电机智能保护系统毕业设计开题报告(朱娜).doc

南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名:朱娜学 号：104909252072教学点:扬州职业大学专 业:电子工程专业设计(论文)题目:电机智能保护系统指导教师:周绍平副教授 (姓 名) (专业技术职务)材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表1教师完成2毕业设计(论文)任务书1教师完成3毕业设计(论文)开题报告含文献综述1学生完成4毕业设计(论文)外文资料翻译含原文1学生完成5毕业设计（论文）中期检查表1教师完成年 月打印时注意删除蓝色字！注：毕业设计（论文）中期检查工作结束后，请将该封面与目录中各材料合订成册，并统一存放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中（打印件一律用A4纸型）。南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：朱娜学 号：104909252072专 业：电子工程专业设计(论文)题目：电机智能保护系统指 导 教 师:周绍平重要提示：1本电子文档标准格式中的各类说明（用蓝色字体表示）仅供参考，在参阅后请自行删除（包括本提示），黑色字体的内容全部保留。 2本文档中日期的填写务必与“毕业设计（论文）任务书”中的工作进度计划相符。 2010年 2 月 24 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从继续教育学院网站上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述我 一、 引言电动机作为机械、电子、电气等系统中的重要组成部分，在国民经济中占有举足轻重的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工业、农业和国防建设及人民生活正常进行的重要保证，但其损坏也非常严重，其保护问题长期困扰着继电保护专业人员和设备操作人员。全国每年因为电动机过载、短路、缺相、接地等故障引起严重损坏的事故不计其数，因而确保电动机的正常运行就显得十分重要，而在使用过程中每年都有大量的电动机烧毁，对安全生产有着至关重要的影响。因此做好电动机的保护对提高生产效率和经济效益及保证安全生产的重要意义。二、电机保护器的历史我国的电动机保护装置大约经历了从以熔断器、接触器和热继电器构成的组合式的全面仿苏阶段到自行设计、更新换代、智能化发展等几个阶段。在建国初期，我们引进了苏联的JR系列热继电器，从而开始了其在中国电机保护行业中长达半个世纪的生涯，直到1996年国家八部委联合发文强制将其淘汰。上个世纪七十年代，随着半导体模拟器件的兴起及普及，涌现出了一批性能比较可靠、功能多样化的电子式电动机保护器。近年来随着微处理器技术的发展，给电机保护器向智能化、多功能化方向发展提供了平台，使得电机保护进入了一个飞速发展的阶段。三、国内外研究状况电动机保护经历了从以熔断器、接触器和热继电器构成的组合式保护到微机式保护的发展过程。从70年代开始出现以独立元件组成的模拟式电子保护装置，如TL11/12继电器，这种装置在我国一直应用至今。然而由于模拟式电子保护装置有离散性大、稳定性差、保护功能单一和保护参数修改不便等缺点，不能很好的满足工业需要。电机保护技术的发展和其它各种控制与自动化技术一样，由于电子技术的发展(晶体管，集成电路，大规模集成电路的出现和发展)，电机保护技术的数字化、计算机化成为了必然的发展趋势。特别是近年来，由于微型计算机和微处理机的出现和发展，使得计算机的体积越来越小，性能日益提高，且成本显著降低，应用日益广泛。因此，电机保护技术的这种发展趋势，越来越明显，而且已开始成为现实。国内在计算机保护方面的研究工作起步较晚，从70年代后期才开始，但进展却很快。开始是几个高等学校和水电部南京自动化研究所的一些继电保护工作者对国外计算机继电保护的发展作了广泛的介绍和综合分析。70年代末至80年代初则广泛地开展各种算法以至样机的研制。在70年代末期，出现了一批功能足够强的微型计算机，价格也大幅度降低。因而无论在技术上还是经济上，已具备用一台微型计算机来完成一个电气设备保护功能的条件。甚至为了增加可靠性，还可以设置多重化的硬件，用几台微型计算机互为备用地构成一个电气设备的保护装置，从而大大提高可靠性。1984年上半年华北电力学院研制的第一套以6809(CPU)为基础的距离保护样机投入试运行。