A7） 。 當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào) OE 為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許 Q0~Q7 輸出，OE 為高電平時(shí)，輸出懸空。(2).當(dāng) 1 腳是低電平時(shí),只要 11 腳(鎖存控制端,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿,輸出 2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳11118 的狀態(tài)。當(dāng) G=1 時(shí)，74LS373 的輸出端與輸入端的相同，當(dāng) G 高電平返回低電平時(shí)，將輸入的數(shù)據(jù)鎖存入。為了把地址信號(hào)分離出來(lái)保存以提供低 8 位地址信息，一般采用 74LS373 作為地址鎖存器。擦除完畢后可讀一下 EPROM 的每個(gè)單元，若其內(nèi)容均為 FFH，就認(rèn)為擦除干凈了。要對(duì)一個(gè)使用過(guò)的 EPROM 進(jìn)行編程，則首先應(yīng)將其放到專門的擦除器上進(jìn)行擦除操作。EPROM 的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以擦除重寫，而且允許擦除的次數(shù)超過(guò)上萬(wàn)次。23 / 36⑥ VPP：編程電壓輸入端。對(duì) EPROM 編程時(shí)，在該端加上編程脈沖。當(dāng)該信號(hào)為 0 時(shí)表示選中此芯片。④ CE：選片信號(hào)。低電平有效。編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。用于尋址片內(nèi)的 8K 個(gè)存儲(chǔ)單元。這樣，程序就不會(huì)由于斷電而丟失。因?yàn)樵谲浖{(diào)試過(guò)程中，程序經(jīng)常需要修改，此時(shí)可將程序先放在 6264 中，讀寫修改都很方便。EPROM 電路： EPROM 2764 的外部引線是一塊 8K8bit 的 EPROM 芯片，它的引線與 SRAM 芯片 6264 是兼容的。正常工作（只讀）時(shí)，Vpp=Vcc=+5V,～PGM=+5V。 2764 芯片2764 是 8K*8 字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一+5V 供電，工作電流為 75mA，維持電流為 35mA，讀出時(shí)間最大為 250nS，28 腳雙列直插式封裝。：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 0 輸入。：INT0，外部中斷 0 輸入。其引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。ALE/PROG：ALE 是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來(lái)執(zhí)行程序。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。VSS：電源地端。單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令。1 個(gè)全多工串行通信端口 。5 個(gè)中斷向量源。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 128B。晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）。對(duì)于 EPROM 型的單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳也用于施加 21V 的編程電源（VPP）。當(dāng) EA保持低電平時(shí)，則只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。21 / 36PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出）8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入電路。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。②ALE/PROG （30 腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存貯器時(shí)，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。當(dāng) VCC 主電源下掉到低于規(guī)定的電平，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍（5177。推薦在此引腳與 VSS 引腳之間連接一個(gè)約 的下拉電阻，與 VCC 引腳之間連接一個(gè)約 10μF的電容，以保證可靠地復(fù)位。 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN 和 EA/VPP 。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì) HMOS 單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì) CHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（19 腳）接外部晶體的一個(gè)引腳。 下面按其引腳功能分為四部分?jǐn)⑹鲞@ 40 條引腳的功能。在以后的討論中，除有特殊說(shuō)明以外，所述內(nèi)容皆適用于 CHMOS 芯片是 MCS51 的邏輯符號(hào)圖。