汽車(chē)防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1、目錄目錄i摘要iiiabstractiv緒論1第1章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案31.1 設(shè)計(jì)方案確定31.2 系統(tǒng)的整體框圖4第2章 主控系統(tǒng)芯片的介紹52.1 51系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)52.1.1 at89c51單片機(jī)基本組成及主要特點(diǎn)52.1.2 at89c51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能72.1.3 at89c51 工作原理102.1.4 定時(shí)器172.1.5單片機(jī)的中斷系統(tǒng)212.2 地址鎖存器272.3程序存儲(chǔ)器282.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器282.5傳感器的選用282.5.1傳感器的種類(lèi)、原理和性能292.5.2傳感器的選擇302.5.3傳感器的安裝要點(diǎn)332.5.4 cla-3全向振動(dòng)傳感器33第3章 單片機(jī)

2、及其外圍電路的設(shè)計(jì)363.1遙控器模塊電路檢測(cè)363.2檢測(cè)電路373.3電源電路383.4“看門(mén)狗“電路393.5單片機(jī)控制電路393.6報(bào)警電路403.7整體電路41第4章 程序設(shè)計(jì)43第5章 系統(tǒng)調(diào)試515.1硬件調(diào)試515.2軟件調(diào)試51結(jié)論52參考文獻(xiàn)53致謝54摘要這些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，人們生活水平也有了顯著的提高，世界的距離也在不斷地縮小，隨著交通日益發(fā)達(dá)，越來(lái)越多的汽車(chē)進(jìn)入了人們的日常生活，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)偷盜技術(shù)越來(lái)越高，令人們防不勝防，以對(duì)全世界造成極大地危害汽車(chē)防盜問(wèn)題也成為了一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。無(wú)論是對(duì)汽車(chē)制造商還是社會(huì)保險(xiǎn)業(yè)都具有

3、極其重要的研究?jī)r(jià)值。如何制造出更為嚴(yán)范的法規(guī)，開(kāi)發(fā)出更為有效的汽車(chē)防盜裝置，減少車(chē)主的損失是今后人們研究的主要課題。本文介紹了本次畢節(jié)設(shè)計(jì)的課題，汽車(chē)防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的功能是通過(guò)檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)防盜的，當(dāng)沒(méi)有振動(dòng)時(shí)，保持預(yù)警狀態(tài)，有振動(dòng)時(shí)就報(bào)警。本系統(tǒng)主要包括五個(gè)部分的電路：遙控器模塊電路、振動(dòng)檢測(cè)電路、單片機(jī)控制電路、報(bào)警電路、看門(mén)狗電路。振動(dòng)檢測(cè)電路的主要功能是；檢測(cè)汽車(chē)是否有振動(dòng)，當(dāng)沒(méi)有振動(dòng)時(shí)，輸出保持低電平，當(dāng)有振動(dòng)時(shí)，檢測(cè)電路產(chǎn)生數(shù)字脈沖信號(hào)，送到單片機(jī)控制電路。單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它接收檢測(cè)電路傳來(lái)的信號(hào)，并通過(guò)程序來(lái)加以處理和控制報(bào)警電路，當(dāng)它接收到的是低

4、電平時(shí)，就保持報(bào)警電路關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)它一旦接收到脈沖信號(hào)時(shí)就開(kāi)啟報(bào)警電路。報(bào)警電路主要實(shí)現(xiàn)聲音和光兩種報(bào)警。看門(mén)狗防止程序跑飛。關(guān)鍵詞 汽車(chē)防盜報(bào)警器 遙控器模塊電路 報(bào)警電路 看門(mén)狗電路abstractrecent year,along with the social economy development as well as industrial development progressing by leaps and bounds,the lives of the people level also had the remarkable enhancement,the world dis

5、tance unceasingly was also reducing,was day by day developed along with the transportation,more and more many automobiles entered peoples daily life,along with the science and technology development,the automobile stole the technology to be more and more high,makes the people to be virtually impossi

6、ble to guard against,has caused the enormous harm to the world,the automobile security question has also become a not allow to neglect question, regaedless of were all has extremely important research value to the automobile manufacturer of the social insurance business,how formulated yan fans law a

7、nd regulation,development the more effective automobile security installment,reduced the vehicle owner. the loss is the important topic which the next peopie will study.this article introduced this graduation project topic automobile burglar alarm design.the overall system function is realizes the a

8、utomobile through the examination security,when does not have the vibration,the maintenance early warning condition,has when the vibration reports to the police.this system mainly includes five partial electric circuits:remote control module electric circuit, vibration examination electric circuit,m

9、onolithic integrated circuit control circuit,alarm circuit,watch-dog electric circuit.the vibration examines the electric circuit the main function is:examines the automobile whether has the vibration,when does not have the vibration,the output maintains the low level,when has the vibration,examines

10、 the electric circuit to produce the digital pulse signal, delivers the monolithic integrated circuit control circuit. the monolithic integrated circuit control circuit is the overall system core part, it receives the signal which the examination electric circuit transmits, and comes through the pro

11、cedure to process an d the control alarm circuit, when it receives is the low level, maintenance alarm circuit off-position,when it receives the pulse signal on opening alarm circuit. the alarm circuit main realization sound and the light two kinds report to the police, the watch-dog prevented the p

12、rocedure runs flies.3keyword alarm for the anti-thief;the circuit module of remote control; warning circuit; watch-dog緒論這些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，人們生活水平也有了顯著的提高，世界的距離也在不斷地縮小，隨著交通日益發(fā)達(dá)，越來(lái)越多的汽車(chē)進(jìn)入了人們的日常生活，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)偷盜技術(shù)越來(lái)越高，令人們防不勝防，以對(duì)全世界造成極大地危害汽車(chē)防盜問(wèn)題也成為了一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。無(wú)論是對(duì)汽車(chē)制造商還是社會(huì)保險(xiǎn)業(yè)都具有極其重要的研究?jī)r(jià)值。如何制造出更為嚴(yán)范