1984年底在华中工学院召开了我国第一次继电保护学术会议。标志着我国计算机保护的开发开始进入了重要的发展阶段。后来又有更多的高等学校作了许多探索。美国电气和电子工程师学会(IEEE)的教育委员会在1979年曾组织过一次世界性的计算机保护研究班。这个研究班之后，世界各大继电器制造商都先后推出了各种定型的商业性微机保护装置产品。目前发展最快的是日本。在1986年，日本继电器保护设备的总产值中已有一半数微机保护产品。由于微机保护装置具有一系列独特的优点，这些产品问世后很快受到用户的欢迎。80年代初期开始出现集成电路式电动机保护装置，这种保护装置的稳定性、功能都有了很好的改进。随着微处理器的出现，特别现在价格便宜、功能强大，出现了微机式智能保护装置。这种保护在可靠性、经济型、灵活性和方便性等方面都有了很大的进步。目前，德国西门子的MFR4SJ551多功能保护继电器，采用的是微机式保护，在此领域处于领先水平。但由于其使用的是英文界面、价格昂贵、组网不便等原因，在我国难以大面积推广使用。所以，能够自主开发设计一种适合我国国情的智能微机式电动机保护装置就显得格外重要。四、电机保护的发展趋势科技发展永无止境，不断前进，带动了电动机保护技术的发展。现代科学技术为电动机保护技术的发展提供了无比广阔的途径。传统的保护方式功能单一，一个装置只能起到一种保护作用，这势必导致控制的复杂化和工作可靠性的降低。而现代的保护装置功能多样，一个元件或一个电路就能实现多种功能。传统的保护原则主要是电热、电磁原则，而现代的保护措施则大量采用非电量原则，如对温度、时间、频率等非电量进行检测，然后再转变成电信号处理。传统的保护方式是当时条件下适应传统电动机生产方式的措施，必然有其局限性，而现代电动机必须采用现代化的保护方式。五、课题研究意义综合以上分析，我们知道电机保护器的发展对生产安全具有重大的影响，并且近年来单片机发展迅速，把性能优越、可靠性高、灵活性、强调试方便、经济性好的单片机运用到电机保护中，利用功能强大的单片机技术，完成智能保护器的硬件电路设计，并编制完整的电动机保护程序，最终实现过压、欠压、过载等多种保护功能，弥补了传统保护器的许多缺陷，对电机智能保护器的推广和应用具有重大作用。因此本课题具有很好的研究意义。参考文献1 张兆东,周绍平. 可同时监控多台电动机过载的保护方案J, 湖南职业技术学院学报,2007年9月,P11-13.2 彭为,黄科.单片机典型系统设计实例精讲，电子工业出版社，2006年.3 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计，北京航空航天大学出版社,2007年.4 艾卫东. 以单片机为核心的三相异步电动机保护系统设计，电机技术，2008年第3期，65-67页.5 孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用，东南大学出版社，2004年第四版.6 樊利军,张春芝,田柏林.智能型电动机综合保护装置的研究 ，煤炭工程 2007年第10期.7 李德才.智能大中型电动机综合保护与控制装置的研究，煤炭技术，2007年6月.8 王跃峰.基于单片机的电动机保护技术初探，矿山机械2007年第1期.9 杨新启.电动机过载保护的新思路，机床电器1999年第4期.10 刘兴川、陈淑珍.电机智能启动器的设计和实现，现代电子技术，2007年第13期.11 李占平,王明星,李建书.智能电动机综合保护器，煤炭技术，2006年4月.12 刘福珍.电动机保护装置的发展展望，四川职业技术学院学报，2007年5月.13 许祥兰.浅谈电动机综合保护器的应用，江苏水利，2007年第6期.14 贾伯年,俞朴,宋爱国.传感器技术，东南大学出版社，2007年.15 刘光斌.单片机系统实用抗干扰技术，人民邮电出版社，2003年10月.16 张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社，1998年.，毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题主要研究的是关于电机的智能保护问题。拟采用的研究手段和途径主要有以下几种。一、电流保护三相异步电动机对称故障的主要特征是三相电流基本对称但同时出现过流，因此可通过检测电流幅值进行故障判断。根据对称分量法分析，当电动机三相对称时，负序和零序电流为零，而发生不对称故障时则会显著增加。不对称故障可分为非接地性不对称故障和接地性不对称故障。