20 / 36HMOS 制造工藝的 MCS51 單片機(jī)都采用 40 引腳的直插封裝（DIP 方式），制造工藝為 CHMOS的 80C51/80C31 芯片除采用 DIP 封裝方式外，還采用方型封裝工藝，引腳排列如圖。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。REF（）：參考電壓負(fù)端。GND：地。IN0IN7：8 位模擬量輸入引腳。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(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 由下圖可知，ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器和一19 / 36個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 芯片介紹 ADC0809ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、8 路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。此外，還需要考慮最大讀取速度，工作溫度及存儲(chǔ)器的容易。 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展用的程序存儲(chǔ)芯片大多數(shù)采用 EPROM 芯片中。對(duì)于每個(gè)中斷可編程序?yàn)楦邇?yōu)先級(jí)和3p低優(yōu)先級(jí)中斷，并能實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套，各中斷源所對(duì)立中斷服務(wù)程序的入口地址和優(yōu)先級(jí)如下：中斷源： 串行口中斷0INT1IT入口地址：0003H 000BH 0013H 001BH 0023H優(yōu)先級(jí)： 0 1 2 3 48031 響應(yīng)中斷后，即從以上入口地址開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序，直至遇到一條返回指令為止。兩個(gè)為片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。18 / 36定時(shí)器、計(jì)數(shù)器:MCS51 系列單片機(jī)提供兩個(gè) 16 位寄存器， 、 用作定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)0T1器，需要由特殊功能寄存器 TCON 中的控制來(lái)選擇 、 功能為定時(shí)還是計(jì)數(shù)。改變標(biāo)志寄存器 PSW 中的 、 就可以sP1S確定工作寄存器區(qū)。它們?cè)谕粋€(gè)邏輯空間中，地址從 0000H~FFFFH。兩種存儲(chǔ)器的尋址空間是分開的，對(duì)于 MCS51 系列，實(shí)際上存在 3 個(gè)獨(dú)立空間，如圖 7 所示，程序存儲(chǔ)器用于存放程序 8051 片內(nèi)有 4KROM，8751 片內(nèi)有 4KEPROM。 PSW：程序狀態(tài)寄存器，內(nèi)放標(biāo)志寄存器置位成清零，表示操作結(jié)果的某些特殊，其功能及分配情況如附圖。其名稱及功能如下： ：累加器，其指令記符為 ACA B： 寄存器，主要用于乘法和除法操作對(duì)于其它指令，也可用作寄存器 ：堆棧指令寄存器，能位于片內(nèi) RAM 的 128 字節(jié)的任何單元FS DPTR：數(shù)據(jù)指令寄存器，16 位，分別由高位字節(jié)（DPH）和低位字節(jié)（DHL）組成。（10~17）：8 位準(zhǔn)雙向輸入/輸出口， 口的每一根線還有另一種功能。I/O 線：（32~39）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的雙向數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線分時(shí)操作，先用作地址總線，在0pALE 信號(hào)的下降沿，地址鎖存，然后用作為數(shù)據(jù)總線，也可用作雙向輸入/輸出口，它能吸入/方出 8 個(gè) TTL 負(fù)載（作總線工作時(shí)）（1~8）：8 位準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。在掉電情況下，后備電源加到此腳，將只給片內(nèi) RAM 供電。 RST/ （9）：復(fù)為輸入信號(hào)。使 分時(shí)作0p用為地址總線（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線。16 / 36XTA （19）：震蕩器反向放大器輸出和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，HMOS 芯片使用外部震蕩2l器時(shí)，此端用于輸入外部震蕩信號(hào)。 MCS51 系列單片機(jī)的引腳及功能MCS51 單片機(jī)是一個(gè)具有 40 根引腳的雙列直插式（CPU）器件，這 40 只引腳大致分為電源（ 、 、 、 ）時(shí)鐘（XTA 、XTA ）I/O 口（ ~ ）地址總線和控制總線cusdpu1l2l0p3（ALE、RST、PROG、 ）等六大部分它們的功能簡(jiǎn)述如下：電源線： （20） ，電源地線 （40）芯片主電源（+5V） 。目前，工業(yè)控制中應(yīng)用最多的是 8031 單片機(jī)，下面介紹一下 8031 單片機(jī)的基本性能及使用方法。 MCS51 系列單片機(jī)主要有三種型號(hào)的產(chǎn)品 8038058751。除此之外，還應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合控制對(duì)象以及各種參數(shù)的要求來(lái)選擇 CPU。