【正文】 小隨著定時(shí)器 T1 的溢出率的變化而變化。它的波特率是固定的，也就是振蕩頻率 fosc 的十二分之一 [16]。接收中斷標(biāo)志 RI 和 TI 都是由硬件置位，但需要用軟件復(fù)位 [14]。一位接一位的數(shù)據(jù)被接收端 RXD 接收，然后 RXD 把這些數(shù)據(jù)送入輸入移位寄存器，并且輸入移位寄存器最左面是起始位，控制電路最后一次移位的時(shí)候，把“ 1”寫(xiě)入接收中斷標(biāo)志 RI，向 CPU 申請(qǐng)中斷。然后同步移位脈沖，除了方式 0，低位在前面，高位在后面，依次是起始位、數(shù)據(jù)位、停止位從 TXD 引腳開(kāi)始一位一位地向外發(fā)送。 在異步通信時(shí)，接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)都由自己的時(shí)鐘（ RCLK 與 TCLK）控制，但必須要和字符位數(shù)的波特率一致。另外， RS232 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，也 就是說(shuō)只用一對(duì)收發(fā)設(shè)備。從 +3V 到 +12V 和從 3V 到 12V 是接收器常見(jiàn)的工作電平。高低電平之間來(lái)回?cái)[動(dòng)是 RS232 典型的信號(hào)，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，五到十五伏之間的正電平和負(fù)十五伏到負(fù)五伏之間的負(fù)電平作用于發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器。 現(xiàn)在社會(huì)上使用最多的串行通信接口是 RS232。當(dāng)然波特率還可以更大，但是波特率越大，通信距離距離就越短。表示通信中每秒傳送位的個(gè)數(shù)。因此停止位不但表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束，還提供了設(shè)備校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。 ：它表示串口通信中傳輸數(shù)據(jù)的最后一位。低位校驗(yàn)和高位校驗(yàn)并不是真正的檢查數(shù)據(jù)，它們只是邏輯高時(shí)置位，邏輯低時(shí)校驗(yàn)。奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、高校驗(yàn)和低校驗(yàn)是奇偶校驗(yàn)位的四種檢錯(cuò)方式。位于起始位和校檢位之間的數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)位，在沒(méi)有校檢位的時(shí)候，則位于起始位和停止位之間的是數(shù)據(jù)位。 ：在串口通信中，數(shù)據(jù)位是實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。這 5 個(gè)參數(shù)必須匹配時(shí)這兩個(gè)端口才能進(jìn)行串行通信： ：先低位后高位是數(shù)據(jù)傳送的順序，不定長(zhǎng)度的空閑位存在于字符之間。因?yàn)榇谕ㄐ攀钱惒降?，串口通信能使用一根?shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)，而且在同一時(shí)間可以在另一根數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)。串口通信比并行通信慢，但串口通信結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，使用時(shí)價(jià)格低，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信（但遠(yuǎn)距離通信要在限制內(nèi)），因?yàn)榇谕ㄐ拍苁褂靡桓鶖?shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)，而且在同一時(shí)間可以在另一根數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)。所以，最好的方法是利用 EOC 的上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在與 單片機(jī)接口時(shí)，有兩種方法選擇輸入通道，一種通過(guò)數(shù)據(jù)總線選擇，另一種是通過(guò)地址總線選擇 [13]。選擇模擬輸入通道和A/D 轉(zhuǎn)換開(kāi)始操作是可以相互獨(dú)立的兩個(gè)部分，但是 ADC 0809 允許選擇模擬輸入通道和啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)，所以，通常情況下，把它們結(jié)合起來(lái)完成。