【正文】 TI指令能將斷點(diǎn)地址正確彈出到PC，堆棧必需要保護(hù)主程序的斷點(diǎn)地址。在51系列單片機(jī)中所謂的中斷就是CPU的微查詢。這就是這種為了測(cè)試程序而用的中斷源。I/O設(shè)備就算比較簡(jiǎn)單，鍵盤(pán)、A/D轉(zhuǎn)換器和打印機(jī)都屬于I/O設(shè)備，當(dāng)其工作完成后就會(huì)發(fā)送中斷請(qǐng)求，CPU就會(huì)響應(yīng)并處理中斷請(qǐng)求。硬件故障中斷源就是能夠確保當(dāng)電源沒(méi)電或者電路出現(xiàn)故障時(shí)能夠確保程序中重要的內(nèi)容能夠安全保存下來(lái)，比如寄存器的一些數(shù)據(jù)，標(biāo)志位的狀態(tài)等。51系列單片機(jī)CPU利用率低的原因就是當(dāng)CPU在運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)CPU不能去做其他任何事情，處理其他事情，所以這樣CPU的利用率大大降低。所有的中斷源都被設(shè)置在TCON及SCON即特殊功能寄存器中，一個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T0是定時(shí)器或計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求，T1相反是定時(shí)器1溢出才中斷請(qǐng)求。分時(shí)操作也是計(jì)算機(jī)中斷系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，若計(jì)算機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，外設(shè)和CPU不會(huì)同時(shí)工作，有了中斷系統(tǒng)后，它們可以一起工作，啟動(dòng)外設(shè)準(zhǔn)備工作可以進(jìn)行，啟動(dòng)CPU主程序被繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)外設(shè)向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，CPU會(huì)中斷主程序處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求，由于CPU運(yùn)算速度比較快所以會(huì)很快處理外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，CPU在處理完成后會(huì)繼續(xù)處理主程序，所以一個(gè)CPU可以同時(shí)與很多外設(shè)在一起工作，大大提高CPU的效率以及輸入輸出的處理能力。當(dāng)單片機(jī)需要實(shí)時(shí)控制時(shí)，查詢方式時(shí)外部要請(qǐng)求CPU處理時(shí)隨機(jī)發(fā)生的，但若有了中斷系統(tǒng)CPU就會(huì)立即做出回應(yīng)并處理數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)時(shí)控制。 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及中斷控制我們知道89C52單片機(jī)有6個(gè)中斷請(qǐng)求源，51單片機(jī)有5個(gè)中斷源，那么中斷源各自作用是什么，其中有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，這兩個(gè)具有中斷優(yōu)先級(jí)的中斷源即可以為低級(jí)優(yōu)先中斷，又可以為高級(jí)優(yōu)先級(jí)中斷，嵌套中斷服務(wù)就是靠他們來(lái)實(shí)現(xiàn)，寄存器IP、IE、SCON、TCON可以用其中四個(gè)中斷請(qǐng)求源來(lái)控制，也可以絕對(duì)中斷是什么類(lèi)型、以及中斷的先后順序和中斷的開(kāi)關(guān)等。然后就可以執(zhí)行中斷返回的指令，斷點(diǎn)地址會(huì)被自動(dòng)彈出到PC端，然后繼續(xù)處理主程序。中斷方式不僅僅能夠消除CPU的等待時(shí)間，而且還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)采集到數(shù)據(jù)時(shí)，中斷方式會(huì)及時(shí)的將這個(gè)數(shù)據(jù)傳給CPU，CPU處理這個(gè)數(shù)據(jù)后就可立即做出相應(yīng)的響應(yīng)，從而可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制，但是如果通過(guò)查詢方式，數(shù)據(jù)就很難被及時(shí)采集，從而很難能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)控制[14]。