at89c2051单片机红外遥控发射器设计毕业设计word格式

at89c2051单片机红外遥控发射器设计毕业设计word格式内容摘要：

8位的 CPU，它是由运算器和控制器组成 [13]。 A．运算器 运算器主要包括算术、逻辑运算部件 ALU、累加器 ACC、寄存器 B、暂存器 YMP YMP程序状态寄存器 PSW、布尔处理器及十进制调整电路等。 运算器主要用来实现数据的传送、数据的算术运算、逻辑运算和位变量处理等。 B．控制器 控制器包括 时钟发生器、定时控制逻辑、指令寄存器指令译码器、程序计数器 PC、程序地址寄存器、数据指针寄存器 DPTR 和堆栈指针 SP 等。 控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件。 它的功能是从程序存储器中提取指令，送到指令寄存器，再进入指令译码器进行译码，并通过定时和控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需要的全部内部控制信息及 CPU 外部所需要的控制信号，如 ALE、PSEN、 RD、 WR 等，使各部分协调工作，完成指令所规定的各种操作。 存储器 A．程序存储器 程序存储器用于存放编好的程序、表格和常数。 CPU 的控制器专门提 供一个控制信号 EA来区分内部 ROM 和外部 ROM 的公用地址区：当 EA 为无效电平时，单片机从片内 ROM 的2KB 存储器取指令，而当指令超过 07FFH 后，就自动转向片外 ROM 取指令；当 EA为有效电平时， CPU 只从片外 ROM 取指令。 在程序存储器中，有 6个单元具有特殊存储功能。 0000H— 0002H：是所有执行程序的入口地址， 2051 单片机复位后， CPU 总是从 0000H 单元开始执行程序。 0003H：外部中断 0入口。 000BH：定时 /计数器 0溢出中断入口。 0013H：外部中断 1入口。 001BH：定时 /计数器 1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。 使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或者从 0000H 起始地址跳转到用户设计的初始程序上。 B．数据存储器 片内数据存储器的 8位地址共可寻址 256B 单元， 2051 单片机将其分为两个区： 00H— FFH的 128B 单元为片内 RAM 区，可以读、写任何数据； 80H— FFH 的高 128B 单元为专用寄存器区。 在低 128B 的内部 RAM 中，前 32 个单元（地址为 00H— 1FH）为通用工作寄存器区，共分为四组（寄存器 0 组、 1组、 2组、 3 组），每组 8个工作寄存器由 R0— R7 组成，共占 32个 单元。 选用哪一组由程序状态字 PSW 中的 RS RS0 这两位的设置决定，若程序并不需要四个 4组工作寄存器，那么剩下的工作寄存器可作一般的存储器来使用。 CPU 在复位时自动选中 0组 20H— 2FH 的 16 个单元为位寻址区，每个单元 8 位，共 128位。 其位寻址范围为 00H— 7FH。 位寻址区的每一位都可当作软件触发器，由程序直接进行处理。 程序中通常把各种程序状态标志、位控变量设在位寻址区。 同样，位寻址区的RAM 单元也可作为一般的数据存储器按字节单元使用。 3．特殊功 能寄存器 A．累加器 A 累加器 A是一个最常用的 8位特殊功能寄存器，它既可用于存放操作数， 也可用于存放运算的中间结果。 大部分单操作数指令的操作数就取自累加器。 用 ACC 表示 A的符号地址。 B．寄存器 B 寄存器 B是一个 8位寄存器，主要用于乘法和除法的运算。 乘法运算时， B 中存放乘法，乘法操作后，乘积的高 8位又存于 B 中；除法运算时， B中存放除数，出发操作后， B 中又存放余数。 在其他指令中，寄存器 B 可作为一般的寄存器使用，用于暂存数据 [14]。 （二） 定时器 /计数器 主要特性 (1)AT89C2051 单片机有两个 可编程的定时器 /计数器 —— 定时器 /计数器 0与定时器 /计数器 1，可有程序选择作为定时器用或作为计数器用，定时时间或记数值也可由程序设定。 (2)每一个定时器 /计数器具有 4 种工作方式，可用程序选择。 (3)任一定时器 /计数器在定时时间到或记数值到时，可有程序安排产生中断请求信号或不产生中断请求信号 [15]。 定时 /计数器 0和 1的控制和状态寄存器 特殊功能寄存器 TMOD 和 TCON 分别是定时 /计数器 0 和 1 的控制和状态寄存器，用于控制和确定各定时 /计数器的功能和工作模式。 1．模式控制寄存器 TMOD TMOD 用于 控制 T0 和 T1 的工作方式和 4 种工作模式。 其中低 4 位用于控制 T0，高 4位用于控制 T1。 其格式如表 ： 表 31 T/C 的方式控制寄存器 TMOD GATE C/T非 M1 M0 GATE C/T非 M1 M0 GATE 位：门控位。 当 GATE=1 时，只有 INTO 非或 INT1 非引脚为高电平且 TR0 或 TR1 置 1时，相应的定时 /计数器才被选通工作；当 GATE=0，则只要 TR0 和 TR1 置 1，定时 /计数器就被选通，而不管 INT0 非或 INT1 非的电平是高还是低 C/T 非位：计数 /定时功能选择位。 C/T 非 =0，设置为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。 C/T 非 =1，设置为计数器方式，计数器的输入来自 T0（ ）或 T1（ ）端的外部脉冲。 M M0 位：工作模式选择位。 2 位可形成 4中编码，对应 4 种工作模式，见表 ： 表 32 定时器 /计数器工作方式 M1 M0 功 能 描 述 00 方式 0： 13位定时器 /计数器 01 方式 1： 16位定时器 /计数器 10 方式 2：具有自动重装初值的 8 位定时器 /计数器 11 方式 3：定时 /计数器 0分为两个 8 位定时 /计数器，定时 /计数器 1 在此方式无实用意义 2． 控制寄存器 TCON TCON 用来控制 T0 和 T1 的启、停，并给出相应的控制状态，高 4位用于控制定时器 0、1的运行；低 4位用于控制外部中断。 格式如下表 ： 表 33 定时器 /计数器控制寄存器 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1：定时器 1溢出标志。 当定时器 1溢出时，由硬件置 1。 使用查询方式时，此位做状态位供查询，查询有效后需由软件清零；使用中断方式时，此位做中断申请标志，进入中断服务后 被硬件自动清零。 TR1 位：定时器 1 运行控制位。 该位靠软件置位或清零，置位时，定时 /计数器接通工作，清零时，停止工作。 TF0 位：定时器溢出标志位，其功能和操作情况类同于 TF1。 TR0 位：定时器 0 运行控制位，其功能和操作类同于 TR1。 IE 位：外部中断请求标志位。 当 CPU采样到 INT0 非（或 INT1 非）端出现有效中断请求时， IE0（或 IE1）由硬件置 1，中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清零。 IT 位：外部中断请求出发方式位。 IT0（ IT1） =1 为脉冲触发方式，后负跳有效。 IT0（ IT1） =0 为电平触发方式，低电平有效。 3．定时 /计数器的初始化 AT89C2051 单片机的定时 /计数器是可编程的，因此，在进行定时或计数之前也要用程序进行初始化。 初始化一般应包括以下几个步骤： (1)对 TMOD 寄存器赋值，以确定定时器的工作模式； (2)置定时 /计数器初值，直接将初值写入寄存器的 TH0， TL0 或 TH1， TL1； (3)根据需要，对寄存器 IE 置初值，开放定时器中断； (4)对 TCON 寄存器中的 TR0 或 TR1 置位，启动定时 /计数器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。 在初 始化过程中，要置入定时 /计数器的初值，这时要做一些计算。 由于计数器是加法计数，并在溢出时申请中断，因此不能直接输入所需的计数值，而是要从计数最大值倒退回去一个计数值才是应置入的初值。 设计数器的最大值为 M（在不同的工作模式中， M可以为 8192， 65536， 256），则置入的初值可以这样来计算。 计数方式时 X=M— 记数值 定时方式时 （ M— X） T=定时值 所以 X=M— 定时值 /T 式中， T 为计数周期，是单片机的机器周期 [13]。 