而 START（ A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)）的上升沿會(huì)促使逐次逼 近寄存器復(fù)位，在這個(gè)上升沿之后 8 個(gè)時(shí)鐘周期加上 2μ s 的時(shí)間內(nèi)， EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)）的信號(hào)會(huì)變成低電平，表明 A/D 轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行中， A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)再變高電平。當(dāng)不斷采樣模擬信號(hào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)引腳能當(dāng)作啟動(dòng)信號(hào)，和 START 端接在一起，但是需要外加電路第一次啟動(dòng)。在模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)程中時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)引腳的信號(hào)是低電平，否則，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)引腳的信號(hào)就是高電平。當(dāng)輸入是單極性的時(shí)候， VREF+通常情況下為 +5V， VREF通常情況下為 0V；當(dāng)輸入為雙極性的時(shí)候， VREF+接正極性的參考電壓， VREF接負(fù)極性的參考電壓。如果芯片正在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，又有新的啟動(dòng)脈沖 到該引腳，那么原來(lái)的模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)程就會(huì)中斷，開(kāi)始重新從頭轉(zhuǎn)換。 （ 6） START：模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，該引腳是正脈沖或者上升沿時(shí)有效。在單片機(jī)發(fā)出輸出允許信號(hào)的時(shí)候， ADC 0809 打開(kāi)輸出三態(tài)門，數(shù)據(jù)總線把轉(zhuǎn)換結(jié)果讀走。 （ 5） OE：輸出允許信號(hào)，該引腳是正脈沖或 者上升沿時(shí)有效。 （ 4） ADDC、 ADDB、 ADDA：模擬信號(hào)通道選擇的地址信號(hào)，從 ADDA 到 ADDC 位數(shù)依次升高。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號(hào)引腳是高電平或上升沿時(shí)，芯片會(huì)鎖存 ADDC、 ADDB、 ADDA 這三位地址信號(hào)，模擬通道與譯碼選通對(duì)應(yīng)。因?yàn)檫@八個(gè)引腳是三態(tài)可控輸出，所以可以與單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接連接。 圖 8 ADC0809 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 9 ADC0809 芯片的外部引腳分布 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 15 ADC 0809 芯片的各引腳功能介紹如下： （ 1） IN0～ IN7：這是 8 路模擬量輸入端，其中的任意一路的選擇都是通過(guò) ADDA、 ADDB、 ADDC這 3 根地址譯碼線的置零和置一來(lái)決定的。 ADC 0809 芯片各引腳功能簡(jiǎn)介 ADC 0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分布分別如圖 8 和圖 9 所示。使用 ADC 0809 芯片時(shí)不需要調(diào)節(jié)它的滿刻度和零點(diǎn)。 10V，這種情況需要一 定的外接電路。 ADC 0809 模擬輸入電壓的范圍分為單極性和雙極性兩種，單極性時(shí)為 0～ 5V；雙極性時(shí)為固定的177。 ADC 0809 的分辨率為 8 位，還具有可控的三態(tài)輸出緩存器。因此完全可以把 ADC 0809 當(dāng)作一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 ADC 0809 芯片的主要技術(shù)參數(shù)和特性 本設(shè)計(jì)選擇的芯片是 ADC0809 。如果轉(zhuǎn)換中途撤消或者改變規(guī)定的電平，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片就會(huì)停止模數(shù)轉(zhuǎn)換，那么得到的結(jié)果很可能是錯(cuò)誤的。通常情況下，能與單片機(jī)配合使用的芯片，單片機(jī)的 I/O 端口寫(xiě)脈沖都能 滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對(duì)啟動(dòng)脈沖的要求。 （ 2）要看模數(shù)芯片啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)控制方式是電平控制式還是脈沖控制式。這種芯片有 兩種情況，一種是芯片內(nèi)部本身就沒(méi)有輸出三態(tài)門，另一種是雖然芯片有三態(tài)門，但是模數(shù)芯片外部不可控。