基于51单片机的三层电梯系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于51单片机的三层电梯系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

③ RST/VPD 引脚 复位控制输入端或者当单片机断电时，备用电源由此输入。 图 外部时钟和内部时钟电路 ④ ALE/!PROG 引脚 ALE 地址锁存允许端； PROG 编程脉冲输入端。 当 P0 口作为地址 /数据复用口时，输出地址信号的同时， ALE 引脚输出锁存信号。 将低 8 位地址暂时锁存。 对于可编程单片机，在对内部程序存储器编程期间，由 PROG 输入编程脉冲。 外部时钟 XTAL1 XTAL2 内部时 钟 基于单片机的三层电梯系统设计 11 ⑤ !PSEN 引脚 片外程序存储器读选通接口。 当访问外部程序存储器时，此引脚输出有效电平。 ⑥ !EA/Vpp 引脚 片外程序存储器选通端 /编程电压输入端。 当访问内部程序存储器时， ~EA为高电平，当访问外部程序存储器时， ~EA 为低电平。 当对内部程序存储器编程时，此引脚需连接 +21V 的编程电压 [3]。 AT89C51 单片机中断系统 中断系统是单片机中非常重要的组成部分，它是为了使单片机能够对外部或内部随机发生的事件实时处理而设置的。 中断功能的存在，在很大程度上提高了单片机实时处理能力，它也是单片机最重要的功能之一。 当 CPU 正在执行某些操作时，如果外界或内部发生了某些事件，需要 CPU 暂时停止当前的操作，而去执行这个紧急事件，待处理完紧急事件又返回原来被暂时停止操作的地方继续运行原来的操作，这样的过程成为中断。 向 CPU 申请中断的事件，称为中断源。 往往微型计算机存在多个中断源，而当多个中断源同时向 CPU 申 请中断时， CPU 便不知道应该响应那个中断源。 为此，人们规定的各种中断的优先级。 当多个中断源同时向 CPU 发出中断请求时， CPU 按照一定的顺序做出中断响应。 当同时出现多个申请中断时， CPU 将首先处理优先级别较高的中断请求，然后再处理优先级别较低的中断请求 [8]。 图 为 AT89C51 单片机的中断系统。 图 单片机中断系统 基于单片机的三层电梯系统设计 12 当 CPU 正在处理某些中断请求时，如果出现了一个更高级优先级的中断请求，那么 CPU 将中断当前中断操作，进而去执行优先级更高的中断操作。 当优先级较高的中断响应完之后，再去执行刚才被暂 停的中断。 这种高优先级中断源能中断低优先级中断源的中断过程，称为中断嵌套 [8]。 AT89C51 单片机内部有 5 个中断源，提供两种中断优先级。 并且，每一个中断源的优先级都可以由编程进行设定。 单片机内部设有中断允许寄存器 IE，用来控制控制是否响应中断源的中断请求。 单片机中断源的优先级顺序可以由中断优先级寄存器 IP 设定。 表 为 AT89C51 的中断优先级。 表 AT89C51 的中断优先级 TCON 为定时器 /计数器 0 和 1 的控制寄存器，用来控制定时器 /计数器的工作方式，同时也暂存 T0 或者 T1 的溢出中断申请标志以及外部中断请求标志。 TCON 寄存器共 8 位，每位定义如图。 图 TCON 控制寄存器 SCON 为串行通信中断控制寄存器。 共 8 位，其中低两位用来表示串行接口的中断标志。 如图。 中断源 同级内部优先级顺序 外部中断 0 定时器 0 中断 外部中断 1 定时器 1 中断 串行中断 最高级 ↓ 最低级 基于单片机的三层电梯系统设计 13 图 SCON 在单片机的中断系统中，设有 IE 中断允许寄存器。 共 8 位，用来控制是否响应中断。 各位定义如图。 图 IE 中断允许寄存器 IP 为单片机内部的 8 位特殊功能寄存器，用来控制单片机的中断优先级。 因为单片机内部存在两个中断优先级，因而可以使用编程的方法设计中断优先级，来实现中断嵌套 [8]。 IP 各位功能见表。 