T0和 T1 的 4 种工作方式 方式 0： 13 位定时 /计数器， TL1（或 TL0）的低 5 位和 TH1（或 TH0）的 8 位构成， TL中的高 3 位弃之未用。 当 TL 的低 5 位记数溢出时，向 TH 进位，而全部 13 位计数器溢出时使计数器回零，并使溢出标志TF置1，向CPU发出中断请求。 方式 1： 16 位定时 /计数器，其逻辑电路和工作情况与方式 0 几乎完全相同，唯一的差别就是方式 1中 TL的高 3 位也参与了计数。 方式 2：把 TL 配置成一个可以自动重装载的 8位定时 /计数器 方式 3：仅对 T0有意义，将 16 位定时 /计数器分成两个互相独 立的 8 位定时 /计数器 TL和 TH， （三） 独立式按键结构 独立式按键是指直接用 I/O线构成的单个按键电路，每个独立式按键占有一根 I/O口线，每根 I/O 口线上的按键的工作状态不会影响其他 I/O 口线的工作状态，其结构简单，但I/O 口线浪费较大 [16]。 独立式按键配置灵活，软件结构简单，上拉电阻保证了按键断开时， I/O 口线有确定的高电平，其电路原理图图 （四） 低功耗控制电路 低功耗的实现方法 AT89C2051 单片机的 CPU 有两种节电工作方 式即空闲方式和掉电方式，遥控器采用了空闲节电方式。 当 CPU 执行完 IDL=1（ =1）指令后 ,系统进入空闲工作方式 ，这时内部时钟不向 CPU提供，而只供给中断、串行口、定时器部分。 遥控器退出低功耗空闲方式电路由与门来实现。 当有键按下时，由与门触发外部中断 1发生中断，单片机退 图 32 独立式按键电路 出空闲工作方式，进入键盘和红外发射程序，结束后又进入低功耗空闲方式待机。 使用过程中单片机基本上都处于空闲工作方式，功耗相当低，从而为使用电池电源提供保障。 掉电保护和低功耗的设计 掉电保护 在单片机工作时，供电电源如果发生停 电或瞬间停电，将会使单片机停止工作。 待电源恢复时，单片机重新进入复位状态，停电前 RAM 中的数据全部丢失，这种现象对于一些重要的单片机应用系统是不允许的。 在这种情况下，需要进行掉电保护处理。 掉电保护具体操作过程如下。 单片机应用系统的电压检测电路检测到电源电压下降时，触发外部中断（ INT0 或INT1），在中断服务子程序中将外部 RAM 中的有用数据送入内部 RAM 保存。 因单片机电源入口的滤波电容的储能作用，可以有足够的时间来完成中断操作。 备用电源自切换电路属于单片机内部电路。 它由两个二极管组成，当电源电压高于 VPD 引脚的备用电源电压时， VD1 导通， VD2 截止，单片机由电源供电；当电源电压降到比备用电源电压低时，二极管 VD1截止， VD2 导通，单片机由备用电源供电 [15]。 备用电源只为单片机内部 RAM 和专用寄存器提供维持电流，这时单片机外部的全部电路因停电而停止工作，时钟电路也停止工作， CPU 因无时钟也不工作。 当电源恢复时，备用电源还会继续供电一段时间，大约 10ms，以确保外部电路达到稳定状态。 在结束掉电保护状态时，首要的工作是将被保护的数据从内部 RAM 中恢复过来。 当用户检测到一个掉电保护电路时，立即通过外部中断输入线 INT0 来中断单片机现行操作。 外部中断 0 服务程序将有关数据信息送入片内 RAM 保存，然后向 写入 0， 输出的这个低电平触发单稳态电路 MC755。 它输出的脉宽取决于 R、 C 的数值及 VCC是否以掉电。 如果当单稳态定时输出后，若 VCC 仍然存在，这是一个假掉电报警，并从复位开始重新操作；若 VCC 已掉电，则断电期间由单稳态电路给 RESET/VPD 供电，维持片内 RAM 处于“饿电流”供电状态保存信息，一直维持到 VCC 恢复为止。 80C51 的掉电保护过程则不同。 当电压检测电路检测到电源电压降低时，也触发外部中断，在中断服务子程序中，除了要将外部 RAM 中的有用数据保存以外，还要将特殊功能寄存器的有用内容保护起来，然后对电源控制寄存器 PCON 进行设置。 PCON 寄存器的各位定义如表。 表 34 电源控制寄存器 PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD — — — GF1 GF0 PD IDL 其中， SMOD 是波特率倍增位，在串行通信中使用。 GF GF0： 通用标志，由软件置位、复位。 PD：掉 电方式控制位， PD=1， 则进入掉电方式。