【正文】 /TOSC1/TOSC2端口B為8位雙向I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。通過(guò)時(shí)鐘選擇熔絲位的設(shè)置，PB6可作為反向振蕩放大器或時(shí)鐘操作電路的輸入端。PB口的第二功能詳細(xì)的見(jiàn)表1：表1 PB口的第二功能端口引腳 第二功能PB7 XTAL2 (芯片時(shí)鐘振蕩器引腳2)TOSC2 (定時(shí)振蕩器引腳2)PB6 XTAL1 (芯片時(shí)鐘振蕩器引腳1或外部時(shí)鐘輸入)TOSC1 (定時(shí)振蕩器引腳1)PB5 SCK (SPI總線的主機(jī)時(shí)鐘輸入)PB4 MISO (SPI總線的主機(jī)輸入/從機(jī)輸出信號(hào))PB3 MOSI (SPI總線的主機(jī)輸出/從機(jī)輸入信號(hào))OC2 (T/C2輸出比較匹配輸出)PB2 SS (SPI總線主從選擇)OC1B (T/C1輸出比較匹配B輸出)PB1 OC1A (T/C1輸出比較匹配A輸出)PB0 ICP1 (T/C1輸入捕獲引腳) 端口C：(PC6……PC0) 端口C為7位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。若RSTDISBL熔絲位編程，則PC6作為I/O引腳使用。而持續(xù)時(shí)間小于門(mén)限時(shí)間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀態(tài)。程序存儲(chǔ)器里的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行。這個(gè)概念實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行?？焖僭L問(wèn)寄存器文件包括32個(gè)8位通用工作寄存器，訪問(wèn)時(shí)間為一個(gè)時(shí)鐘周期。在典型的ALU操作中，兩個(gè)位于寄存器文件中的操作數(shù)同時(shí)被訪問(wèn)，然后執(zhí)行運(yùn)算，結(jié)果再被送回到寄存器文件。寄存器文件里有6個(gè)寄存器可以用作3個(gè)16位的間接尋址寄存器指針以尋址數(shù)據(jù)空間，實(shí)現(xiàn)高效的地址運(yùn)算。這些附加的功能寄存器即為16位的X、Y、Z 寄存器。ALU也可以執(zhí)行單寄存器操作。 ATMEGA8 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路及軟件流程為了簡(jiǎn)化電路的復(fù)雜性和利于系統(tǒng)的數(shù)字化，SPWM 的生成利用純軟件生成法，即只需要單片機(jī)的最小系統(tǒng)加程序即可完成 SPWM的生成。ATMEGA8 單片機(jī)的最小系統(tǒng)硬件連接圖如圖 412所示：1PC62PD03PD14PD25PD36PD47VCC8GND9PB610PB711PD512PD613PD714PB0 15 PB116 PB217 PB318 PB419 PB520 AVCC21 AREF22 GND23 PC024 PC125 PC226 PC327 PC428 PC5ATMEGA81 2Y112MHzC2222pFC2322pF123456JP1+5V圖 412 ATMEGA8單片機(jī)最小系統(tǒng)SPWM的產(chǎn)生是用 ATMEGA8內(nèi)部的定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)的,根據(jù) SPWM每等份的不同,在重新加載時(shí)給與不同的定時(shí)時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)按正弦規(guī)律變化的 SPWM輸出。 圖 413 主程序流程裝載定時(shí)器初始化開(kāi)中斷結(jié)束關(guān)中斷輸出口取反中斷入口重新裝載定時(shí)器開(kāi)中斷退出中斷 圖 414 中斷程序流程 電壓采集單元電路ECU是控制系統(tǒng)的核心，其作用是對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、運(yùn)算處理和邏輯判斷，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的控制程序和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，向各執(zhí)行器發(fā)出控制指令，控制各執(zhí)行器的工作。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 89S52 單片機(jī)的管腳說(shuō)明 1 管腳圖MCS51的管腳圖如圖 415所示。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。P1 口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。 P3口：P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向 I/O口。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流這是由于上拉的緣故。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。圖 416 復(fù)位電路RST：復(fù)位輸入。當(dāng) 8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，系統(tǒng)即初始復(fù)位。2 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 417所示。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。89S52單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線 [9]。5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）89S52內(nèi)部有 128個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的 RAM只有 128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。7 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 89S52有兩個(gè) 16位的可編程，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。9 全雙工串行口 89S52內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。11 時(shí)鐘電路 89S52內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 89S52單片機(jī)需外置振蕩電容。INTEL 的 MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式 。由圖可知，ADC0809 由一個(gè) 8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器 [11]等其它一些電路組成。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)。圖 418 ADC0809的內(nèi)部圖 ADC0809 管腳說(shuō)明 ADC0809進(jìn)行 AD采集，將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，送到單片機(jī) AT89S52，然后用數(shù)碼管顯示電壓。