【正文】 18 值時(shí)，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)， VPD 就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供備用電源。 （ 29 引腳）此腳輸出為 單片機(jī)內(nèi)訪問外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，在讀取外部指令期間， PSEN 非有兩次在每個(gè)周期有效，在此期間， 每當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，兩個(gè)有效的 PSEN 非將不再出現(xiàn)，同樣這個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。當(dāng) 保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器，對(duì) 8031 而言，此腳必須接地。 8031 有一個(gè)全雙工串行口，這個(gè)串行口既可以在程序下把 CPU的 8 位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進(jìn)來變成并行數(shù)據(jù)給 CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單 獨(dú)進(jìn)行也可以同時(shí)進(jìn)行。 3. 2. 2. 3 8031 程序存儲(chǔ)器 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部 ROM 是不同的， 8051 有 4K的 ROM，而 8751 則是更多資料 19 4K 光可擦寫 EPROM，而我們所采用的 8031 則沒有片內(nèi)的 ROM，但是無論那種型號(hào)的芯片都可以在片外擴(kuò)展多達(dá) 64K 的片外程序存儲(chǔ)器，外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的大小以滿足系統(tǒng)要求即可，或有特殊要求或?yàn)榱艘院笊?jí)方便采用大容量的片外程序存儲(chǔ)器。 單片機(jī)有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器 PC，它始終存著 CPU要讀取的機(jī)器碼的所在地址，單片機(jī)工作時(shí)， PC 自動(dòng)加一，此時(shí)程序開始順序 執(zhí)行，因?yàn)閱纹瑱C(jī)程序 訪問空間是64K，故需要 16 條地址線，當(dāng) 接“ 0”則 8031 在片外程序存儲(chǔ)器中讀取指令，此時(shí)片外程序存儲(chǔ)器從 0000H 開始編址，因?yàn)?8031 無片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，故在此系統(tǒng)中必須接地使 CPU到外部 ROM 中去尋址。 0003H 單元：外部中斷 0 入口地址。 0013H 單元：外部中斷 1 入口地址。 0023H 單元：串行口中斷入口地址。 3. 2. 2. 4 8031 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放運(yùn)算中間的結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位、待測(cè)程序等功能。 低 128 字節(jié)中的 20H～ 2FH 共 16 字節(jié)可用位尋址方式訪問各位，共 128 個(gè)位地址， 30H～ 7FH 共 80 個(gè)單元為用戶 RAM 區(qū)，作堆?；驍?shù)據(jù)緩沖用，片內(nèi) RAM 不夠用時(shí)，須擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。寫時(shí)用 ，讀時(shí)用 做外更多資料 20 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的選通信號(hào) 3. 2. 2. 5 特殊功能寄存器 SFR 8031 有 21 個(gè)專用寄存器，他們是用來管理 CPU和 I/O 口以及內(nèi)部邏輯部件的，在指令中專用寄存器是以存儲(chǔ)單元方式被讀寫的，專用寄存器雖有名稱，但尋址時(shí)都做專用寄存器用，它們的地址是與片內(nèi) RAM 的地址相連的。 寄存器 B：進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)，寄存器 B 有特定的用途，在乘時(shí)存放一個(gè)乘數(shù)以及積的最高位， A 中存放另一個(gè)乘數(shù)以及積的低位。 堆棧指針 SP：在子程序調(diào)用或中斷時(shí)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它按先 進(jìn)后出的原則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它是一個(gè)八位寄存器它指出堆棧頂部在片內(nèi) RAM 中的位置，系統(tǒng)復(fù)位后， SP 變成 07H，使堆棧從 00 單元開始。 程序狀態(tài)字 PSW：七位用來表征各種標(biāo)志，另一位無意義。 AC：當(dāng)進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)并產(chǎn)生由低四位向高四位的進(jìn)位或借位時(shí)， AC 置1，否則清 0。 F0： F0 常不是由機(jī)器來指令執(zhí)行中形成的，而是用戶根據(jù)程序的需要進(jìn)行設(shè)置的，這個(gè)位一經(jīng)確定就可通過軟件測(cè)試來決定用戶程序的流向。 OV：用以指示運(yùn)算是否發(fā)生溢出，由機(jī)器執(zhí)行指令自動(dòng)形成，若機(jī)器在執(zhí)行指令過程中累加器 A 超過 8 位，則 OV=1 否則為 0。在串行通信中常用奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果的正確性。 一、 復(fù)位方式 當(dāng) MCS5l 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。常用的上電復(fù)位電路如圖 (315a)中左圖所示。上電后，保持RST 一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻 R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能，如圖 (315a)中 所示。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖 (315b)所示。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 圖 316 單片機(jī)的復(fù)位電路 圖 (316a)中： Cl＝ 1030uF， R1＝ 1kO 圖 (316b)中： C：＝ 1uF， Rl＝ lkO， R2＝ 10kO 二、掉電和低功耗方式 人們往往在程序運(yùn)行中系統(tǒng)發(fā)生掉電的故障，使 RAM 和寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失， 使人們丟失珍貴的數(shù)據(jù)而束手無策， 8031 有掉電保護(hù)，是先把有用的數(shù)據(jù)保存，再用備用電源進(jìn)行供電。 