數(shù)字信號(hào)輸出端有可控三態(tài)輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線可以與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端直接相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換完成以后，選通三態(tài)門，此操作由讀數(shù)信號(hào) RD 來(lái)完成，最后把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送到總線。除了這基本的幾部分，不同類型的芯片可能還會(huì)有控制信號(hào)端。 本次設(shè)計(jì)使用的直流伺服電機(jī)特點(diǎn) [11]： 、動(dòng)作快 、 反應(yīng)快、過(guò)載能力大、調(diào)速范圍寬 , 波動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn) ,高效率 （選配）構(gòu)成直流伺服等優(yōu)點(diǎn) ，頻率可調(diào) 伺服電機(jī)的信號(hào)控制 電機(jī)轉(zhuǎn)速為零的控制信號(hào)時(shí)序圖 的控制脈沖序列使電機(jī)順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn) 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 13 的控制脈沖序列使電機(jī)順時(shí)針全速旋轉(zhuǎn) 如今電子市場(chǎng)上模數(shù)轉(zhuǎn)換的芯片有很多，但芯片功能、模數(shù)轉(zhuǎn)換速度、模數(shù)轉(zhuǎn)換精確度的高低都不相同，但是對(duì)用戶來(lái)講，無(wú)論什么芯片，都肯定要包括轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入口、模擬信號(hào)輸入口、數(shù)字信號(hào)輸出口、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) 輸出端這幾部分。伺服電機(jī)可的優(yōu)點(diǎn)就是可以控制速度，精確度也非常準(zhǔn)確 ， 可以把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速來(lái)控制驅(qū)動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)軟件設(shè)置 RCAP2H 和 RCAP2L的值。在這種模式中， EXEN2 位的設(shè)置決定地址。在 DCEN 為“ 0”時(shí)，向上計(jì)數(shù)是定時(shí)器 2 的默認(rèn)設(shè)置；在 DCEN 為“ 1”時(shí)，遞增計(jì)數(shù)還是遞減計(jì)數(shù)由 T2 中的 T2EX 來(lái)決定 。 在 16 位的自動(dòng)重裝模式中，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的選擇可以由 C/T2 來(lái)決定，遞增或者遞減由其編寫(xiě)的程序控制。中斷服務(wù)程序可以確定引起中斷的事件，具體確定方法是查詢 TF2 和 EXF2 來(lái)確定。 EXEN2=1 時(shí)，同上，但外部輸入 T2EX 從“ 1”跳變到“ 0”時(shí)， RCAP2L 捕獲 TL2 的當(dāng)前值，而 RACP2H 捕獲 TH2 的當(dāng)前值。當(dāng)定時(shí)器 T2溢出時(shí)，硬件使其置位，只能用軟件對(duì)其清零；在 RCLK的值為 1 時(shí)，或者 TCLK 的值為 1 時(shí)，定時(shí)器 T2溢出，不對(duì) TF2 置位 [10]。當(dāng) DCEN=1 時(shí)， EXF2 不能激活中斷。在 EXEN2 的值為 1時(shí)，還要在脈沖由正變負(fù)時(shí)作用 于定時(shí)器 T2 的接收端引腳上或者有捕獲或重裝載出現(xiàn)的時(shí)候，這時(shí) EXF2 會(huì)置位，并開(kāi)始申請(qǐng)中斷。在 RCLK 的值為 1時(shí)，串口的接收時(shí)鐘由定時(shí)器 T2 的溢出脈沖提供，在 RCLK的值為 0 時(shí)，接收脈沖由定時(shí)器 T1 的溢出脈沖提供。在 TCLK 的值為 1 時(shí)，串口的發(fā)送時(shí)鐘由定時(shí)器 T2 溢出脈沖提高，當(dāng) TCLK的值為 0 時(shí)，發(fā)送脈沖由定時(shí)器 T1 的溢出脈沖提高。在 EXEN2 的值為0時(shí)，定時(shí)器 T2的接收端是無(wú)效的外部信號(hào)。 EXEN2 定時(shí)器 T2 的外部允許控制位。 TR2 決定定時(shí)器 T2 啟動(dòng)還是停止的控制位。 C/T2 決定定時(shí)器 T2 工作于計(jì)數(shù)方式還是定時(shí)方式的控制位。當(dāng) CP/RL 的值為的值為 1 時(shí)，如果 EXEN2 的值為 1，定時(shí)器 T2 溢出時(shí)，且負(fù)跳變脈沖作用于 T2EX 端，就能執(zhí)行自動(dòng)重裝載操作。 