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温湿度控制系统设计 第5页

更新时间:2008-12-25:  来源:毕业论文

温湿度控制系统设计 第5页
统的相应端口。
由于8031中无片内ROM,且数据存储器也不能满足要求,,经扩展2762和6264来达到存储器的要求,其结果通过显示器来进行显示输出。
3. 2. 2. 1 8031的片内结构
8031是有8个部件组成,即CPU,时钟电路,数据存储器,并行口(P0~P3)串行口,定时计数器和中断系统,它们均由单一总线连接并被集成在一块半导体芯片上,即组成了单片微型计算机,
8031就是MCS-51系列单片机中的一种。
图 3-14 8031基本组成
CPU中央处理器:
中央处理器是8031的核心,它的功能是产生控制信号,把数据从存储器或输入口送到CPU或CPU数据写入存储器或送到输出端口。还可以对数据进行逻辑和算术的运算。
时钟电路:
8031内部有一个频率最大为12MHZ的时钟电路,它为单片机产生时钟序列,需要外接石英晶体做振荡器和微调电容。
内存:
内部存储器可分做程序存储器和数据存储器,但在8031中无片内程序存储器 。
定时/计数器:
8031有两个16位的定时/计数器,每个定时器/计数器都可以设置成定时的方式和计数的方式,但只能用其中的一个功能,以定时或计数结果对计算机进行控制。
并行I/O口:
MCS-51有四个8位的并行I/O口,P0,P1,P2,P3,以实现数据的并行输出。
串行口:
它有一个全双工的串行口,它可以实现计算机间或单片机同其它外设之间的通信,该并行口功能较强,可以做为全双工异步通讯的收发器也可以作为同步移位器用。
 中断控制系统:
8031有五个中断源,既外部中断两个,定时计数中断两个,串行中断一个,全部的中断分为高和低的两个输出级。3. 2. 2. 2 8031的引脚图
                     3-15  8031引脚图
8031的制作工艺为HMOS,采用40管脚双列直插DIP封装,引脚说明如下:
VCC(40引脚)正常运行时提供电源。
VSS(20引脚)接地。
XTAL1(19引脚)在单片机内部,它是一个反向放大器的输入端,该放大器构成了片内的震荡器,可以提供单片机的时钟信号,该引脚也是可以接外部的晶振的一个引脚,如采用外部振荡器时,对于8031而言此引脚应该接地。
XTAL2(18引脚)在内部,接至上述振荡器的反向输入端,当采用外部振荡器时, 对MCS51系列该引脚接收外部震荡信号,即把该信号直接接到内部时钟的输入端。
RST/VPD(9引脚)在振荡器运行时,在此引脚加上两个机器周期的电平将单片机复位,复位后应使此引脚电平保持不高于0.5V的低电平以保证8031正常工作。在掉电时,此引脚接备用电源VDD,以保持RAM数据不丢失,当BVCC低于规定的值时,而VPD在其规定的电压范围内时,VPD就向内部数据存储器提供备用电源。
ALE/PROG(30引脚)当8031访问外部存储器时,包括数据存储器和程序存储器,ALE9地址锁存允许0输入的脉冲的下沿用于锁存16位地址的低8位,在不访问外部存储器的时候,ALE仍有两个周期的正脉冲输出,其频率为振荡器的频率的1/6,在访问外存储器的是候,在两个周期中,ALE只出现一次,ALE断可驱动8个LS TTL负载,对于有片内EPROM的而言,在EPROM编程期间,此脚用于输入编程脉冲PROG。
 (29引脚)此脚输出为 单片机内访问外部程序存储器的读选通信号,在读取外部指令期间, PSEN非有两次在每个周期有效,在此期间,每当访问外部存储器时,两个有效的PSEN非将不再出现,同样这个引脚可驱动8个LSTTL负载。
 /VPP(31引脚)当 保持高电平时,单片机访问内部存储器,当PC值超过0FFFH时,将自动转向片外存储器。当 保持低电平时,则只访问外部程序存储器,对8031而言,此脚必须接地。
P0,P1,P2,P3:8031有四个并行口,在这四个并行口中,可以在任何一个输出数据,又可以从它们那得到数据,故它们都是双向的,每一个I/O口内部都有一个8位数据输出锁存器和一个8位数据输入缓冲器,各成为SFR中的一个,因此CPU数据从并行I/O口输出时可以得到锁存,数据输入时可以得到缓冲,但他们在功能和用途上的差异很大,P0和P2口内部均有个受控制器控制的二选一选择电路,故它们除可以用做通用I/O口以外还具有特殊的功能,P0口通常用做通用I/O口为CPU传送数据,P2口除了可以用做通用口以外,还具有第一功能,除P0口以外其余三个都是准双向口。
8031有一个全双工串行口,这个串行口既可以在程序下把CPU的8位并行数据变成串行数据一位一位的从发送数据线发送出去,也可以把串行数据接受进来变成并行数据给CPU,而且这种串行发送和接收可以单独进行也可以同时进行。
8031的 串行发送和接收利用了P3口的第二功能,利用P3.1做串行数据接收线,串行接口的电路结构还包括了串行口控制寄存器SCON,电源及波特率选择寄存器PCON和串行缓冲寄存器SBUF,他们都属于SFR,PCON和SCON用于设置串行口工作方式和确定数据发送和接收,SBUF用于存放欲发送的数据起到缓冲的作用。
3. 2. 2. 3 8031程序存储器