但是單片機(jī)只能加工和處理數(shù)字量，因此在單片機(jī)應(yīng)用中凡遇到有模擬量的地方，就要進(jìn)行模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)選擇模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是 ADC0809，之所以選擇 ADC0809是因?yàn)樗目刂品椒ū容^簡(jiǎn)單，能達(dá)到系統(tǒng)的要求。如果數(shù)字量的位數(shù)為 n，則 A/D轉(zhuǎn)換率的分辨率為2n，即模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)滿刻度的 2n輸入量作出反應(yīng)，例如 8位數(shù)的分辨率為1/256，10 位數(shù)分辨率為 1/1024……可見(jiàn)，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高，亦即轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化的敏感程度也就越高。1 ADC0809引腳圖如圖 419所示：IN31IN42IN53IN64IN75START6EOC 7D3 8OE9CLK10 VCC 11REF+ 12GND13D1 14D2 15REF 16D0 17D4 18D5 19D6 20D7 21ALE22ADD C23ADD B24ADD A25IN026IN127IN228UADC0809N圖 419 ADC0809引腳圖IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道。ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8路模擬輸入中的一路。ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。ADDA，ADDB 和 ADDC為地址輸入線，用于選通IN0－IN7 上的一路模擬量輸入。當(dāng) START上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START 應(yīng)保持低電平。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端，因 ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHz。 VCC：電源，＋5V 輸入。 ADC0809的工作過(guò)程是：首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。START 上升 沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。直到 A／D 轉(zhuǎn)換完成，EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可 用作中斷申請(qǐng)。2 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 ① ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89C51單片機(jī)直接相連。 ③ 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 ADDA，ADDB，ADDC 端口上。 ⑤ 是否轉(zhuǎn)換完畢，根據(jù) EOC信號(hào)來(lái)判斷。 3 主要特性① 8 路 8位 A／D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8位。 ③ 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs④ 單個(gè)＋5V 電源供電 ⑤ 模擬輸入電壓范圍 0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ADC0809 電路及軟件流程電壓采集包括：采集和顯示兩部分，都是由單片機(jī) AT89S52控制。ADC0809 的時(shí)鐘取自于單片機(jī)的 ALE引腳。1 系統(tǒng)流程圖 4－21 為其系統(tǒng)流程圖。AD 采集到送顯的過(guò)程中是循環(huán)的，以保證 AD不斷的采集數(shù)據(jù)，數(shù)碼管不斷的顯示所測(cè)量的電壓。中斷流程子程序是：首先從 ADC0809中讀出轉(zhuǎn)換完的 8位數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)存入 71H、72H、73H 和 74H中。圖 4－22 為 AD采集子程序的流程圖。單片機(jī)輸出的是小信號(hào)的 SPWM波形，先將其通過(guò)光電耦合電路進(jìn)行隔離放大后，再送入 IGBT放大進(jìn)行開(kāi)關(guān)放大到所需的電壓值，經(jīng)過(guò)低通濾波后得到所需的正弦波電壓信號(hào)?？梢杂糜谂炌?，飛機(jī)及機(jī)載設(shè)備、雷達(dá)、導(dǎo)航等軍用電子設(shè)備，以及其它需要的中頻電源控制設(shè)備。3 在此期間保證輸出頻率的不變，波形沒(méi)有明顯的失真。 /*unsigned char timer_long[40]={0x01,0x39, 。*/unsigned char timer_long[20]={0x01,0x37,//0x35,0x02,0xc5,//0xc3,0x03,0x7d,//0x7b,0x03,0xb9,//0xb7,0x03,0xdd,//0xdb,0x03,0xdd,//0xdb,x03,0xb9,//0xb7,0x03,0x7d,//0x7b,0x02,0xc5,//0xc3,0x01,0x37,//0x35, }。 DDRB = 0xFF。 //m103 output only DDRC = 0x00。 DDRD = 0x00。 //stop TCNT1H = 0xFF。 OCR1AH = 0x00。 OCR1BH = 0x00。 ICR1H = 0x00。 TCCR1A = 0x00。 //start Timer}pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:9void timer1_ovf_isr(void){ //TIMER1 has overflowedk++。if(k==1){ TCNT1H = 0xfftimer_long[2*i]。 //reload counter low value if(out_date==0) {PORTB =PORTB|0x01。0xfd。PORTB =PORTBamp。} i++。 //reload counter high value TCNT1L =0xff+timer_long[2*i+1]。 //reload counter low value // TCNT1H =0xf8+timer_long[2*i]。16M // TCNT1L =0x2f+timer_long[2*i+1]。 //reload counter high value // TCNT1L =0xbf+8*timer_long[2*i+1]。0xfe。0xfd。0xfd。0xfe。out_date++。}。}//call this routine to initialize all peripheralsvoid init_devices(void){ //stop errant interrupts until set up CLI()。 timer1_init()。 GICR = 0x00。 //timer interrupt sources SEI()。 //insert your functional code here...}附錄 3 電壓采集程序。