STC89C52 單片機(jī)新增了 16 位計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 2，各個(gè)控制位如表 6 所示 ： 表 6 T2 各個(gè)控制位分布 7 6 5 4 3 2 1 0 TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 11 T2 控制寄存器中各位功能介紹如表 7 所示： 表 7 T2 控制寄存器中各位功能介紹 符號(hào) 功能 CP/RL2 重裝載 /捕獲選擇。 STC89C52 單片機(jī)的 I/O 口的驅(qū)動(dòng)能力可以達(dá)到 20ma，在實(shí)際使用時(shí)，可以采用拉電流方式和灌電流方式。即使輸出時(shí)能輸出20ma 的拉電流，實(shí)際也要加限流電阻。 P3 口用為輸入口時(shí)，需要把 1 輸入 P3 口， P3 口的電位被其內(nèi)部的上拉電阻拉高，這個(gè)時(shí)候由于其上拉電阻的緣故，會(huì)有電流從被外部拉低的端口中輸出。 P2口復(fù)用功能：外部程序存儲(chǔ)器被訪問(wèn)時(shí)，地址總線高八位從 P2 口輸出 。 P 2 口： P 是八位雙向 I/O 端口，且內(nèi)部帶有上拉電阻， 4 個(gè) TTL 輸入可以被 P 輸出緩沖器輸出或者吸收。 大連海洋大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 10 P 1 口： P ， P1 口是八位雙向 I/O 口，且內(nèi)部帶有上拉電阻， 4 個(gè) TTL 輸入可以被P 輸出緩沖器輸出或者吸收， P1 口用為輸入口時(shí)，需要把 1 輸入 P1 口， P1 口的電位被其內(nèi)部的上拉電阻 拉高，這個(gè)時(shí)候由于其上拉電阻的緣故，會(huì)有電流從被外部拉低的端口中輸出。 P0 口是八位雙向 I/O 口且其屬性是漏極開(kāi)路的。 EA 接 VCC 時(shí)，執(zhí)行內(nèi)部程序指令。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，在外部代碼在單片機(jī)的外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行的時(shí)候，每半個(gè)機(jī)器周期就激活 PSEN 一次，在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問(wèn)的時(shí)候，不激活外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào) [8]。 復(fù)位引腳：在輸入持續(xù)的兩個(gè)時(shí)鐘周期以上正電平到復(fù)位引腳 RST 時(shí)，單片機(jī)的復(fù)位初始化操作可以由此來(lái)完成。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問(wèn)的時(shí)候， 地址鎖存控制信號(hào) ALE 脈沖會(huì)被跳過(guò)。 控制引腳： ALE 允許地址鎖存，外部擴(kuò)展的并行 I/O 口或外部存儲(chǔ)器被訪問(wèn)時(shí)， AEL 的輸出來(lái)鎖存地址字節(jié)的低八位。一般情況下與晶體振蕩器連接。 電源引腳 Vcc 和 GND， Vcc 接 +5 V 電壓， GND 接地 。 STC89C52 單片機(jī)包括一個(gè)8 位的微型處理器 CPU，一個(gè) 256 字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器，片上集成 512 字節(jié) RAM， 3 個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器（定時(shí)器 T0、 T T2 ）， 4 個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)， 32 個(gè)并行的通用 I/O 接口（ P0P3），全雙工異步串行接口 UART（可以用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART），片內(nèi) 振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生 電路等 [7]。 STC89C52 單片機(jī)介紹 STC89C52 單片機(jī)是高性能、低功耗的 CMOS8 位單片機(jī)。 試驗(yàn)中 我們只需要 940nm 波長(zhǎng)的紅外線，所以我們按了一個(gè)光濾波器，不讓別的波長(zhǎng)的光通過(guò) 。一般用于家用電器 。 指紅外線二極管其上下或左右兩邊所 輻射出之紅外線強(qiáng)度為該組件最大輻射強(qiáng)度的 50%時(shí)，其上下或左右兩邊所夾的角度稱為半功率角 [6]。 W/cm2：表示照度的單位，為 sensor 單位面積 (cm2)所接收 IR 發(fā)射之輻射功率的大小。 發(fā)射距離與輻射強(qiáng)度 (Power) 成正比。 表 1 紅外發(fā)射二極管極限參數(shù) 參數(shù)名稱 符號(hào) 額定值 單位 正向電流 IFM 30～ 60 mA 正向脈沖電流（ 1） IFPM ～ 1 A 反向電壓 VR 5 V 耗散功率 PM 90 mW 工作溫度范圍 Top 25～ +80 ℃ 貯存溫度范圍 Tst 40～ +100 ℃ 焊接溫度（ 2） Tst