像查詢傳送方式這樣的程序控制傳送方式，這時(shí)CPU會(huì)主動(dòng)傳送數(shù)據(jù)，但是外設(shè)的控制速度不是CPU所能夠控制的，所以要想能夠處理速度的匹配問(wèn)題，只能通過(guò)等待，這樣會(huì)大大的浪費(fèi)時(shí)間降低效率，但是有了中斷的話這個(gè)問(wèn)題會(huì)得到有效的解決，因?yàn)橹袛噙@種方法就是數(shù)據(jù)傳送回主動(dòng)地被外設(shè)向CPU提出請(qǐng)求，請(qǐng)求發(fā)送到CPU需要一定的時(shí)間的，當(dāng)CPU沒(méi)有收到這個(gè)請(qǐng)求時(shí)，顯然CPU會(huì)繼續(xù)處理主程序，當(dāng)CPU收到這個(gè)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求后，CPU會(huì)暫且中斷處理的主程序，然后去處理外設(shè)傳送的數(shù)據(jù)，因?yàn)镃PU運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比外設(shè)快很多，所以對(duì)CPU而言交換數(shù)據(jù)花費(fèi)的時(shí)間很短，因?yàn)闀r(shí)間很短對(duì)于中斷的主程序而言無(wú)任何影響，所以這樣對(duì)計(jì)算機(jī)正常的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何影響[13]。在這個(gè)比喻中，無(wú)條件傳送缺點(diǎn)或者查詢傳送方式的缺點(diǎn)即程序控制的傳送方式，如果沒(méi)有電話的鈴聲即中斷請(qǐng)求，總經(jīng)理處境就會(huì)超級(jí)尷尬，因?yàn)闆](méi)有鈴聲，總經(jīng)理并不會(huì)確定是不是有人呼叫，那么總經(jīng)理每寫(xiě)完就要拿起電話來(lái)看有沒(méi)有人呼叫，連續(xù)這樣不斷顯然這會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間以及資源。而CPU中斷響應(yīng)過(guò)程就是CPU會(huì)暫且停止自己的工作，然后處理其他事情的過(guò)程，那么對(duì)這整個(gè)所有時(shí)間差的這樣處理過(guò)程就是中斷服務(wù)，中斷返回就是指當(dāng)事件被處理完畢然后再回到原來(lái)被中斷的事件的所在。某件事情正在被CPU處理時(shí)，比如一個(gè)電平的變化這樣發(fā)生在外部的某一個(gè)事情可以讓CPU及時(shí)做出回應(yīng)，在這種情況下CPU就會(huì)暫時(shí)停止目前工作，因?yàn)镃PU此時(shí)會(huì)處理現(xiàn)在正在發(fā)生的事情，僅僅當(dāng)該事情被處理完畢，CPU會(huì)回到原來(lái)事件被中止的地方繼續(xù)做出運(yùn)行原來(lái)工作這樣的過(guò)程被稱為中斷。而且在單片機(jī)在查詢數(shù)據(jù)傳送時(shí)，CPU只能查詢，不能做其他的事情，所以說(shuō)也有那一部分時(shí)間就要處于等待狀態(tài)，等待I/O接口做好準(zhǔn)備。在下述兩種情況可考慮采用DMA方式：? 外設(shè)和存儲(chǔ)器之間有大量的數(shù)據(jù)需要傳送，如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的大量數(shù)據(jù)需要快速送到微機(jī)系統(tǒng)的RAM中。但可以用中斷方式來(lái)減少等待時(shí)間，提高CPU效率。而且在這個(gè)等待過(guò)程中，CPU也不可以進(jìn)行任何其他操作，所以效率會(huì)大大降低[12]。待傳送下一次數(shù)據(jù)時(shí)，然后重復(fù)上述步驟，而且等待也可以不用循環(huán)等待，如圖(b) 所示可以通過(guò)軟件插入固定延時(shí)來(lái)完成。（a）圖為查詢方式程序一般流程圖。啟動(dòng)外部設(shè)備輸入狀態(tài)信息 N延遲準(zhǔn)備好？ Y傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù) （a） (b) 查詢方式流程圖查詢傳送方式中的狀態(tài)信息一般只需要用一位二進(jìn)制碼，所以僅僅只需要一個(gè)觸發(fā)器就既可以在接口中保存又產(chǎn)生狀態(tài)信息。在輸入操作模式下，必需要知道要輸入的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被外設(shè)準(zhǔn)備好；在輸出模式下，需要知道計(jì)算機(jī)上一次輸出的數(shù)據(jù)是否被外設(shè)已經(jīng)處理完畢。在查詢方式下，輸入和輸出都是以計(jì)算機(jī)為主動(dòng)的一方。因此無(wú)條件傳送方式不需要交換狀態(tài)信息，僅僅需要在程序中加入訪問(wèn)外設(shè)的指令，數(shù)據(jù)傳送便可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，但在平時(shí)中無(wú)條件傳送方式很少會(huì)被使用[9]。2 中斷系統(tǒng) 單片機(jī)的輸入輸出方式同其他微機(jī)系統(tǒng)一樣單片機(jī)系統(tǒng)若要運(yùn)行需要CPU不間斷的與外部輸入/輸出設(shè)備交換信息，外部設(shè)備和CPU之間的交換通常有以下幾種方式：① 程序控制傳送方式，有兩種方式分別為無(wú)條件傳送和查詢傳送方式② 中斷傳送方式③ 直接存儲(chǔ)器（DMA）方式。 I/O接口P0P3是80C51單片機(jī)內(nèi)4個(gè)與外部交換信息的8位并行接口，每個(gè)端口都是準(zhǔn)雙向的，每個(gè)接口都可以用作輸入或輸出且具有8條I/O線，和RAM統(tǒng)一編址的有四個(gè)鎖存器，它們屬于P0P3口，又可以被當(dāng)做SFR來(lái)尋址[7]。21個(gè)特殊功能寄存器被包含在這128個(gè)字節(jié)RAM中，P0P3口鎖存器就屬于這些特殊功能寄存器。