13、的法規(guī)，開(kāi)發(fā)出更為有效的汽車(chē)防盜裝置，減少車(chē)主的損失是今后人們研究的主要課題。汽車(chē)的防盜報(bào)警由于巨大的市場(chǎng)前景，出現(xiàn)了許多不同類(lèi)型的產(chǎn)品。雖然產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)各不相同，但概括來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)防盜裝置主要包括機(jī)械式防盜裝置、電子防盜裝置、網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)和其它防盜系統(tǒng)等等。機(jī)械式防盜裝置，它是比較常見(jiàn)的汽車(chē)防盜裝置，主要是利用簡(jiǎn)單的機(jī)械式原理鎖住汽車(chē)的某一結(jié)構(gòu)，使其不能有效發(fā)揮應(yīng)有的作用，以達(dá)到防盜的目的。目前，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的機(jī)械式防盜裝置有以下幾種：（1）方向盤(pán)鎖 即常見(jiàn)的拐杖鎖。主要是將方向與制動(dòng)腳踏板連接在一起，使其不能做大角度轉(zhuǎn)向或制動(dòng)，有的可直接使方向盤(pán)不能正常使用。（2）輪胎鎖 即用一

14、套鎖具把汽車(chē)的一個(gè)輪胎固定，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方法比較麻煩，而且鎖具也比較笨重。（3）變速器鎖 通常在停車(chē)后，把換擋桿推回p位或1擋位置，加上變速鎖，可使汽車(chē)本能換擋。 機(jī)械式防盜裝置主要靠鎖定離合器、換向盤(pán)、變速桿等來(lái)達(dá)到防盜的目的。但只能防盜不能報(bào)警。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，安裝簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是使用不隱蔽，防盜不徹底，拆裝比較麻煩。機(jī)械式防盜裝置經(jīng)歷數(shù)次技術(shù)升級(jí)后，目前有了較可靠的方向盤(pán)鎖和擋鎖等。此外，車(chē)主為了增加防盜安全系統(tǒng)，給車(chē)輛安裝數(shù)種機(jī)械式防盜裝置，可在一定程度上嚇走盜車(chē)賊，增加盜賊被發(fā)現(xiàn)的可能性。隨著電子技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用，各種電子防盜報(bào)警器應(yīng)運(yùn)而生。他克服了機(jī)械鎖只能防盜不能報(bào)警的缺點(diǎn)

15、。電子報(bào)警裝置設(shè)計(jì)比較先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。包括起動(dòng) 控制遙控車(chē)門(mén)和報(bào)警部分，主要由防盜控制單元識(shí)讀線(xiàn)圈、警告燈、汽車(chē)鑰匙等元件組成。其點(diǎn)火鑰匙和信號(hào)發(fā)生器也制成一體，當(dāng)鑰匙處于接通位置時(shí)，防盜起動(dòng)裝置向鑰匙接收器發(fā)出電信號(hào)，信號(hào)接收器隨即通過(guò)防盜起動(dòng)裝置向控制單元發(fā)送密碼信號(hào)以供識(shí)讀。車(chē)門(mén)控制和報(bào)警系統(tǒng)制成一體，報(bào)警系統(tǒng)在關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下鑰匙并鎖定車(chē)門(mén)，行李箱等后自動(dòng)進(jìn)入警戒狀態(tài)。若車(chē)門(mén)或發(fā)動(dòng)機(jī)蓋被強(qiáng)行打開(kāi)，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警。汽車(chē)電子防盜器一般都具有遙控功能，安裝隱蔽，操作簡(jiǎn)便。隨著科技的發(fā)展，汽車(chē)電子防盜器增加了許多方便、實(shí)用的附加功能。現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了具有雙向功能的電子防盜器，它不僅能由

16、車(chē)主遙控車(chē)輛，車(chē)輛還能將自身狀態(tài)產(chǎn)送給車(chē)主。網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)和車(chē)輛的起動(dòng)、截停、定位、及根據(jù)車(chē)主要求提供遠(yuǎn)程車(chē)況報(bào)告等功能。主要使用的網(wǎng)絡(luò)有g(shù)ps，即衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是靠鎖定點(diǎn)火或起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到防盜的目的。網(wǎng)絡(luò)式防盜突破了距離的局限，覆蓋范圍廣，可用于被盜汽車(chē)的跟蹤偵查，可全天候應(yīng)用，破案速度快，監(jiān)測(cè)定位高。gps防盜技術(shù)可以說(shuō)是一場(chǎng)技術(shù)革命，它一改傳統(tǒng)防盜器的被動(dòng)、孤立無(wú)援的被動(dòng)式服務(wù)，能為車(chē)主提供全方位的主動(dòng)式服務(wù)，是目前其它類(lèi)型汽車(chē)防盜系統(tǒng)不能比擬的。但我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)式防盜技術(shù)的發(fā)展水平比較落后，與發(fā)達(dá)國(guó)家還有明顯差距。本次設(shè)計(jì)汽車(chē)防盜報(bào)警器時(shí)，考慮到了實(shí)際情況，決定

17、采用振動(dòng)傳感器和單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。汽車(chē)防盜報(bào)警器主要由五部分組成：遙控器模塊電路、檢測(cè)電路、單片機(jī)處理電路、報(bào)警電路、看門(mén)狗電路。當(dāng)有振動(dòng)時(shí)，通過(guò)振動(dòng)傳感器接收檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)處理后，輸出報(bào)警信號(hào)，再由報(bào)警實(shí)現(xiàn)報(bào)警。報(bào)警電路主要由聲光報(bào)警兩個(gè)部分組成，看門(mén)狗電路防止程序跑飛。本次設(shè)計(jì)采用純數(shù)字電路的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣一方法使大量布局更加合理，另一方面在調(diào)試的過(guò)程中，有助于檢查電路的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的輸入輸出狀態(tài)變化，以使得系統(tǒng)的整體功能更加完善。本文首先對(duì)本次設(shè)計(jì)能夠采用的方案進(jìn)行了列舉。具體分析了實(shí)際情況后確定了本次設(shè)計(jì)采用的方案。然后，對(duì)采用的芯片作了介紹。接著，

18、詳細(xì)討論了本次設(shè)計(jì)所采用的電路以及它們的設(shè)計(jì)過(guò)程和在系統(tǒng)中所完成的功能。最后，對(duì)電 路在調(diào)試的過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題作了必要的描述，同時(shí)分析了它們產(chǎn)生的原因。并適當(dāng)?shù)靥岢隽私鉀Q的辦法，并把它們運(yùn)用于實(shí)際電路中，這樣使得電路的整體功能更加突出，更加有實(shí)用價(jià)值?？傊?，本文的論述是使本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所作的課題付諸實(shí)際應(yīng)用時(shí)能產(chǎn)生比較完善的功能，在實(shí)際應(yīng)用中，能發(fā)揮很好的整體效果，有更高的實(shí)用價(jià)值。第1章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案1.1 設(shè)計(jì)方案確定隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)防盜技術(shù)已向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多國(guó)家的汽車(chē)制造商研制出了比較先進(jìn)和實(shí)用性很強(qiáng)的汽車(chē)防盜報(bào)警器。例如：美國(guó)的鑰匙防盜技術(shù)、德國(guó)