所以由常见故障信息可知，若以过流信息反映短路和堵转故障，以负序和零序电流反映各类不对称短路和接地短路等不对称故障，可以实施全面的电流保护。具体方案如下:(1)设置电流速断保护作为电动机的主保护，用于电动机内部定子绕组以及进线所发生的相间短路故障。设置速断保护电流定值时，要保证电动机在满载启动过程中短路保护可靠地不动作，即躲过电动机最大启动电流。(2)设置堵转保护作为电动机运行过程中短路保护的后备保护。当保护装置在电机运行过程中检测到电流超过堵转电流整定值，并达到整定时限时堵转保护动作，出口跳闸。堵转保护在电动机启动过程中闭锁，启动结束后自动投入。(3)设置过负荷保护来防止电动机长时间过负荷运行，定子过热而引起的损坏。(4)针对电动机的各类非接地性不对称故障(如断相、逆相、三相不平衡和相间短路等)，设置负序电流保护。在整定负序电流定值时，需要注意1%的电压不平衡会引起6%的电流不平衡。而实际供电电源总存在一定的不对称，即使在正常运行时，电动机也会有一定的负序电流，所以整定时必须躲过这一不平衡因素。(5)针对各种接地性短路故障，设置零序电流保护。另外，为防止由于各种原因使得电动机不能成功启动时，大启动电流对绕组的损坏以及启动转矩对轴承的损坏，可以设置电动机启动时间过长保护。二、电压保护系统电源电压是很难保证恒定、不出现波动或其它异常情况的。如果电动机在系统电压低于额定电压一定程度时启动，则难以提升到额定转速。当电源电压降低或短时中断时，一些不允许或不需要自起动的电动机，须从电力网中断开。在另一方面，如果电动机带负载运行时电源电压升高，则电动机电流降低，同时铁损和铜损变大，引起电动机温度上升。因此，针对电源电压的变化，可以分别配置低电压保护和过电压保护。当三相相间电压均小于低电压保护定值时，低电压保护动作。低电压保护在电动机三相均无电流的情况下应能自动退出，其定值的设置要躲过电动机启动时的最低电压。当三相相间电压均高于过电压保护定值时，过电压保护动作。过电压保护定值要按电网电压允许波动的最大范围进行整定。三、温度保护温度保护式利用安装在电动机内部的温度传感器来实现。通过检测温度，当检测的温度值达到阈值时速断保护，这里温度阈值可以由用户设定。决定绕组绝缘寿命的基本因素是温度。因此任何规定的允许过负荷持续时间，应以绝缘发热为依据。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：朱娜同学对本课题有较为深入的了解和研究，文献综述能够反映该课题的研究历史和当前概况，对电机保护的各种方案做了分析和比较，对使用单片机进行控制的优越性和本课题工作任务做了明确的阐述，研究手段和途径描述清楚，具有实际的可行性和可操作性。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题应用集成电路设计以及单片机控制的多种知识，根据电动机的工作特性对三相电动机智能保护器进行了比较深入的研究。利用功能强大的单片机技术，完成智能保护器的硬件电路设计，并编制完整的电动机保护程序，最终实现过压、欠压、过载等多种保护功能，弥补了传统保护器的许多缺陷。这种产品由于功能完善且可靠性高，必定会给配电控制系统带来好处，可以带来巨大的社会效益，另一方面也能为产品的制造厂家带来可观的经济效益。 指导教师： 周绍平 2011 年 4 月 12 日所在专业审查意见： 负 责 人： 年 月 日 南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)外文资料翻译学院（系）： 电子工程系(用三号楷体，下同） 专 业： 电子工程 姓 名： 朱娜 学 号： 104909252072 (用外文写)外文出处： The Final Word of the 8051 (chapter2-the Hardware) 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语：朱娜同学的外文资料翻译，选题符合毕业设计内容要求，中文翻译准确，文字表达通顺，无科学性错误，符合外文资料翻译要求。 签名： 周绍平 2011年 4 月 12 日注：请将该封面与附件装订成册。附件1：外文资料翻译译文硬件1综述8051系列微处理器是基于一个高度优化的嵌入式控制系统的结构。它广泛地用于军事设备、汽车直至你的个人电脑键盘。仅次于摩托罗拉的68HC11在8位处理器中的销售份额，很多制造商都可提供8051系列微处理器，如Intel， Philips，和Siemens等。