2 存儲(chǔ)器89C51片內(nèi)有RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）和Flash ROM（程序存儲(chǔ)器，只能讀）兩類(lèi)，它們有各自獨(dú)立的哈弗結(jié)構(gòu)即存儲(chǔ)地址空間。PC的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址，所以要想改變程序執(zhí)行的方向可以改變PC的內(nèi)容，所以本質(zhì)上就是程序的字節(jié)地址計(jì)數(shù)器。該脈沖信號(hào)是時(shí)間的最小單位，可作為89C51單片機(jī)工作的基本節(jié)拍，在基本節(jié)拍的控制下各部位協(xié)調(diào)的工作。指令譯碼器ID、指令寄存器IR、程序計(jì)數(shù)器PC等。可以使C與其他尋址位之間進(jìn)行與、或操作，結(jié)果存放在位累加器C中，也可以執(zhí)行位取反、位等于1轉(zhuǎn)移、位等于1轉(zhuǎn)移并清零、位清零、位等于0轉(zhuǎn)移、置位以及位累加器C和其他可尋址的空間進(jìn)行信息傳送等位操作。B：是一個(gè)8位寄存器，若不作乘除運(yùn)算，它可以作為通用寄存器使用，在乘除運(yùn)算時(shí)，可以用來(lái)存放一個(gè)操作數(shù)。PSW：是一個(gè)8位程序狀態(tài)寄存器，相當(dāng)于一般微處理器的標(biāo)志寄存器，可用于指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息。ACC：累加器。ALU：邏輯運(yùn)算單元。 中央處理單元CPU作為一個(gè)單片機(jī)的核心，由運(yùn)算器和控制器等部件組成，是單片機(jī)的控制和指揮中心。 89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)89C51單片機(jī)與8051/8031/8751芯片的指令系統(tǒng)和外部引腳相兼容，只是其中ROM/EPROM被Flash ROM替代，而且89C51單片機(jī)還有硬件看門(mén)狗。片內(nèi)Flash ROM有兩種方法來(lái)編程，一種是利用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器，另一種可以改變系統(tǒng)內(nèi)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)以及CMOS技術(shù)。89LV51是89C51單片機(jī)的一種低電壓的型號(hào)，僅僅除了電壓有區(qū)別外，其它完全相同[5]。而在另一種方式中,保存片內(nèi)RAM內(nèi)容，凍結(jié)時(shí)鐘，片內(nèi)振蕩器會(huì)停止工作，暫停所有的功能，一直到下一次硬件復(fù)位?？臻e方式能夠省電是因?yàn)镃PU可以停止工作。 ⑨ 89C51單片機(jī)具有節(jié)電工作方式特點(diǎn)若是與8051相比較而言，即掉電方式或休閑方式。⑦ 具有一個(gè)可以用于單片機(jī)和（單片機(jī)）PC之間的串行通信全雙工UART串行I/O接口[3]。④ 單片機(jī)內(nèi)具有輸入、輸出端口P0—P3，是并行I/O的4個(gè)8位端口⑤ 單片機(jī)內(nèi)含有具有定時(shí)方式和計(jì)數(shù)方式的2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其功能既可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的控制也可以用于外部事件計(jì)數(shù)。 89C51單片機(jī)基本組成 89C51單片機(jī)包括：① 一個(gè)8位的80C51微處理器② 單片機(jī)內(nèi)含有可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)RAM和STF即數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，具有256字節(jié)，可以儲(chǔ)存一些數(shù)據(jù)比如欲顯示的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的最終結(jié)果和中間運(yùn)算的結(jié)果等[2]。因?yàn)樵黾恿藘?chǔ)存器Flash OM可以閃速可電改寫(xiě)，所以給單片機(jī)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用帶來(lái)很大的方便[1]。本論文目的是使一個(gè)計(jì)數(shù)程序顯示并實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，通過(guò)工業(yè)字符型液晶即LCD1602設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路使計(jì)數(shù)程序顯示出來(lái)，并通過(guò)24L01無(wú)線模塊來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的收發(fā)電路與程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。同時(shí)，在學(xué)習(xí)使用單片機(jī)芯片之前，最好是要先理解計(jì)算機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，芯片已經(jīng)成為一臺(tái)電腦?