19、的變密碼防盜技術(shù)、澳大利亞的電子追蹤防盜技術(shù)、中國(guó)的全方位遙控防盜技術(shù)等等。這些都是當(dāng)今世界上比較流行的汽車(chē)防盜技術(shù)。但是考慮到實(shí)際情況，由于各方面的條件限制，我做的汽車(chē)防盜報(bào)警器不可能達(dá)到那么高的技術(shù)含量，一方面要考慮自己理論知識(shí)的基礎(chǔ)，另一方面又要考慮制作和制作成所需的時(shí)間，還要考慮元器件的購(gòu)買(mǎi)問(wèn)題，最后決定采用的方案是：利用mcs-51單片機(jī)完成汽車(chē)報(bào)警器的設(shè)計(jì)。主要原因有：（1） 學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)mcs-51單片機(jī)的原理與相關(guān)技術(shù)，有一定的理論知識(shí)基礎(chǔ)。（2） 相關(guān)的參考資料比較齊全。（3） 使用的元器件比較普遍，容易購(gòu)買(mǎi)。（4） 制作成本比較低廉。（5） 實(shí)用性強(qiáng)利用mcs-51單片機(jī)完成

20、汽車(chē)防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)，包括檢測(cè)電路、單片機(jī)控制電路和程序以及報(bào)警器電路的設(shè)計(jì)。從而能熟練的掌握mcsf-51單片機(jī)的使用方法和程序設(shè)計(jì)以及相關(guān)的仿真、檢測(cè)技術(shù)。預(yù)測(cè)結(jié)果： 完成汽車(chē)防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)：利用振動(dòng)檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)是否有人或動(dòng)物接觸預(yù)警中的汽車(chē)如果有則發(fā)出聲光報(bào)警，如果沒(méi)有則保持預(yù)警狀態(tài)。1.2 系統(tǒng)的整體框圖汽車(chē)防盜報(bào)警器主要由五部分組成：遙控器模塊電路、檢測(cè)電路、單片機(jī)處理電路、報(bào)警電路、看門(mén)狗電路。當(dāng)有振動(dòng)時(shí)，通過(guò)振動(dòng)傳感器接收檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)處理后，輸出報(bào)警信號(hào)，再由報(bào)警實(shí)現(xiàn)報(bào)警。報(bào)警電路主要由聲光報(bào)警兩個(gè)部分組成，看門(mén)狗電路防止程序跑飛或使進(jìn)入死循環(huán)的程序

21、自動(dòng)恢復(fù)。電源電路向整個(gè)電路提供5直流電源。具體方框圖如圖1-2所示：第2章 主控系統(tǒng)芯片的介紹2.1 51系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)其全稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)（single-chip microcomputer）,亦稱(chēng)為微型控制器（microcontroller）,就是將cpu、ram、rdm、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種接口電路都集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。因此，一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)是體積小、成本低、功能強(qiáng)、功耗低，是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一。因而它適合作本設(shè)計(jì)的核心控制器件。單片機(jī)可分為多個(gè)品種及系列，at89c51屬于8位通用型51系統(tǒng)單片機(jī)。故以下介紹的都是這一類(lèi)的情況。2.1.1 a

22、t89c51單片機(jī)基本組成及主要特點(diǎn) mcs-51 系統(tǒng)單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。每一片單片機(jī)包括：（1）中央處理器cpu (2) 128b數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram，用以存放可以讀、寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算中間結(jié)果和最終結(jié)果等。 (3)4kb內(nèi)部程序存儲(chǔ)器rom，用以存放程序，亦可存放一些原始數(shù)據(jù)和表格。 (4) 4個(gè)8位輸入/輸出接口p0、p1、p2、p3。每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。 (5)2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。可以用來(lái)對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)器，并根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。 (6)內(nèi)部中斷控制系統(tǒng)。 (7)1個(gè)全雙工uart（通用異步接收發(fā)送器）串行i/o接口，使得數(shù)

23、據(jù)可以一位一位在計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間傳送，可以于單片機(jī)之間或單片機(jī)與微型之間串行通信。(8)內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但晶振和微調(diào)電容需要外接。振蕩頻率為1.2-12mhz。以上各部分通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)相連接。各種單片機(jī)性能比較如表2-1所示：mcs-51 系統(tǒng)單片機(jī)有如下一些特點(diǎn)：(1)單+5v供電，40腳封裝，常見(jiàn)的封裝有兩種，本設(shè)計(jì)使用at89c51的封裝為長(zhǎng)形，引腳排列如圖2-2所示；(2)1個(gè)由接收器和控制器組成的8位微處理器（cpu）；(3)片內(nèi)有振蕩器電路和時(shí)鐘電路；(4)4個(gè)8位并行i/o接口，既可以作輸入，也可以用作輸出；(5)擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍可達(dá)64kb；(6)2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)

24、數(shù)器；(7)具有2個(gè)優(yōu)先級(jí)的5個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)；(8)可編程全雙工串行通道；(9)布爾處理器；(10)128個(gè)用戶(hù)位置尋址單元。2.1.2 at89c51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能 at89c51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2-3所示 單片機(jī)內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)之間通過(guò)總線(xiàn)交換信息。所謂總線(xiàn)是學(xué)校流通的公共通道，總線(xiàn)上的信息可以同時(shí)輸送給幾個(gè)部件，但不允許幾個(gè)信息同時(shí)輸送給總線(xiàn)，否則將產(chǎn)生信息沖突。總線(xiàn)按傳送信息不同來(lái)分，可分為數(shù)據(jù)總線(xiàn)（db）、控制總線(xiàn)（cb）地址總線(xiàn)（ab）。數(shù)據(jù)總線(xiàn)cpu、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口之間傳送數(shù)據(jù)，如從存儲(chǔ)器到cpu，把運(yùn)算結(jié)果從cpu 送到外部設(shè)備等。數(shù)據(jù)總線(xiàn)是雙向的，控制總線(xiàn)是