角度傳感器 信號(hào)處 理 功率放大器 步進(jìn)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)水平尾翼十字軸操作系統(tǒng)圖 系統(tǒng)組成 控制部分硬件設(shè)計(jì)構(gòu)成微機(jī)控制部分的硬件電路概括起來(lái)由以下四個(gè)部分組成：主控制器——即中央處理單元 CPU，采用 系列的單片機(jī)51?MC總線——包括數(shù)據(jù)總線（DB） 、地址總線（AB）和控制總線（CB）存儲(chǔ)器——包括可編成存儲(chǔ)器 EPROM 和隨機(jī)讀寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM14 / 36I/O 接口電路及伺服電機(jī)電路、檢測(cè)電路等外圍接口電路。輸入端與輸出端完全隔離。通常發(fā)光器件為發(fā)光二極管，受光器件為光敏三極管。所以一般在接口電路功率放大器之間都要加上隔離電路，通常使用的是光電耦合器。光電隔離電路在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后控制電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組，由于電動(dòng)機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高，電流也比較大，如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相連，將會(huì)引起強(qiáng)電氣干擾。當(dāng)用微電腦進(jìn)行數(shù)字控制時(shí)，它不需要進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，能直接把數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移，力求定子各繞組間沒(méi)有互感，定、轉(zhuǎn)子都采用凸極結(jié)構(gòu)，不考慮空間磁場(chǎng)諧波的有害影響，盡一切可能去增加定位轉(zhuǎn)矩的幅值和定位精度，把轉(zhuǎn)速控制和調(diào)節(jié)放在次要地位。它把電脈沖信號(hào)變換成角位移或直線位移，其角位移量θ或直線位移量s與電脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速n或線速度v與脈沖頻率f成正比。從這個(gè)意義講，電機(jī)也是一個(gè)數(shù)字/角度傳感器。系統(tǒng)機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，主要任務(wù)是把二進(jìn)制數(shù)變?yōu)槊}沖序列，按相序輸入脈沖以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。176。根據(jù)飛機(jī)上的電機(jī)的特殊工作環(huán)境，要求有較高的精度。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角） 。軸承選用 6206 深溝球軸承，另一個(gè)選 6024深溝球軸承。 軸承的選擇和計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=1030016=48000h 由初選的軸承的型號(hào)為: 6206, 查表可知:d=30mm,外徑 D=62mm,寬度 B=16mm,基本額定動(dòng)載荷 C=, 基本靜載荷 CO=, 已知 nii=(r/min)兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N 根據(jù)課本得軸承內(nèi)部軸向力FS= 則 FS1=FS2===682N∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N求系數(shù) x、yFA1/FR1=682N/1038N =FA2/FR2=682N/1038N =根據(jù)課本 P265 表（1414）得 e=FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1y1=0 y2=0計(jì)算當(dāng)量載荷 PP2根據(jù)課本 P264 表（1412）取 f P=根據(jù)課本 P264（147）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=(11083+0)=1624NP2=fP(x2FR1+y2FA2)= (11083+0)=1624N軸承壽命計(jì)算∵P1=P2∵深溝球軸承 ε=3根據(jù)手冊(cè)得 6206 型的 Cr=31500N由公式得LH=106(ftCr/P)ε/60n=106(131500/1624)3/=998953h48000h 11 / 36∴預(yù)期壽命足夠上端采用 6204 深溝球軸承,另一個(gè)端采用 6206 軸承，軸承的使用壽命，主要取決于作用在車輪上的垂直力（即所分擔(dān)的總重力）和軸承相對(duì)于中心平面的位置。設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)：將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代入設(shè)計(jì)公式，求得： ??321???????FSdAaYZKTm??? = 3 ?? =修正 ：tm = =??ZnVt??查表得 .VK1??2.?則: K=K K K K =??m=m =考慮到磨損，選用 m=2mm 的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)9 / 36確定齒輪幾何參數(shù)d =m Z =2 20=40mm1?d =m Z =2 60=120mm2a=