MCS-51系列单片机的内部ROM是不同的,8051有4K的ROM,而8751则是4K光可擦写EPROM,而我们所采用的8031则没有片内的ROM,但是无论那种型号的芯片都可以在片外扩展多达64K的片外程序存储器,外部程序存储器扩展的大小以满足系统要求即可,或有特殊要求或为了以后升级方便采用大容量的片外程序存储器。当外接程序存储器的时候,单片机通过P2口和P0口输出16位的地址,即可寻址的外部程序存储器单元的地址,使用ALE作为低8位地址锁存器信号,再由P0口读回指令的代码,用PSEN非作为外部程序存储器的选通信号。
单片机有一个程序计数器PC,它始终存着CPU要读取的机器码的所在地址,单片机工作时,PC自动加一,此时程序开始顺序执行,因为单片机程序 访问空间是64K,故需要16条地址线,当 接“0”则8031在片外程序存储器中读取指令,此时片外程序存储器从0000H开始编址,因为8031无片内程序存储器,故在此系统中 必须接地使CPU到外部ROM中去寻址。
在程序存储器中有六个单元有特定的含义:
0000H单元:单片机复位后,PC=0000H即从此处开始执行指令。
0003H单元:外部中断0入口地址。
000BH单元:定时器0溢出中断入口地址。
0013H单元:外部中断1入口地址。
001BH单元:定时器溢出中断入口地址。
0023H单元:串行口中断入口地址。
使用时常在这些入口外安放一条绝对跳转指令,使程序跳转到拥护安排的中断处理程序的起始地址,或从0000H外执行一跳转指令,跳转到用户设计的初始程序入口。

3. 2. 2. 4 8031数据存储器
数据存储器用于存放运算中间的结果、数据暂存、缓冲、标志位、待测程序等功能。
片内的128B的RAM地址为00H~7FH,供用户做RAM用,但是在这中间的前32单元,00H~1FH即引用地址寻址做用户RAM用,常常做工作寄存器区,分做四组,每组由8个单元组成通用寄存器R0~R7,任何时候都由其中一组作为当前工作寄存器,通过RS0,RS1的内容来决定选择哪一个工作寄存器。
低128字节中的20H~2FH共16字节可用位寻址方式访问各位,共128个位地址,30H~7FH共80个单元为用户RAM区,作堆栈或数据缓冲用,片内RAM不够用时,须扩展片外数据存储器。此时单片机通过P2口和P0口选出6位地址,使用ALE作低8位的锁存信号,再由P0口写入或读出数据。写时用 ,读时用 做外

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