25、傳送cpu發(fā)出的控制信號(hào)，也可以使其它部件輸入到微處理器的信息，對(duì)于每一個(gè)控制線(xiàn)，其傳送方向是固定的。地址總線(xiàn)用來(lái)傳輸cpu發(fā)出的地址信息，以選擇需要訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)器和i/o接口電路。地址總線(xiàn)是單向的，只能是cpu向外傳送地址信息。單片機(jī)采用上述三組總線(xiàn)的鏈接方式。(1)微處理器（cpu） 微處理器又稱(chēng)cpu，是單片機(jī)的控制和指揮中心，由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。 運(yùn)算器 運(yùn)算器以算術(shù)邏輯運(yùn)算單元alu為核心，含累加器a、暫存器1、暫存器2、程序狀態(tài)字psw、b寄存器等許多部件。 算術(shù)邏輯單元（alu）：它在控制器所發(fā)出內(nèi)部控制信號(hào)作用下，進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。如帶進(jìn)位位加法、不帶進(jìn)位位加法、

26、帶借位微減法、加1、減1、bcd數(shù)十進(jìn)制調(diào)整、邏輯與、邏輯或、邏輯異或、求補(bǔ)、循環(huán)移位以及數(shù)據(jù)傳送、程序轉(zhuǎn)移等操作，此外，還具有以下功能：a.在b寄存器配合下，能完成乘法與除法操作；b.可進(jìn)行內(nèi)容交換操作；c.能作比較判斷跳轉(zhuǎn)操作；d.很強(qiáng)的位操作功能。 累加器a:是最常見(jiàn)的專(zhuān)用寄存器，進(jìn)入alu作算術(shù)和邏輯運(yùn)算的操作數(shù)大多來(lái)自累加器a，操作的結(jié)果也常送回a。除此之外，a累加器還經(jīng)常作數(shù)據(jù)傳送的中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)將一個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)送到另一個(gè)存儲(chǔ)單元的任務(wù)。 程序狀態(tài)字psw：是程序狀態(tài)字寄存器，簡(jiǎn)稱(chēng)程序狀態(tài)字，psw是一個(gè)8位特殊寄存器。用于存放指令執(zhí)行后結(jié)果的狀態(tài)信息。其各位的含義如圖2-4，其

27、中d1位未定義。 8位特殊功能寄存器b：b寄存器又稱(chēng)乘法寄存器，它與累加器a協(xié)同工作，可進(jìn)行乘法和除法操作。在乘、除運(yùn)算時(shí)，b寄存器用來(lái)存放其中一個(gè)操作數(shù)，或存放運(yùn)算后的一部分結(jié)果，若不作乘除法運(yùn)算時(shí)，則可作為對(duì)64kb片外擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址。 此外，8051片內(nèi)還有一個(gè)布爾處理器（圖中未繪出），它以pws中的進(jìn)位標(biāo)志cy為其累加器，專(zhuān)門(mén)用于為操作，可執(zhí)行置位、位清零、位取反、位等于1轉(zhuǎn)移、位等于0轉(zhuǎn)移、位等于1轉(zhuǎn)移并清零以及為累加器c與其它尋址位之間進(jìn)行信息傳送等位操作，也能使用c與其它可尋址之間進(jìn)行邏輯“與”、邏輯“或”操作，結(jié)果存放在進(jìn)位標(biāo)志位c中。控制器 控制器包括程序計(jì)數(shù)器pc、指令

28、寄存器ir、指令譯碼器id、振蕩器、定時(shí)電路及控制電路等部件，能根據(jù)不同的指令產(chǎn)生相應(yīng)的操作時(shí)序和控制信號(hào)。程序計(jì)數(shù)器pc:由兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器pch及pcl組成，共16位。pc實(shí)際生時(shí)程序字節(jié)地址計(jì)數(shù)器，pc中的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址。改變pc的內(nèi)容就可改變程序執(zhí)行的方向。pc可對(duì)64kb程序存儲(chǔ)器直接尋址，也可對(duì)64kb片外擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址。 指令存儲(chǔ)器ir及指令譯碼器id：當(dāng)cpu根據(jù)pc程序計(jì)數(shù)器的值從指定的存儲(chǔ)器單元中取出選取的指令時(shí)，送到指令寄存器ir。再送到指令譯碼器id，由指令譯碼器id對(duì)指令譯碼器并送pla邏輯陣列產(chǎn)生一定序列的控制信號(hào)，以執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。振蕩器

29、及定時(shí)器電路：8051單片機(jī)內(nèi)有振蕩電路，只需外接石英晶體和頻率微調(diào)電容就可以產(chǎn)生8051作的基本節(jié)拍脈沖。 (2)存儲(chǔ)器配置概述 mcs-51單片機(jī)，片內(nèi)除了cpu之外，還有存儲(chǔ)器。其中片內(nèi)只讀存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（rom）用作程序存儲(chǔ)器，在計(jì)算機(jī)工作時(shí)，事先存入已編好的各種程序、常數(shù)、表格；片內(nèi)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（ram）又稱(chēng)隨機(jī)存儲(chǔ)器，它的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容根據(jù)需要既可隨時(shí)讀出也可寫(xiě)入。用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放輸入、輸出數(shù)據(jù)和中間計(jì)算結(jié)果，或與外存交換信息，以及作為堆棧，在必要時(shí)可保存斷點(diǎn)。保存現(xiàn)場(chǎng)。mcs-51系統(tǒng)單片機(jī)內(nèi)含有的存儲(chǔ)器容量（以字節(jié)為單位）見(jiàn)表2-1。在容量不夠時(shí)，可以另外擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器或片外數(shù)

30、據(jù)存儲(chǔ)器。 (3) mcs-51單片機(jī)i/o口概述 mcs-51單片機(jī)芯片有4個(gè)8位并行輸入輸出出口，分別稱(chēng)為p0口、p1口、p2口、p3口，每個(gè)口都是8位準(zhǔn)雙向口，這4個(gè)接口可以并行輸入或輸出8位數(shù)據(jù)，也可按位使用，即每一個(gè)輸入輸出線(xiàn)都能獨(dú)立的用作輸入或輸出；每個(gè)端口都包括一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器（即特殊功能寄存器（p03），一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。作輸出時(shí)數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時(shí)數(shù)據(jù)可以緩沖，但這四個(gè)通道的功能并不完全相同。2.1.3 at89c51 工作原理(1) 電源引腳 vcc：接+5v電源 vss：接電源地端(2) 外接晶體引腳 xtal1：片內(nèi)反向放大器輸入端 xtal2：片內(nèi)反向放大器

