基于单片机的模数转换系统设计

基于单片机的模数转换系统设计内容摘要：

外部中断 0） 1INT （外部中断 1） T0（定时器 0外部输入） T1（定时器 1外部输入） WR （外部数据存储器写选通） RD （外部数据存储器读选通） 表 3 RST: 复位输入。 晶振工作时， RST脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 看门 狗计时完成后， RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上 的 DISRTO位可以使此功能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG： 地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址 的输出脉冲。 在 flash编程时，此引脚（ PROG）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或 时钟使用。 然而，特别强调， 在每次访问外部数据存储器时， ALE脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH的 SFR的第 0位置 “1”， ALE操作将无效。 这一位置 “1”， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个 ALE 使 能标志位（地址为 8EH的 SFR的第 0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN在每个机器周期被激活两次，而 在访问外部数据存储器时， PSEN将不被 激活。 第 12 页（共 30 页） EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH的外部程序存储器 读取指令， EA必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA应该接 VCC。 在 flash编程期间，EA也接收 12伏 VPP电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 1)、特殊功能寄存器 AT89S52特殊功能寄存器 并不是所有的地址都被定义了。 片上没有定义的地址是不能用的。 读这些地址，一般将得到一个随机数据；写入的数据将会无效。 用户不应该给这些未定义 的地址写入数据“ 1”。 由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能，复位后，这些位都为“ 0”。 定时器 2 寄存器 ： 寄存器 T2CON 和 T2MOD 包含定时器 2 的控制位和状态位（如表 2 和表 3所示），寄存器对 RCAP2H和 RCAP2L是定时器 2的捕捉 /自动重载寄存器。 中断寄存器 ： 各中断允许位在 IE寄存器中，六个中断源的两个优先级也可在 IE中设置。 TCON2地址为 0C8H 复位值： 0000 0000B 位可寻址 TF2 EXF2 RLCLK TCLK EXEN2 TR2 C/ 2T CP/ 2RL 7 6 5 4 3 2 1 0 符号 功能 TF2 定时器 2 溢出标志位。 必须软件清“ 0”。 RCLK=1 或 TCLK=1 时， TF2不用置位。 EXF2 定时器 2 外部标志位。 EXEN2=1 时， T2EX 上的负跳变而出现捕捉或重载时，EXF2 会被硬件置位。 定时器 2 打开， EXF2=1 时，将引导 CPU执行定时器 2 中断程序。 EXF2 必须如见清“ 0”。 在向下 /向上 技术模式（ DCEN=1）下 EXF2不能引起中断。 RLCLK 串行口接收数据时钟标志位。 若 RCLK=1，串行口将使用定时器 2 溢出脉冲作为串行口工作模式 1 和 3 的串口接收时钟； RCLK＝ 0，将使用定时器 1计数溢出作为串口接收时钟。 TCLK 串行口发送数据时钟标志位。 若 TCLK=1，串行口将使用定时器 2 溢出脉冲作为串行口工作模式 1 和 3 的串口发送时钟； TCLK＝ 0，将使用定时器 1计数溢出作为串口发送时钟。 第 13 页（共 30 页） EXEN2 定时器 2外部允许标志位。 当 EXEN2=1时，如果定时器 2没有用作串行时钟， T2EX（ ）的负跳变见引起定时器 2 捕捉和重载。 若 EXEN2＝ 0，定时器 2将视 T2EX端的信号无效 TR2 开始 /停止控制定时器 2。 TR2=1，定时器 2开始工作 C/ 2T 定时器 2 定时 /计数选择标志位。 ＝ 0，定时； ＝ 1，外部事件计数（下降沿触发） CP/ 2RL 捕捉 /重载选择标志位。 当 EXEN2=1时， ＝ 1， T2EX出现负脉冲，会引起捕捉操作；当定时器 2溢出或 EXEN2=1时 T2EX出现负跳变，都会出现自动重 载操作。 ＝ 0 将引起 T2EX 的负脉冲。 当 RCKL=1或 TCKL＝ 1时，此标志位无效，定时器 2溢出时，强制做自动重载操作。 表 4 2）、 存储器结构 MCS51器件有单独的程序存储器和数据存储器。 外部程序存储器和数据存储器都可以 64K寻址。 程序存储器 ： 如果 EA引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。 