这些制造商在8051中加入了大量的性能和外部设备，如：IC接口，模数转换器，看门狗定时器和脉宽调制输出设备等。8051的变革程度是清晰可见的，其时钟速度达到了40MHz，电压的要求降低到了1.5V。大量的不同部件只集成在一个单核上使得8051系列成为一个公司整个生产线的基本架构是一个不错的选择，因为它能够实现许多功能而且开发者只需要学习这一平台。8051系列的基本结构特点如下：8位的ALU32个离散I/O引脚（4组8位端口），可单独寻址2个16位的定时器/计数器全双工串行口6个中断源，2个中断优先级128B的片上数据存储器RAM数据存储器和代码存储器各64位地址空间一个8051处理器的机器周期由12个振荡周期组成。8051内核每12个振荡周期用来完成一项专门的操作，如取指令和用于等待中断的一系列中断的采样。计算8051任何指令的执行时间可把时钟频率除以12 ，再取倒数，然后乘以指令执行所需的周期数。因此，如果你的系统时钟是11.059MHz， 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数，为921583条指令，取倒数将得到每条指令周期所需的时间（1.085ms）。2存储器组织8051结构提供给用户3个实际独立的存储空间，如图A-1所示。每个存储空间包括从0到最大范围的连续的地址组成，存储空间由字节表示。地址的重叠利用特定的指令来解决，指令是具体地针对所给出的地址空间。3个存储空间的功能描述如下：图A-1-8051存储器结构3代码空间第一个存储空间是代码段，执行的程序放在其中。代码段能达到64K（因为它是通过16位地址线寻址）。处理器把代码段设置为只读，当要对存储器件如EPROM进行寻址时，处理器会产生一个信号。然而，这并不意味着代码段必须通过EPROM执行。目前许多嵌入式系统使用EEPOM，它允许无论是8051自身还是外部设备改写存储器。这使产品更新更加容易，因为新的软件可以下载到EEPROM中，而不用拆开它，然后装入一个新的EPROM中。另外，带电池的SRAM也可用来代替EPROM。这种方法可以像EEPROM一样下载新的软件到装置中，并且没有EEPROM那样读写周期的限制。但是，当电源耗尽时，存储在SRAM 中的软件也随之丢失。使用SRAM代替EPROM来开发系统时，允许快速下载新的代码到目标系统中。如果这个可行，它将避免了编程/调试/擦写这样一个EPROM需要的循环过程，而且不再需要使用昂贵的电路仿真器。除了可执行代码以外，同样地实践在8051中是可在代码段中存储查询表。为了达此目的， 8051提供了允许快速访问表的通过数据指针DPTR或程序计数器加上由累加器提供的偏移量进行寻址的指令。这样就可以把表头地址装入DPTR中，把表中要寻址的元素的偏移量装入累加器中。8051在执行指令时的过程中，把这两者相加，在这种情况下可减少许多指令周期。在本章以后的例子列表A-5中我们会看到这点。4数据空间第二个存储空间是8051中128 字节的内部RAM或是8052中前128字节的内部RAM。这部分主要是作为数据段。指令用一个或两个周期来访问数据段。这个访问时间要比访问XDATA段快，因为它采用直接寻址方式，而不是必须先通过初始化存储器指针例如DPTR。因此，我们把使用比较频繁的变量或局部变量存储在DATA段中。但是必须节省使用DATA 段，因为这个段的存储空间毕竟有限。 变量保存在数据段也可通过R0和R1采用间接寻址。R0和R1被用作存储器的指针，必须将要恢复或改变字节的地址放入R0或R1中。根据源操作数和目的操作数的不同，执行指令需要一个或两个机器周期。数据段中包含两个小段。第一个子段包含四组寄存器组，这些寄存器组构成了RAM的前32位。8051可使用这四组8位地寄存器组中的任意一组作为工作寄存器组。这种寄存器组的选择的改变可以在任何时候通过修改PSW寄存器的RS1和RS0位来实现。这两位是使用数字0到3来表示寄存器组的使用（若使用RS1必须是最有用的位）。寄存器组的切换不仅可以快速传递，而且还可以在8051中简化任务的转换。DATA中的第二个子段是位寻址段，在该段中每位可以单独寻址，该段叫做BDATA段。存储器中，位寻址段包括16位（128字节）分布在4个寄存器组之上。8051中有几个单独的位操作指令，这些指令在控制应用和帮助8051中地软件代替外部组合逻辑方面很有用处，这减少了目标系统中地模块数。应该注意的是，这16个字节也可以像数据空间中地其他字节一样进行字节寻址。4.1特殊功能寄存器 可进行位寻址的SFR表A-18051中，中断系统和外部功能控制寄存器位于从地址80H开始的内部RAM中，这些寄存器被称作特殊功能寄存器（简称SFR），其中很多寄存器都可进行位寻址。