31、輸出端。外接晶體時(shí)，xtal1與xtal2各接晶體一端， 借外接晶體與片內(nèi)反向放大器構(gòu)成振蕩器。mcs-51 系統(tǒng)單片機(jī)內(nèi)含有一個(gè)高增益的反向放大器，通過(guò)xtal1、xtal2外接作為反饋元件的晶體后，構(gòu)成自激振蕩器，接法如圖2-5.晶體呈感性，與c1、c2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。振蕩器的振蕩頻率主要取決于晶體；電容對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，通常取30pf左右。電容的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機(jī)芯片。也可采用片外振蕩器，按不同工藝制造的單片機(jī)芯片接法也不同。電路中的石英晶體又稱(chēng)石英晶體諧振器，是一種用于穩(wěn)定頻率和擇頻率的電子元件。石英晶體是一種各向異性的結(jié)晶體，從一塊晶體上按一定的方位角切下薄片成為晶片，然

32、后在晶片的兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上涂敷銀層并裝上一對(duì)金屬板，就構(gòu)成了石英晶體諧振器。石英晶體之所以能做諧振器是基于它的“壓電效應(yīng)”，從物理學(xué)中已知，若在晶體上午兩個(gè)極板間加上一電場(chǎng)，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；反之。若在極板間施加機(jī)械力，又會(huì)在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。如在極板間所加的是交變電壓，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。一般來(lái)說(shuō)，這種機(jī)械振動(dòng)的振幅是比較小的，但振動(dòng)頻率則是很穩(wěn)定的。但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“壓電諧振”。石英晶體諧振器的壓電諧振現(xiàn)象可以用圖2-6所示的等效電路來(lái)模擬，等效電路中的c0為

33、切片與金屬板構(gòu)成的靜電電容，l和c分別模擬晶體的質(zhì)量和彈性，而晶片振動(dòng)時(shí)，因摩擦而造成的損耗用電阻r來(lái)等效。石英晶體的一個(gè)可貴的特點(diǎn)在于它具有很高的質(zhì)量與彈性的比值，因而它的品質(zhì)因數(shù)q高達(dá)10000500000的范圍。由石英諧振器組成的振蕩器，其最大特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定極高，可達(dá)10 -8/日10-9 /日。甚至更高，如10-11 /日。本設(shè)計(jì)中使用的是內(nèi)部時(shí)鐘電路方式，如圖2-6所示。晶體振蕩器與單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路連接，振蕩器從xtal2端輸入到片內(nèi)的時(shí)鐘發(fā)生器上，時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè)2分頻的觸發(fā)器電路，它將振蕩器的信號(hào)頻率經(jīng)2分頻后，向cpu提供了兩相時(shí)鐘信號(hào)p1和p2，控制單片機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。（

34、3）輸入/輸出引腳 p0口：p0口為一個(gè)漏極 雙向i/0口，每腳可吸收8ttl門(mén)電路。當(dāng)p1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在flash編程時(shí)，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)flash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：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門(mén)電路。p1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉位高，可以做輸入，p1口被外部下拉位低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8

35、位雙向i/o 口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門(mén)電路，當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，器管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入，并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。早給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部高八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。p3口:p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門(mén)電流。當(dāng)p3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。

36、作為輸入，由于外部下拉位低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可以作為at89c51的一些特殊功能，如下表所示： 口管腳 被選功能 p3.0 rxd（串行輸入口）p3.1 txd（串行輸出口）p3.2 int0（外部中斷0）p3.3 int1（外部中斷1）p3.4 t0（計(jì)時(shí)器0外部輸入）p3.5 t1（計(jì)時(shí)器1外部輸入）p3.6 wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)通道）p3.7 rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）(4)mcs-51 機(jī)器周期和指令周期晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從xtal2端輸入到片內(nèi)的時(shí)鐘發(fā)生器上，如圖2-7所示，時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè)2分頻的觸發(fā)器電路，它將振蕩器信號(hào)頻率經(jīng)2分

37、頻后，向cpu提供了兩相時(shí)鐘信號(hào)p1和p2。一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為一個(gè)機(jī)器狀態(tài)周期，它是振蕩周期的2倍，在每個(gè)時(shí)鐘周期的前半周期，相位1（p1）信號(hào)有效，在每個(gè)時(shí)鐘周期的后半周期，相位2（p2）信號(hào)有效。即每個(gè)時(shí)鐘周期（又稱(chēng)為狀態(tài)周期）有兩個(gè)節(jié)拍，p1和p2，cpu以?xún)上喙?jié)拍p1和p2為基本節(jié)拍，控制單片機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。6個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成1個(gè)機(jī)器周期。cpu執(zhí)行一條指令的時(shí)間稱(chēng)為指令周期。指令周期以機(jī)器周期為單位的。例如：?jiǎn)沃芷谥噶钍菆?zhí)行一條指令的時(shí)間為1個(gè)機(jī)器周期，而雙字節(jié)指令時(shí)間為2個(gè)機(jī)器周期。若用12mhz晶振，則單周期指令和雙周期指令的執(zhí)行時(shí)間分別為1us 和2us ，乘法指令和除法指

38、令為4us。如以s1，s2s6表示一個(gè)機(jī)器周期的6個(gè)時(shí)鐘周期，以p1、p2表示每個(gè)時(shí)鐘周期的2個(gè)節(jié)拍，則一個(gè)機(jī)器周期依次有s1p1、s1p2、s2p1、s2p2共12個(gè)振蕩周期。若用12mhz晶振，則單周期指令和雙周期指令的執(zhí)行時(shí)間分別為1us 和2us ，乘法指令和除法指令為4us 。如以s1,s2s6表示一個(gè)機(jī)器周期的6個(gè)時(shí)鐘周期，以p1,p2表示每個(gè)時(shí)鐘周期的2個(gè)節(jié)拍，則一個(gè)機(jī)器周期依次有s1p1、s1p2、s2p1、s2p2s6p6共12個(gè)振蕩周期。ale脈沖在每個(gè)機(jī)器周期的s1p2s2p1和s4p2s5p1期間各發(fā)生一次有效。但當(dāng)對(duì)外部ram進(jìn)行讀/寫(xiě)時(shí)，ale信號(hào)不是周期性的，但在