8031 對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可進(jìn)行 0000H～FFFFH的 64K字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。 一、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 由于 8031 無內(nèi)部 ROM ，故擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器地址為 0000H～ FFFFH， 考慮系統(tǒng)的需要，我們將 8031 的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展為 4K EPROM，采用 2764 作為 ROM 芯片。在程序擴(kuò)展中，我們選用的地址鎖存器是 74LS373 當(dāng)三態(tài)門的 為低電平時(shí)，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q 端輸出，否則 為高電平，輸出為三態(tài)門斷開，輸出端對(duì) 外電路呈高阻態(tài)，所以在這里 為低電平，這時(shí)當(dāng)G 端為高電平時(shí)，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng) G 由高電平下落為低電平時(shí)，輸入端 1D～ 8D 的數(shù)據(jù)鎖入 1Q～ 8Q 中。當(dāng) VPP=+5V時(shí)， EPROM 處于讀工作方式：這時(shí)由給定地址信號(hào)決定被選中存儲(chǔ)器單元信息。維持方式：當(dāng) 為高電平時(shí)， VPP 為 +5V， EPROM 處于低功耗方式，輸出端均為高阻態(tài)，這與 輸入無關(guān)。 2764 與 8031 的連接如圖 317 所示 圖 316 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 更多資料 23 在選用芯片擴(kuò)展的同時(shí)要考慮滿足系統(tǒng)的要求的前提下，使電路簡(jiǎn)化，盡量選擇大容量的芯片，以減少芯片組合的數(shù)量，在芯片型號(hào)的選擇上選用滿足應(yīng)用環(huán)境要求的芯片型號(hào)。但往往在系統(tǒng)的要求下片內(nèi) RAM 不能滿足要求，用戶只有選擇擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。我們 采用 8K 靜態(tài) RAM6264 進(jìn)行擴(kuò)展。 6264 是 8K*8 位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展類似，讀寫控制信號(hào)與 8031 的 和 相連。如圖 318:所示： 圖 318 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D108031D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U?74L S 373GNDA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1021A 1123A 122C S 120C S 226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719U?6264R?1Kvc c 3. 2. 4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù) 單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的 RAM 數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護(hù)是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動(dòng)保護(hù) RAM 中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。 8031 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為 XTAL1 和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器 電路中的 C C2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采用的晶振頻率為 12MHZ。本設(shè)計(jì)是利用 8031 的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤 /顯示器接口。應(yīng)用 8031的串行口方式 0 的輸出方式，在串行口外接移位寄存器 74LS164，構(gòu)成鍵盤 /顯示器接口，其硬件接口電路 如圖 320 所示： 更多資料 25 圖 320 鍵盤及顯示與主機(jī)的硬件接口 圖中下邊的 8 個(gè) 74LS164： 74LS164（ 0）～ 74LS164（ 7）作為 8 位段碼輸出口，74LS138 的 Y0 作為鍵輸入線， Y2 作為同步脈沖輸出控制線。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是 CPU 不必頻繁的為顯示服務(wù)，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，從而使單片機(jī)有更多的時(shí)間處理其他事務(wù)。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過 MCS51 的 1 根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲。在圖中， 接晶體管基極輸 入端。 圖 321 是一個(gè)簡(jiǎn)單的使用三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路： 更多資料 26 圖 321 三極管驅(qū)動(dòng)的峰鳴音報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)是為在溫濕度測(cè)量中對(duì)溫濕度的上下限超出是的提示報(bào)警，接口位于單片機(jī) AT89C51 的 口，但溫濕度過限時(shí)， 口被置 0，本系統(tǒng)開始工作。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和 T0 中斷服務(wù)程序兩部分組成。對(duì)一般線性儀表來說，標(biāo)度變換公式為： 式中： A0 為一次測(cè)量?jī)x表的下限； Am 為一次測(cè)量?jī)x表的上限； AX為實(shí)際測(cè)量值； N0為儀表下限所對(duì)應(yīng)的數(shù) 字量； Nm為儀表上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； NX為測(cè)量所得數(shù)字量。機(jī)械工業(yè)出版社， 20 于微波、林曉梅、劉俊萍 .微型機(jī)算計(jì)控制系統(tǒng) .吉林人民出版社， 21 童詩白 .模擬電子技術(shù)