对于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序读写先从内部存储器（地址为 0000H～ 1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为： 2020H~FFFFH。 数据存储器 ： AT89S52 有 256 字节片内数据存储器。 高 128 字节与特殊功能寄存器重 叠。 也就是说高 128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。 当一条指令访问高于 7FH 的地址时，寻址方式决定 CPU 访问高 128 字节 RAM 还是特殊功能寄存器空间。 直接寻址方式访问特殊功能寄存器（ SFR）。 例如，下面的直接寻址指令访问 0A0H（ P2口）存储单元 MOV 0A0H , data 使用间接寻址方式访问高 128 字节 RAM。 例如，下面的间接寻址方式中， R0 内容为0A0H，访问的是地址 0A0H的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。 MOV @R0 , data 堆栈操作也是简介寻址方式。 因此，高 128字节数据 RAM也可用于堆栈空间。 3）、 看门狗定时器 WDT是一种需要软件控制的复位方式。 WDT 由 13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器（ WDTRST）构成。 WDT 在默认情况下无法工作；为了激活WDT，户用必须往 WDTRST 寄存器（地址： 0A6H）中依次写入 01EH 和 0E1H。 当 WDT激活后，晶振工作， WDT在每个机器周期都会增加。 WDT计时周期依赖于外部时钟频率。 除了复位（硬件复位或 WDT溢出复位），没有办法 停止 WDT工作。 当 WDT溢出，第 14 页（共 30 页） 它将驱动 RSR引脚一个高个电平输出。 ① WDT的使用 为了激活 WDT，用户必须向 WDTRST寄存器（地址为 0A6H的 SFR）依次写入 0E1H和 0E1H。 当 WDT激活后，用户必须向 WDTRST写入 01EH和 0E1H喂狗来避免 WDT溢出。 当计数达到 8191(1FFFH)时， 13 位计数器将会溢出，这将会复位器件。 晶振正常工作、WDT激活后，每一个机器周期 WDT 都会增加。 为了复位 WDT，用户必须向 WDTRST 写入 01EH 和 0E1H（ WDTRST 是 只读寄存器）。 WDT 计数器不能读或写。 当 WDT 计数器溢出时，将给 RST 引脚产生一个复位脉冲输出，这个复位脉冲持续 96个晶振周期（ TOSC），其中 TOSC=1/FOSC。 为了很好地使用 WDT，应该在一定时间内周期性写入那部分代码，以避免 WDT复位。 ② 掉电和空闲方式下的 WDT 在掉电模式下，晶振停止工作，这意味这 WDT也停止了工作。 在这种方式下，用户不必喂狗。 有两种方式可以离开掉电模式：硬件复位或通过一个激活的外部中断。 通过硬件复位退出掉电模式后，用户就应该给 WDT 喂狗 ，就如同通常 AT89S52 复位一样。 通过中断退出掉电模式的情形有很大的不同。 中断应持续拉低很长一段时间，使得晶振稳定。 当中断拉高后，执行中断服务程序。 为了防止 WDT在中断保持低电平的时候复位器件， WDT 直到中断拉低后才开始工作。 这就意味着 WDT 应该在中断服务程序中复位。 为了确保在离开掉电模式最初的几个状态 WDT不被溢出，最好在进入掉电模式前就复位 WDT。 在进入待机模式前，特殊寄存器 AUXR的 WDIDLE位用来决定 WDT是否继续计数。 默认状态下，在待机模式下， WDIDLE＝ 0， WDT继续计数。 为了防止 WDT在待机模式下复位 AT89S52，用户应该建立一个定时器，定时离开待机模式，喂狗，再重新进入待机模式。 4）、定时器 2 定时器 2是一个 16位定时 /计数器，它既可以做定时器，又可以做事件计数器。 其工作方式由特殊寄存器 T2CON中的 C/T2位选择（如表 2所示）。 定时器 2有三种工作模式：捕捉方式、自动重载（向下或向上计数）和波特率发生器。 如 下表 所示，工作模式由 T2CON中的相关位选择。 定时器 2 有 2 个 8位寄存器： TH2和 TL2。 在定时工作方式中，每个机器周期， TL2 寄存器都会加 1。 由于一个机器周期由 12 个晶振周期构成，因此，计数频率就是晶振频率的 1/12。 第 15 页（共 30 页） 定时器 2工作模式 RCLK+TCKL CP/RL2 TR2 MODE 0 0 1 16位自动重装 0 1 1 16位捕捉 1 X 1 波特率发生器 X X 0 （不用） 表 5 在计数工作方式下，寄存器在相关外部输入角 T2 发生 1 至 0 的下降沿时增加 1。 在这种方式下，每个机器周期的 S5P2期间采样外部输入。 一个机器周期采样到高电平，而下一个周期采样到低电平，计数器将加 1。 在检测到跳变的这个周期的 S3P1 期间，新的计数值出现在寄存器中。 因 为识别 1－ 0的跳变需要 2个机器周期（ 24个晶振周期），所以，最大的计数频率不高于晶振频率的 1/24。 为了确保给定的电平在改变前采样到 一次，电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变。 ① 捕捉方式 在捕捉模式下，通过 T2CON中的 EXEN2来选择两种方式。 如果 EXEN2=0，定时器 2时一个 16位定时 /计数器，溢出时，对 T2CON 的。