39、其它情況下，ale信號(hào)是一種周期信號(hào)，可以用作其它外部設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)。（5）cpu取指令、執(zhí)行指令周期時(shí)序每一條指令的執(zhí)行都包括取指令和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。在8051指令系統(tǒng)中，其指令有單字節(jié)、雙字節(jié)和多字節(jié)指令，但從指令的執(zhí)行速度來(lái)看，單字節(jié)指令和雙字節(jié)指令都可以是單周期或雙周期，而三字節(jié)指令都是雙周期的，只有乘法指令、除法指令是4個(gè)機(jī)器周期指令。圖2-8為典型指令執(zhí)行周期的cpu時(shí)序，其中圖2-8（a）是單字節(jié)周期指令，圖2-8（b）是雙字節(jié)單周期指令。二者都在s1p2期間由cpu取指令，即將指令代碼讀入指令寄存器，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器pc加1；后者在同一個(gè)機(jī)器周期的s4再讀第二字節(jié)；前者在s4雖

40、也讀操作碼，但既是單字節(jié)指令，讀的已是下一條指令，故讀后丟棄不用，pc也不加1兩種指令在s6p2結(jié)束時(shí)都會(huì)完成操作。圖2-8（c）是單字節(jié)雙周期指令，圖2-8（d）是雙字節(jié)雙周期指令。 單字節(jié)雙周期指令，在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)將4次讀操作碼，不過(guò)后3次讀后都丟棄不用。 （6）外接附加電路 mcs-51單片機(jī)的工作方式大體可以歸納為四種：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、節(jié)電方式和eprom的編程與教研方式。本設(shè)計(jì)中使用的是復(fù)位方式。mcs-51系列單片機(jī)的復(fù)位（rst）引腳上只要出現(xiàn)10ms以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)復(fù)位。復(fù)位的功能是把程序計(jì)數(shù)器pc值初始化位0000h，使單片機(jī)從0000h單元開(kāi)始執(zhí)行程序。

41、除此之外，復(fù)位操作還對(duì)一些特殊功能寄存器值也有影響。復(fù)位工作狀態(tài) 單片機(jī)在rst引腳高電平控制下，特殊功能寄存器和程序計(jì)數(shù)器pc復(fù)位后的狀態(tài)如表22所示。復(fù)位不影響片內(nèi)ram存放的內(nèi)容，控制信號(hào)ale、psen在復(fù)位有效期間將輸出高電平。單片機(jī)的各個(gè)功能模塊由特殊寄存器控制，而程序的運(yùn)行由pc管理，所以上述的復(fù)位狀態(tài)決定了單片機(jī)的初始狀態(tài)。復(fù)位電路mcs-51單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位兩種方法，上電復(fù)位，是指單片機(jī)上電瞬間，要在rst引腳上出現(xiàn)寬度大于10ms的正脈沖，才能使計(jì)算機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。手動(dòng)復(fù)位是指用戶(hù)按下“復(fù)位”按鈕使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。本設(shè)計(jì)使用的是手動(dòng)復(fù)位方法。復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)

42、的，圖2-9是上電復(fù)位及手動(dòng)(按鈕)復(fù)位的實(shí)用電路。 在手動(dòng)復(fù)位下，按鈕按下時(shí)rst上出現(xiàn)高電平，實(shí)現(xiàn)了存在復(fù)位，在系統(tǒng)運(yùn)用中，有些外圍芯片業(yè)需要復(fù)位。如果這些芯片復(fù)位端得復(fù)位電平與單片機(jī)的一致，則可以與單片機(jī)的復(fù)位腳相連。非門(mén)在這里不僅起到了倒相作用，還增大了驅(qū)動(dòng)能力。電容c1、c2起濾波作用，防止干擾竄入復(fù)位端產(chǎn)生誤動(dòng)作。2.1.4 定時(shí)器 at89c51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱(chēng)定時(shí)器0和定時(shí)器1，分別用t0和t1表示。它們的工作方式、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動(dòng)方式等均可以通過(guò)程序來(lái)設(shè)置和改變。 at89c51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-10.它由兩個(gè)特殊寄存器

43、tcon和tmod及to、t1組成。其中tmod為模式控制寄存器，主要用來(lái)設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的操作模式；tcon為控制寄存器，主要用來(lái)控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止。兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)t0和t1均可以分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器即th0、tl0、th1、tl1，它們用于存定時(shí)和計(jì)數(shù)的初值。它們是一個(gè)加1的計(jì)數(shù)器。1 定時(shí)器的工作原理 mcs-51單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器均有兩種工作方式，即定時(shí)和計(jì)數(shù)工作方式。由tmod得d6位和d2位選擇，其中d6位選擇t1的工作方式，d2位選擇t0的工作方式。（1）選擇定時(shí)工作方式時(shí)tmod的d6或d2=1 t0或t1工作在定時(shí)方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖輸入信號(hào)是由內(nèi)部時(shí)鐘提供的

44、，每一個(gè)機(jī)器周期使計(jì)數(shù)器的值加1.每個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，故計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率為振蕩器頻率的1/12。at89c51單片機(jī)的定時(shí)器用于定時(shí)，其定時(shí)的時(shí)間由計(jì)數(shù)初值和選擇的計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)度（如8位、13位或16位）來(lái)確定。（2）選擇計(jì)數(shù)工作方式時(shí)tmod的d6或d2=1 t0或t1工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自相應(yīng)的外部輸入引腳t0或t1，故計(jì)數(shù)方式是用于對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)外部輸入脈沖信號(hào)產(chǎn)生由1至0的跳變時(shí)計(jì)數(shù)器的值加1。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間，對(duì)外部脈沖輸入進(jìn)行一次采樣。例如在第一個(gè)機(jī)器周期中采樣到高電平“1”，而在第二個(gè)機(jī)器周期中采樣到一個(gè)“0”則在緊跟著的再下一個(gè)（第三

45、個(gè)）機(jī)器周期的s3p1期間計(jì)數(shù)器加1.由于確認(rèn)一次由1至0的下跳變要花2個(gè)機(jī)器周期，即24個(gè)振蕩周期，對(duì)外部脈沖的占空比并沒(méi)有什么限制，但為了確保某一給定的電平在變化之前至少被采樣一次，因此外部計(jì)數(shù)器脈沖的高電平和低電平保持時(shí)間均要求在一個(gè)機(jī)器周期以上 。2.定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制 at89c51單片機(jī)的定時(shí)器是一種可編程的部件。它的工作方式、操作模式、計(jì)數(shù)初值，啟停操作均要求在定時(shí)器工作之前，cpu必須向它寫(xiě)入一些命令字，下面介紹與定時(shí)器工作有關(guān)的寄存器。 （1）模式控制寄存器-tmod tmod是一個(gè)專(zhuān)用寄存器，用于控制t1和t0的操作模式及工作方式，其各位定義如下：gate：門(mén)控值，用來(lái)控制定