表 IP 中断优先级控制寄存器 位 7 6 5 4 3 2 1 0 字节地址 B8H PS PT1 PX1 PT0 PX0 PX0 外部中断 0优先级设定位 PT0 定时 /计数器 T0优先级设定位 PX1 外部中断 1优先级设定位 PT1 定时 /计数器 T1优先级设定位 PS 串行口优先级设定位 AT89C51 单片 机 定时器 /计数器 定时 /计数器是单片机系统一个重要的部件，其工作方式灵活、编程简单、使用方便，可用来实现定时控制、延时、频率测量、脉宽测量、信号发生、信基于单片机的三层电梯系统设计 14 号检测等。 此外，定时 /计数器还可作为串行通信中波特率发生器。 定时器 /计算器包含 4 个 8 位计数器。 其中 TH1和 TL1两个 8 位计数器组成T1计数器； TH0和 TL0组成 T0计数器。 基本结构如图。 当作为定时器使用时，输入的时钟为单片机的晶体振荡器输出频率的 12 分频，即计算机的机器周期。 当对外部事件计数时，需接到外部输入引脚。 外部事件发生时， 产生电平变化，单片机采集到变化，就会自动加 1 计数。 电平变化是指引脚上的电平由高到低的变化。 AT89C51单片机中的定时器 /计数器有四种工作方式。 需要 TMOD和 TCON两个特殊功能寄存器选择和控制。 其工作方式及控制由编程实现 [8]。 图 定时器 /计数器结构 （ 1） 定时 /计数器控制寄存器 TCON 见表 表 /计数器控制寄存器 TCON TCON T1 中断标志 T1 运行标志 T0 中断标志 T0 运行标志 INT1 中断标志 INT1 触发方式 INT0 中断标志 INT0 触发方式 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H ① TF1：定时器 1 溢出标志位。 当定时器 1 计满数产生溢出时，由硬件自动置 TF1=1。 在中断允许时，向 CPU 发出定时器 1 的中断请求，进入基于单片机的三层电梯系统设计 15 中断服务程序后，由硬件自动清 0。 在中断屏蔽时， TF1 可作查询测试用，此时只能由软件清 0。 ② TR1：定时器 1 运行 控制位。 由软件置 1 或清 0 来启动或关闭定时器 1。 当 GATE=1，且 INT1 为高电平时， TR1 置 1 启动定时器 1；当 GATE=0时， TR1 置 1 即可启动定时器 1。 ③ TF0：定时器 0 溢出标志位。 其功能及操作情况同 TF1。 ④ TR0：定时器 0 运行控制位。 其功能及操作情况同 TR1。 ⑤ 其他四个在中断说明。 （ 2） 定时 /计数器工作方式控制寄存器 TMOD 见表 表 /计数器工作方式控制寄存器 TMOD 高 4 位控制 T1 低 4 位控制 T0 门控位 计数 /定时方式选择 工作方式选择 门控位 计数 /定时方式选择 工作方式选择 G C / T M1 M0 G C / T M1 M0 ① M1M0 —— 工作方式选择位 见表 表 MIMO 工作方式选择位 M1M0 工作方式 功能 0 0 方式 0 13 位计数器 0 1 方式 1 16 位计数器 1 0 方式 2 两个 8 位计数器，初值自动装入 1 1 方式 3 两个 8 位计数器，仅适用 T0 ② C/T —— 计数 /定时方式选择位 C/T=1,计数工作方式 ,对外部事件脉冲计数 ,用作计数器。 C/T=0,定时工作方式 ,对片内机周脉冲计数 ,用作定时器。 ③ GATE —— 门控位 GATE=0，运行只受 TCON 中运行控制位 TR0/TR1 的控制。 GATE=1，运行同时受 TR0/TR1 和外中断输入信号的双重控制。 只有当 INT0/INT1=1 且 TR0/TR1=1,T0/T1 才能运行。 TMOD 字节地址 89H,不能位操作 ,设置 TMOD 须用字节操作指令。 （ 3） 定时 /计数 器工作方式 ① 工作方式 0 13 位计数器，由 TL0 低 5 位和 TH0 高 8 位组成， TL0 低 5 位计数满时不向TL0 第 6 位进位，而是向 TH0 进位， 13 位计满溢出， TF0 置 “1”。 最大计数值基于单片机的三层电梯系统设计 16 213 = 8192。 