；跓o(wú)線模塊數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄引言 11 89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及其原理 2 89C51單片機(jī)基本組成 2 89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4 中央處理單元 4 控制器 5 I/O接口 52 中斷系統(tǒng) 6 單片機(jī)的輸入輸出方式 6 無(wú)條件傳送方式 6 查詢傳送方式 6 直接存儲(chǔ)器存?。―MA）方式 7 中斷中斷的概念 8 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及中斷控制 9 89C51中斷源 10 中斷如何響應(yīng)以及中斷處理過(guò)程 113 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 15 定時(shí)和計(jì)數(shù)的概念 15 定時(shí)器計(jì)數(shù)器的組成 154 程序設(shè)計(jì)與無(wú)線傳輸 17 17 無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)電路與程序設(shè)計(jì) 18 程序設(shè)計(jì) 215 結(jié)論與展望 33 結(jié)論 33 展望 33參考文獻(xiàn) 34致謝 35文獻(xiàn)綜述 36外文翻譯 391外文原文 392 中文譯文 47I引言單片機(jī)，也被稱為單片微控制器，它不是完成一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一盒計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片。相當(dāng)于一個(gè)微機(jī)，與計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只是缺乏I/O設(shè)備。它的小體積、低價(jià)格的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為技術(shù)人員在應(yīng)用和開(kāi)發(fā)階段提供很大的便利。LCD1602即工業(yè)字符型液晶是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件， GHz～ GHz ISM頻段。nRF24L01功耗低，工作電流也只有9 mA，接收時(shí)， mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。1 89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及其原理世界上生產(chǎn)80C51單片機(jī)的廠家有SST、NXP和STC等公司，而且與舊的80C31單片機(jī)相比，80C51單片機(jī)具有低功耗、高性能具有更豐富放入硬件資源等特點(diǎn)。89C51=80C31+373+2732,而且芯片價(jià)格便宜，所以有非常廣泛的應(yīng)用。③ 單片機(jī)內(nèi)含有可以存放表格以及程序和原始數(shù)據(jù)的Flash ROM，即4KB的程序儲(chǔ)存器。 ⑥ 內(nèi)含5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷控制系統(tǒng)，且具有中斷優(yōu)先級(jí)功能。⑧ 電路由時(shí)鐘以及片內(nèi)振蕩器產(chǎn)生，其頻率不得超過(guò)24MHZ且石英晶體需要外接，微調(diào)電容也是需要外接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256字節(jié)RAM/SFR程序存儲(chǔ)器4KB Flash ROM振蕩器和時(shí)序OSC 外部事件計(jì)數(shù)輸入 216位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 可編程全雙工串行口可編程I/O64KB總線擴(kuò)展控制器80C51CPU DBUS 內(nèi)中斷外中斷 控制 P0 P2 P1 P3 89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖這些片上的8位數(shù)據(jù)總線（DBUS）連接，89C51單片機(jī)的工作頻率可以降到0HZ是因?yàn)槠溆玫氖庆o態(tài)邏輯，而且還具有省電方式功能，省電方式可以用空閑方式以及掉電方式兩種軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且此時(shí)的電流是正常方式的百分之15左右，所以可極大的省電[4]。在這種方式下電流甚至可以降到15微安以下。 89C51單片機(jī)是一種低功耗，低電壓，高性能的8位單片機(jī)。其輸出引腳以及指令系統(tǒng)都可以與MCS51兼容。所以89C51單片機(jī)具有價(jià)格合理、靈活性高、功能性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)而且89C51單片機(jī)在各種控制領(lǐng)域都可以有著極大的應(yīng)用。一個(gè)完整的89C51單片機(jī)由存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器和I/O接口組成，下面簡(jiǎn)要描述各部分功能。運(yùn)算器包括8位的暫存器暫存器 PSW（程序狀態(tài)寄存器）、8位的累加