46、時(shí)器啟動(dòng)操作方式。當(dāng)gate=0時(shí)，定時(shí)器只由軟件控制位tro或tr1來(lái)控制啟停。tr1位為1，定時(shí)器啟動(dòng)開(kāi)始工作；為0時(shí)，定時(shí)器停止工作。當(dāng)gate=1時(shí)，定時(shí)器的啟動(dòng)要由外部中斷引腳和tr1位共同控制。只有當(dāng)外部中斷引腳int0或int1為高時(shí)，tr0或tr1置1才能啟動(dòng)定時(shí)器工作。c/t:功能選擇位。當(dāng)c/t=0時(shí)設(shè)置為定時(shí)器工作方式；計(jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部提供，計(jì)數(shù)周期等于機(jī)器周期。當(dāng)c/t=1時(shí)設(shè)置為計(jì)數(shù)器工作方式，計(jì)數(shù)脈沖為外部引腳t0或t1的引入的外部脈沖信號(hào)。m1m0:操作模式控制位，2位可形成4種編碼， 對(duì)應(yīng)于4種操作模式。4種模式定義如下：m1m0 操作模式 功能簡(jiǎn)介0 0 模式0

47、 13位計(jì)數(shù)器，tl1只用低5位0 1 模式1 16位計(jì)數(shù)器1 0 模式2 8位自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)器，th1的值在計(jì)數(shù)中不變的值自動(dòng)裝入1 1模式3tl1中t0分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器，t1停止計(jì)數(shù)tmod模式控制寄存器不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器的工作方式及操作模式，低4位用于定義定時(shí)器0，高4位用于定義定時(shí)器1.系統(tǒng)復(fù)位時(shí)tmod各有效位均為0。模式控制字的設(shè)置舉例：若設(shè)置定時(shí)器1為定時(shí)器工作方式，由軟件啟動(dòng)，選擇操作模式2；定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式；由軟件啟動(dòng)，選擇操作模式。則tmod各位設(shè)置為:0 0 1 0 0 1 0 1 25h用mov、tmod、425h指令寫(xiě)入tmod中。（

48、2）控制寄存器-tcon tcon的作用是用于控制定時(shí)器的啟、停及定時(shí)器的溢出標(biāo)志和外部中斷觸法方式等。各位定義如下：tf1和tf0：分別為定時(shí)器1和定時(shí)器0溢出標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置“1”，并可申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中段服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0.達(dá)兩位也可作為程序查詢(xún)的標(biāo)志位，在查詢(xún)方式下應(yīng)由軟件來(lái)清0.tr1和tr0：為定時(shí)器1和定時(shí)器0的啟動(dòng)控制位。當(dāng)由軟件使tr1清0而停止定時(shí)器工作。定時(shí)器啟動(dòng)時(shí)該位應(yīng)置“1”。ie1和ie0：為外部中斷int1和外部int0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)外部中斷源有請(qǐng)求時(shí)其對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位置“1”。其復(fù)位由觸法方式來(lái)設(shè)置。it1和it0：為外部中斷1

49、和外部中斷0的觸發(fā)方式選擇位。it1設(shè)置為“0”時(shí)為電平觸發(fā)方式；設(shè)置為“1”時(shí)為邊沿觸發(fā)方式。tcon中低4位與外部中斷有關(guān)的位，高4位為定時(shí)器控制位。它是一個(gè)可以進(jìn)行位尋址的寄存器。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)所有位均為0.若要啟動(dòng)定時(shí)器可以使用位操作指令setb tr1來(lái)啟動(dòng)。3 定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始化由于定時(shí)器的功能是由軟件來(lái)設(shè)置的。所以一般在使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器前均要對(duì)其進(jìn)行初始化。（1）確定工作方式、操作模式、啟動(dòng)控制方式-寫(xiě)入tmod寄存器。（2）設(shè)置定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的初值-可直接按初值寫(xiě)入th0、tl0或th1、tl1中。16位計(jì)數(shù)初值必須分兩次寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器。（3）根據(jù)要求是否采用中斷方式-直接剁

50、ie位賦值。開(kāi)放中斷時(shí)，對(duì)應(yīng)位置ip采樣程序查詢(xún)方式ie位應(yīng)清0進(jìn)行中斷屏蔽。（4）啟動(dòng)定時(shí)器工作一 一可使用setb tr1啟動(dòng)，若第一步設(shè)置為軟啟動(dòng)，即gat設(shè)置為0時(shí)，以上指令執(zhí)行后，定時(shí)器即可開(kāi)始工作。若gate設(shè)置為1時(shí)，還必須由外 控制，只有當(dāng)int1引腳電平為高時(shí)，以上指令執(zhí)行定時(shí)器方可啟動(dòng)工作。定時(shí)器一旦啟動(dòng)就按規(guī)定的方式定時(shí)或計(jì)數(shù)。（5）計(jì)數(shù)初值的計(jì)算定時(shí)或計(jì)數(shù)方式下計(jì)數(shù)初值如何確定，定時(shí)器選擇不同工作方式，不同的操作模式其計(jì)數(shù)初值均不同。若設(shè)最大計(jì)數(shù)值為m，各操作模式下的m值為:模式0： m=213=8192模式1： m=216=65536模式2： m=28=256模式3：

51、 m=256，定時(shí)器t0分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器，所以th0、tl0的m均為2569. 因?yàn)閙cse51的兩個(gè)定時(shí)器均為加1計(jì)數(shù)器，當(dāng)加到最大值（00h或0000h）是產(chǎn)生溢出，將tf位置1.可發(fā)出溢出中斷，因此計(jì)數(shù)器初值x的計(jì)算公式為：x=m-計(jì)數(shù)器，式中的m由操作模式確定，不同計(jì)數(shù)器的操作模式長(zhǎng)不相同，故m值也不相同。因此式中的計(jì)數(shù)器與定時(shí)器的工作方式有關(guān)。 計(jì)數(shù)工作方式時(shí) 計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖由外部引入，是對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此計(jì)數(shù)值根據(jù)要求確定。其計(jì)數(shù)初值；x=m-計(jì)數(shù)值例如：某工序要求對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì)100次，x=m-100 定時(shí)工作方式時(shí) 定時(shí)工作方式時(shí)，因?yàn)橛?jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部供

