基于STC89C52单片机的超市存包柜控制模块设计论文(3)

2020-08-23 20:37

天津工程师范学院2010届本科生毕业设计

模式 0 : M=2 13 =8192 模式 1 : M=2 16 =65536 模式 2 : M=2 8 =256

模式 3 : M=256 ,定时器 T0 分成 2 个独立的 8 位计数器,所以 TH0 、 TL0 的 M 均为 256 。

因为 MCS-51 的两个定时器均为加 1 计数器,当初到最大值( 00H 或 0000H )时产生溢出,将 TF 位置 1 ,可发出溢出中断,因此计数器初值 X 的计算式为: X=M- 计数值式中的 M 由操作模式确定,不同的操作模式计数器的长不相同,故M值也不相同。而式中的计数值与定时器的工作方式有关。

1 、计数工作方式时

计数工作方式时,计数脉冲由外部引入,是对外部冲进行计数,因此计数值根据要求确定。其计数初值: X=M- 计数值

例如:某工序要求对外部脉冲信号计 100 次, X=M-100 2 、定时工作方式时

定时工作方式时,因为计数脉冲由内部供给,是对机器周期进行计数,故计数脉冲频率为 f cont =f osc × 1/12 、计数周期 T=1/f cont =12/f osc 定时工作方式的计数初值 X 等于:

X=M- 计数值 =M-t/T=M- ( f osc × t ) /12

式中: f osc 为振荡器的振荡频率, t 为要求定时的时间。

定时器有两种工作方式 :即定时和计数工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位选择,其中 D6 位选择 T1 的工作方式, D2 位选择 T0 的工作方式。 =0 工作在定时方式, =1 工作在计数方式。并有四种操作模式:

模式 0 : 13 位计数器, TLi 只用低 5 位。 模式 1 : 16 位计数器。

模式 2 : 8 位自动重装计数器, THi 的值在计数中不变, TLi 溢出时, THi 中的值自动装入 TLi 中。

模式 3 : T0 分成 2 个独立的 8 位计数器, T1 停止计数。

MCS-51 有 5 个中断源,可分为 2 个中断优先级,即高优先级和低优先级,中断自然优先级:

外部中断 0 ;定时器 0 中断; 外部中断 1 ;定时器 1 中断 ; 串行口中断 ;定时器 2 中断

( 1 )同级或高优先级的中断正在进行中;

( 2 )现在的机器周期还不是执行指令的最后一上机器周期,即正在执行的指令还没完成前不响应任何中断;

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( 3 )正在执行的是中断返回指令 RET1 或是访问专用寄存器 IE 或 IP 的指令,换而言之,在 RETI 或者读写 IE 或 IP 之后,不会马上响应中断请求,至少要在执行其它一要指令之扣才会响应。

中断响应条件

CPU 响应中断的条件有: ( 1 )有中断源发出中断请求;

( 2 )中断总允许位 EA=1 ,即 CPU 开中断;

( 3 )申请中断的中断源的中断允许位为 1 ,即没有被屏蔽。 六、串行口工作方式及帧格式

MCS-51 单片机串行口可以通过软件设置四种工作方式:

方式 0 :这种工作方式比较特殊,与常见的微型计算机的串行口不同,它又叫同步移位寄存器输出方式。在这种方式下,数据从 RXD 端串行输出或输入,同步信号从 TXD 端输出,波特率固定不变,为振荡率的 1/12 。该方式是以 8 位数据为一帧,没有起始位和停止位,先发送或接收最低位。

方式 2 :采用这种方式可接收或发送 11 位数据,以 11 位为一帧,比方式 1 增加了一个数据位,其余相同。第 9 个数据即 D8 位具有特别的用途,可以通过软件搂控制它,再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合,可使 MCS-51 单片机串行口适用于多机通信。方式 2 的波特率固定,只有两种选择,为振荡率的 1/64 或 1/32 ,可由 PCON 的最高位选择。

方式 3 :方式 3 与方式 2 完全类似,唯一的区别是方式 3 的小组特率是可变的。而帧格式与方式 2- 样为 11 位一帧。所以方式 3 也适合于多机通信。

3.2.2 STC89C52主要性能

与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦

写周期、全静态操作:0Hz~33Hz 、三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标识符 。

STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个

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16 位 定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash。

P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下, P0具有内部上拉电阻。

在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。

P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。

此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2 的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。 在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。 3.2.3 STC89C52芯片引脚功能

图3-2 STC89C52芯片图

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P1.0 T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出 P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI(在线系统编程用) P1.6 MISO(在线系统编程用) P1.7 SCK(在线系统编程用)

P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR) 时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。 P3口亦作为STC89C52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。

端口引脚 第二功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通)

此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。 RST——复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

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对FLASH存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。

如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。

PSEN——程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当STC89C52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP——外部访问允许,欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

3.3 单片机基本工作电路

3.3.1 单片机的最小系统电路

单片机最小系统是利用最少的外围器件而使单片机工作的电路组织形式。最小系统只包含单片机、振荡器、复位电路和电源。如图3-2为最小系统电路图。

时钟信号:单片机的XTAL2和XTAL1接晶振,这种结构通过晶振电容C1、C2与单片机内部结构组成一个时钟信号源,晶振的频率决定系统的时钟频率。对于时间要求不是很高的系统,只要按图进行设计就能使系统可靠起振并稳定运行。但由于图中 的电容C1、C2起着系统时钟频率微调和稳定的作用。因此,在实际应用中一定要注意正确选择参数(30±10PF),并保证对称性(尽可能匹配)。

复位电路:最简单的复位电路就是在RST与VCC之间连接一个10UF电解电容,当通电时,RST维持一段很短的高电平状态,使单片机复位,很快电容充电满后,RST电平被拉低。单片机进入正常工作中。

一般应复位电路有手动或上电复位电路[4]。复位电路的实现通常有两种方式:1)RC复位电路;2)专用μP监控电路。前者实现简单,成本低,但复位可靠性相对较低;后者成本较高,但复位可靠性高,尤其是高可靠重复复位。对于复位要求高并对电源电压进行监视的场合,大多采用这种方式。

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