初值确定： TH0=(81925000)/32。 TL0=(81925000)%32。 进行 5ms 的延时。 12M晶振。 ② 工作方式 1 16 位计数器，最大计数值为 216 = 65536。 初值确定： TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 进行 50ms 的延时。 12M 晶振。 ③ 工作方式 2 8 位计数器，仅用 TL0 计数，最大计数值为 28= 256，计满溢出后，一方面使溢出标志 TF0 = 1；另一方面，使原来装在 TH0 中的初值装入 TL0。 优点：定时初值可自动恢复 ； 缺点：计数范围小。 适用于需要重复定时，而定时范围不大的应用场合。 初值确定： TH0=TL0=256200 进行 200us 的延时。 12M 晶振。 ④ 工作方式 3 方式 3 仅适用于 T0， T1 无方式 3。 （ 4） 定时 /计数器的应用 ① 定时器 /计数器初始化的主要内容 ：通过对方式寄存器 TMOD 进行设置 ② 定时器 /计数器初值设定方法 ，选择工作方式 /计数初值 串行通信 AT89C51 单片机内设有一个全双工的串行接口，能够同时接收数据和发送数据。 同时串行接口还有接收缓冲的功能，当从接收寄存器中读出前一组数据之前，已经可以接收下一组数据 [9]。 控制串行通信的寄存器有两个：特殊功能寄存 器 PCON 和特殊功能寄存器SCON。 PCON 没有位寻址功能。 其中只有 D7位有意义，其他各位均无意义。 PCON 寄存器功能如图。 当 SMOD=1 时，串行接口在工作方式 2 或 3 的情况下，波特率加倍。 SCON 定义串行接口的操作方式。 寄存器各位内容如图。 基于单片机的三层电梯系统设计 17 图 PCON 图 SCON 串行接口有四种工作方式。 分别由 SM0 和 SM1 控制。 各工作方式功能见表。 表 串行接口工作方式 AT89C51 单片机的发展和未来 （ 1） 单片机的发展 [10] 单片机的发展可分为三个阶段： 第一阶段为单片机的初级阶段，它以 INTEL 公司的 MCS48 系列为代表，采用专门的结构，在片内集成了 8 位 CPU、并行 I/O 口、 8 位定时 /计数器、 RAM、ROM 等，但无串行口，中断处理也较简单。 第二阶段为单片机的发展阶段，它以 INTEL 公司的 MCS51 系列为代表，在技术上完善了外部总线，并确立了单片机的控制功能。 第三阶段为单片机的更新阶段。 最具有代表性的是 INTEL 公司的 MCS96系列单片机，他是 16 位的 CPU， RAM 和 ROM 的容量也进一步增大，并且带SM0 SM1 方式 功能 波特率 0 0 0 移位寄存器方式 fosc/12 0 1 1 8 位 UART 可变 1 0 2 9 位 UART fosc/64 或 fosc/32 1 1 3 9 位 UART 可变 基于单片机的三层电梯系统设计 18 有高速输入 /输出部件，多通道 A/D 转换器， 8 级中断处理能力使之具有更强的实时处理功能。 （ 2） 单片机的未来 从单片机发展的趋势来说，主要向着大容量高性能、小容量低价格、外围电路内装化方向发展。 ① CPU 的发展：增加 CPU 的字长或时钟频率均可提高 CPU 的数据数据处理能力和运 算速度。 ② 片内存储器的发展：早期单片机的片内存储器，一般为 RAM 为64128B，程序存储器 ROM 在 12KB，新型的单片机片内的 RAM 在 256B 以上，片内存储器也采用了快速闪存技术使容量多达 128KB 以上。 ③ 加强片内输入 /输出接口功能 ④ 半导体工艺技术的发展 早期单片机采用 PMOS 工艺，随后逐渐采用 NMOS、 HMOS 和 CMOS 工艺。 现在的单片机基本上都采用 CMOS 工艺，半导体工艺技术的发展，对提高单片机的综合性能有很大的好处，主要表现在以下几个方面： 度 7 段显示数码管 数码管的一种是半导体发光器件，数码管可分为七段数码管和八段数码管，区别在于八段数码管比七段数码管多一个发光二极管。