52、給，是對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，故計(jì)數(shù)脈沖頻率為fcont=fosc*1/12、計(jì)數(shù)周期t=1/fcont=12/fosc,定時(shí)工作方式的計(jì)數(shù)初值x等于：x=m-計(jì)數(shù)值=m-t/t=m-（fosc*t）/12式中：fosc為振蕩器的振蕩頻率，t為要求定時(shí)的時(shí)間。2.1.5單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 中斷技術(shù)是計(jì)算機(jī)中一項(xiàng)很重要的技術(shù)，中斷系統(tǒng)由硬件和軟件組成。1 at89c51的中斷系統(tǒng) （1）中斷系統(tǒng)的組成at89c51系列的單片機(jī)有5個(gè)中斷源，可分為2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)；沒(méi)個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)都可以由程序來(lái)設(shè)定。at89c51的中斷系統(tǒng)組成見(jiàn)圖2-11所示，它是由4個(gè)與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器（t

53、con、scon的相關(guān)位作中斷源的標(biāo)志位），中斷允許控制寄存器ie和中斷順序查詢(xún)邏輯等組成。 中斷順序查詢(xún)邏輯亦稱(chēng)硬件查詢(xún)邏輯，5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否會(huì)得到響應(yīng)，要受中斷允許寄存器匯各位的控制，它們的優(yōu)先級(jí)分別由ip的各位來(lái)確定；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)的各中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷時(shí)，就由內(nèi)部硬件查詢(xún)邏輯來(lái)確定相應(yīng)次序；不同的中斷源有不同的中斷矢量。 （2）中斷源及中斷入口由圖2-7可知at89c51單片機(jī)有5個(gè)中斷源：2個(gè)外部輸入中斷源int0（p3.2）和int1（p3.3）；3個(gè)內(nèi)部中斷源t0和t1的溢出中斷源及串行口發(fā)送/接收中斷源。其中斷請(qǐng)求信號(hào)的產(chǎn)生如下述：int0和int1：外部中斷0和外部中斷

54、1.其中斷請(qǐng)求信號(hào)分別由p3.3，p3.3引腳輸入。請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先電平由it0和it1設(shè)置，一旦輸入信號(hào)有效，則將tcon中的ie0或ie1標(biāo)志位置1，可向cpu申請(qǐng)中斷。tf0和tf1：定時(shí)器0和定時(shí)器1的溢出中斷。當(dāng)t0或t1計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，則將tcon中的tf0或tf1置位，向cpu申請(qǐng)中斷。r1和tf1：串行口的接受和發(fā)生中斷。當(dāng)串行口接收或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)時(shí)，將tcon中的r1或t1位置1，向cpu申請(qǐng)中斷。當(dāng)某中斷源的中斷請(qǐng)求被cpu響應(yīng)之后，cpu將自動(dòng)把此中斷源的中斷入口地址（中斷矢量地址）裝入pc，中斷服務(wù)程序即從此地址開(kāi)始執(zhí)行。因此一般在此地址單元中存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)

55、指令，可以跳至用戶(hù)安排的中斷服務(wù)程序的入口處。at89c51單片機(jī)各中斷源的矢量地址是固定的。見(jiàn)表2-3. （3）中斷控制部分的功能 at89c51單片機(jī)中斷控制部分由4個(gè)專(zhuān)用寄存器組成，它們的功能分述如下：中斷請(qǐng)求標(biāo)志：5個(gè)中斷源的外部中斷和定時(shí)器中斷請(qǐng)求標(biāo)志位設(shè)置在定時(shí)器控制寄存器tcon（一種特使功能寄存器）中，在此僅說(shuō)明一下tcon和it0和it1位，它們是外部中斷的觸發(fā)方式設(shè)置位，決定外部中斷的復(fù)位方法。外部中斷的復(fù)位方式為:當(dāng)it=0時(shí)，外部中斷位電平觸發(fā)方式，該方式下cpu每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間對(duì)tnt引腳采樣，若測(cè)得為低電平，則認(rèn)為有中斷申請(qǐng)，隨即使ie標(biāo)志位置位；若測(cè)得位

56、高電平，認(rèn)為無(wú)中斷申請(qǐng)或中斷申請(qǐng)已撤出，隨即清除ie標(biāo)志位。在電平觸發(fā)方式中，cpu響應(yīng)中斷后不能自動(dòng)清除ie標(biāo)志位，也不能由軟件清除ie標(biāo)志，所以在中斷返回前必須撤銷(xiāo)tnt引腳上的低電平，否則將再次中斷造成錯(cuò)誤。若it=1時(shí)，外部中斷設(shè)置為邊沿觸發(fā)方式。cpu在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間采樣而引腳，若在連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期采樣到先高后低的電平變化，則將ie標(biāo)志位置“1“此標(biāo)志一直保持到cpu響應(yīng)中斷時(shí)，才由硬件自動(dòng)清除。在邊沿觸發(fā)方式中，位保障cpu在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)檢測(cè)到由高到低的負(fù)跳變，輸入高電平和低電平的持續(xù)時(shí)間起碼要保持12個(gè)振蕩器周期即一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。tcon的其他位在此不再重述。串行口的中斷請(qǐng)求標(biāo)志由串行口控制寄存器scon的d0和d1位來(lái)設(shè)置。r1（scon）為接受中斷標(biāo)志位；t1（scon）為發(fā)送中斷標(biāo)志位。其中斷申請(qǐng)信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程為：發(fā)生過(guò)程：當(dāng)cpu將一個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)生緩沖器sbuf時(shí)，就啟動(dòng)發(fā)送，每發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)。由硬件自動(dòng)將t位置位。但cpu響應(yīng)中斷時(shí)不能清除r1位，必須由軟件清除。at89c51單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后，tcon和scon中各位均清0，應(yīng)用時(shí)要注意各位的初始狀態(tài)。中斷開(kāi)放和屏蔽at89c51單片機(jī)中，設(shè)有一個(gè)專(zhuān)用寄存器ie稱(chēng)為中斷允許寄存器，其作用是用來(lái)對(duì)各中斷源進(jìn)行開(kāi)放和屏蔽的控制。其各位