【正文】 使用時(shí)應(yīng)注意二者的區(qū)別，避免對(duì)沒有定義位操作。如果同時(shí)將 PD位和 IDL位置 1，則優(yōu)先執(zhí)行掉電工作方式。 返回 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 41 （十一）節(jié)電工作 MCS－ 5l系列單片機(jī)有 HMOS和 CHMOS兩種工藝芯片，其中 CHMOS芯片具有功耗小的優(yōu)點(diǎn)。因此在中斷地址區(qū)中理應(yīng)存放中斷服務(wù)程序。共 40個(gè)單元，這 40個(gè)單元被均勻地分為五段，作為五個(gè)中斷源的中斷地址區(qū)。 如端保持高電平 , 8051 的程序計(jì)數(shù)器 PC在 0000H~0FFFH地址范圍內(nèi) (即前 4KB地址 ) 是執(zhí)行片內(nèi) ROM中的程序， PC1000H~FFFFH地址范圍時(shí) , 自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的程序，當(dāng)當(dāng)保持低電平時(shí)，只能尋址外部程序存儲(chǔ)器 , 片外存儲(chǔ)器可以從 0000H開始編址。 8051片內(nèi)有 4KB的 ROM, 8751片內(nèi)有 4KB的 EPROM， 8031 片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器。這樣加上位尋址區(qū)的 128位，在 MCS51的內(nèi)部 RAM中共有 128+83=211個(gè)可尋址位 。 表中凡字節(jié)地址不帶括號(hào)的寄存器都是可進(jìn)行位尋址的寄存器，而帶括號(hào)的是不可位尋址的寄存器，如表所列。 程序計(jì)數(shù)器 PC不占據(jù) RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故而稱之為專用寄存器（ Special Function Register），也可稱為特殊功能寄存器。但在一般應(yīng)用中常把堆棧開辟在此區(qū)中。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 35 （ 3）用戶 RAM區(qū) 在內(nèi)部 RAM低 128單元中，通用寄存器占去 32個(gè)單元，位尋址區(qū)占去 16個(gè)單元，剩下 80個(gè)單元，這就是供用戶使用的一般 RAM區(qū)，其單元地址為 30H～ 7FH。如下圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 34 表 12為片內(nèi) RAM位尋址區(qū)的位地址。 （ 2）位尋址區(qū) 內(nèi)部 RAM的 20H～ 2FH單元，既可作為一般 RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。在任一時(shí)刻， CPU只能使用其中的一組寄存器，并且把正在使用的那組寄存器稱之為當(dāng)前寄存器組。 30H ～ 7FH 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 20H ～ 2FH 位尋址區(qū)（ 00H ～ 7FH） 18H ～ 1FH 工作寄存器 3區(qū)（ R7 ～ R0） 10H ～ 17H 工作寄存器 2區(qū)（ R7 ～ R0） 08H ～ 0FH 工作寄存器 1區(qū)（ R7 ～ R0） 00H ～ 07H 工作寄存器 0區(qū)（ R7 ～ R0） 圖 117內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低 128單元配置圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 33 低 128單元是單片機(jī)的真正 RAM存儲(chǔ)器，按其用途劃分為三個(gè)區(qū)域： （ 1）寄存器區(qū) 共有四組寄存器，每組 8個(gè)寄存單元（各為 8位），各組都以 R0～R7作寄存單元編號(hào)。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低 128單元 8051的內(nèi)部 RAM共有 256個(gè)單元，通常把這 256個(gè)單元按其功能劃分為兩部分：低 128單元（單元地址 00H～ 7FH）和高 128單元（單元地址 80H～ FFH）。 圖 116 P3口的位結(jié)構(gòu)圖。 圖 115 P2口的位結(jié)構(gòu)圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 30 P3口 作用：通用 I/O口。 圖 114 P1口的位結(jié)構(gòu)圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 29 P2口 作用：通用 I/O口；高 8位地址線。 如圖 113所示為 P0口的位結(jié)構(gòu)圖。 P3口除作通用 I/O口外，其各位還可作為第二功能使用。 在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或外部設(shè)備時(shí)，把 P0口作為地址 /數(shù)據(jù)總線口使用，分時(shí)輸出外部存儲(chǔ)器或外部設(shè)備的低 8位地址和 8位數(shù)據(jù)。 在進(jìn)行寫端口操作時(shí)， CPU將內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器和輸出驅(qū)動(dòng)器送到端口引腳；在進(jìn)行讀端口操作時(shí)，將端口鎖存器或引腳數(shù)據(jù)經(jīng)輸入緩沖器傳送至內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。 圖 112 單片機(jī)工作條件接線圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 26 （八）單片機(jī)輸入 /輸出端口結(jié)構(gòu) 在 51系列單片機(jī)中有 4個(gè)雙向并行 I/O口 P0~P3，每個(gè)端口都由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器組成。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式，即上電復(fù)位 (見圖 111a)和按鍵復(fù)位 (見圖 111b)。 圖 110 CHMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘 圖 19 HMOS型單片機(jī)外部時(shí)鐘 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 24 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其作用是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式：這種方式需在 18腳和 19腳外接晶體振蕩器(或陶瓷諧振器 )和電容，如圖 18所示。 （六）單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 中央處理器（ CPU） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部 RAM） 程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部 ROM） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 并行輸入 /輸出 (I/O)口 串行口 時(shí)鐘電路 中斷系統(tǒng) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 22 （七）單片機(jī)工作條件 時(shí)鐘電路 要給單片機(jī) CPU提供時(shí)鐘信號(hào)，就需要相關(guān)的硬件電路，即振蕩器和時(shí)鐘電路。按同步方式不同可分為同步傳輸系統(tǒng)和異步傳輸系統(tǒng)等等。按信號(hào)傳輸方向不同可分為單向、單工和雙工系統(tǒng)．按所傳輸?shù)男盘?hào)不同可分為模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸系統(tǒng)。按復(fù)用方式不同可分為頻分制、時(shí)分制、碼分制和復(fù)合復(fù)用方式 (同時(shí)采用頻分制、時(shí)分制、碼分制中兩種或兩種以上 )系統(tǒng)。按監(jiān)控目的不同可分為環(huán)境安全、軌道運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸、提升運(yùn)輸、供電、排水、礦山壓力、火災(zāi)、水災(zāi)、煤與瓦斯突出、大型機(jī)電設(shè)備健康狀況等監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用多路復(fù)用雙向數(shù)字傳輸，大大節(jié)省了傳輸電纜、降低了設(shè)備成本、提高了系統(tǒng)可靠性、便于用戶使用與維護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線采用開放式互連網(wǎng)絡(luò)，公開所有技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，提高了設(shè)備的互換性。 智能監(jiān)控站 智能監(jiān)控站是全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其功能類似于現(xiàn)有系統(tǒng)分站，有信號(hào)采集、控制、與主站 (或上級(jí)智能控制站 )雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ? 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 19 調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò) 調(diào)度和管理人員是通過調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的，其功能類似于現(xiàn)有系統(tǒng)的中心站和遠(yuǎn)程終端，具有系統(tǒng)初始化、顯示、打印、存儲(chǔ)、控制干預(yù)等功能。接在同一條總線上的執(zhí)行機(jī)構(gòu) (如聲光報(bào)警和斷電設(shè)備 )根據(jù)收到的控制信號(hào) (如：報(bào)警和斷電信號(hào) )．執(zhí)行相應(yīng)的操作 (如：發(fā)出聲：警和斷電控制 )。因此，傳感器電纜復(fù)用路數(shù)，并不取決于監(jiān)測(cè)周期、傳輸速率和地址編碼，而取決于傳感器的供電電流，這就給傳感組件降低消耗提出了新的要求。若向 2臺(tái)傳感器供電，則供電距離僅為 1． 09Kin，不滿足 2Km輸距離的要求。例如：早期甲烷傳感器工作電流為 300mA、傳感器輸入電壓為 7— 24V。 圖 17智能傳感器直接接系統(tǒng)電纜 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 17 現(xiàn)有傳感器沒有采用數(shù)字信號(hào)輸出和多路復(fù)用，主要是因?yàn)楝F(xiàn)有傳感器采用單片機(jī)的較少，實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路復(fù)用困難。當(dāng)傳感器遠(yuǎn)離智能監(jiān)控站而靠近系統(tǒng)傳輸電纜時(shí)。同時(shí)由于電路統(tǒng)一備用組件種類少，也便于備件的準(zhǔn)備。 圖 1— 5全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 15 智能傳感器 （ 1）智能傳感器使用一種通用電路，便于維護(hù)人員集中精力，深入細(xì)致地掌握電路原理，達(dá)到每一位具有一定電路基礎(chǔ)的維護(hù)人員均能及時(shí)處理故障的要求。全礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)由智能傳感器、智能監(jiān)控站、調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)等組成。 現(xiàn)有傳感器輸出信號(hào)為模擬信號(hào) (頻率型、電流型和電壓型 )和開關(guān)量信號(hào)，采用模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)，很難實(shí)現(xiàn)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電纜多路復(fù)用。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 13 現(xiàn)有傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般需經(jīng)分站接人系統(tǒng) (除個(gè)別外 )，這樣雖然便于分站實(shí)現(xiàn)就地控制，但當(dāng)個(gè)別傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)離分站較遠(yuǎn)，而離系統(tǒng)電纜較近時(shí)，就顯得十分不合理，既不便于系統(tǒng)維護(hù)．又增加了系統(tǒng)電纜投資。對(duì)傳感器輸入的信號(hào)和主站 (或傳輸接口 )傳輸來的信號(hào)進(jìn)行處理，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。分制或頻分制等 )。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 11 圖 1— 3礦井監(jiān)控系統(tǒng) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其單片機(jī)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 12 傳感器將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng) 3芯或 4芯礦用電纜 (其中 1芯用于地線 ,1芯用于信號(hào)線、 l芯用于分站向傳感器供電 )與分站相連，并具有顯示和聲光報(bào)警功能 (有些傳感器沒有示和聲光報(bào)警 ).執(zhí)行機(jī)構(gòu)(含聲光報(bào)警及顯示設(shè)備 )將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為被控物理量 ,使用礦用電纜與分站相連。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 任務(wù)一 煤礦安全監(jiān)