进行位寻址的寄存器SFR可通过名字，索引或是位地址进行访问。因此，如果要对中断使能寄存器中的EA位进行寻址，可使用EA，IE.7或0AFH。这些寄存器控制定时/计数器，串行口，中断源以及中断优先级等。这些寄存器的寻址方式和DATA段中地字节和位的指令集一样。可进行位寻址的寄存器SFR如表A-1所示。4.2 IDATA空间8051系列的一些单片机如8052有附加的128字节的内部RAM，位于从80H开始的地址空间。这个RAM段被称为IDATA段。由于IDATA 区的地址和SFR的地址是重叠的,要通过区分所访问的存储空间来解决地址重叠的问题，因为IDATA段只能进行间接的寻址模式。4.3 XDATA空间 8051 的最后一个存储空间长度为64K和代码段一样采用16位地址线寻址。这个空间称作外部数据存储空间（简称为XDATA段）。这个段通常包括一些RAM（通常是SRAM）和I/O设备，或者一些必须通过8051总线接口的外部器件。对XDATA段的读写操作需要至少两个机器周期，使用DPTR，R0，或者R1实现。对于DPTR来说，通常需要两个或者更多个机器周期来装入地址，另外读写操作又需要两个机器周期。同样地，对于R0或R1的装入需要一个以上的机器周期，而读写又需两个机器周期。由此可见，一个基本的XDATA段中的数据的操作一般说来，至少要花3个机器周期。因此，任何使用频繁的数据应尽量保存在数据段中。如果在8051中不需要和总线设备进行 I/O 操作或者操作者希望在和总线设备进行I/O操作时开关RAM，则 XDATA 段可全部使用64K RAM。关于这方面的应用将在以后介绍。5位操作和布尔逻辑 8051中包含一个独立的位布尔逻辑处理器，用它可以分别对BDATA，SFR中 128个可寻址位和32个I/O口进行位逻辑操作（端口0到端口3）。8051可以对这些位进行或、与、异或、求补、置位和清零等操作，也可像转移字节那样转移位值。可寻址位也可以作为条件转移的条件。像这样一条很有用的指令就是：跳转如果位置1并且清该位（JBC）。通过判断可寻址位是否置位来决定是否进行转移，如果该位置位则转移并清零该位，这条指令能够在两个机器周期内完成，比在两个代码段中分别使用跳转和清零指令要节省一到两个处理周期。比如说，你要编写一个程序：等待P0.0置位然后跳转，但是等待有时间限制。这样就需要设置一个时间，时间到达后跳出查询。检测到P0.0置位后，处理器强制P0.0清零并跳出。利用JBC指令不但节省了代码长度，而且使程序更加简洁美观。以后在8051微处理器中编制许多代码时，会使用到这条指令。6寻址方式8051可以对它的变量存储空间进行直接或间接寻址。这些是处理器典型的寻址方式。直接寻址是以指令自身直接包含所需寻址的字节地址为特征的。直接寻址只能在 DATA段和SFR中进行。间接寻址要使用了一些另外的寄存器（8051上的DPTR，PC，R0或是R1），这些寄存器用来存放所要寻址变量的地址。指令使用指针寄存器，而不是直接使用地址。用间接寻址方式可访问CODE,IDATA和XDATA 段。对 DATA段也可进行间接寻址。BDATA段中的位只能用直接寻址方式进行寻址。当数据块移动，改变或用最少的代码操作时，间接寻址就非常有用了，因为可以利用循环过程在存储器空间中使指针递增。对代码段进行间接寻址时，将基址存入DPTR或其他计算机寄存器中，并把变址存入累加器中。这种方法在查表操作时十分有用。7处理器状态处理器的状态保存在一个叫做PSW（处理器状态字）的位寻址SFR中。这个寄存器中包括进位标志位，一个用于BCD码运算的辅助标志位，奇偶标志位和溢出标志位，两个通用标志位和两个用来寄存器组弃权选择的标志位。如前面提到的，寄存器组选择位用两位从0到3的数字表示组。0组开始于DATA段的基址（00H），1 组从地址 08H 开始，2 组从地址10H开始，3 组从地址18H开始。这些存储器的地址都可通过他们的地址以直接或间接方式进行寻址而不需要寄存器组的选择。PSW 的结构如下：CYACF0RS1RS0OVUSRPCY 进位标志位AC 辅助进位标志位F0 通用标志位RS1 寄存器组选择位高位RS0 寄存器组选择位低位OV 溢出标志位USR 用户定义标志位P 奇偶标志位表A-28电源控制 8051的CHMOS版本的特点是通过软件设置了两种节电方式。空闲模式和低功耗模式。这些模式通过表A-2中设置电源控制寄存器PCON（电源控制）SFR的相应位来进入节电方式。把IDLE置位进入空闲模式。空闲模式使得所有程序停止执行。内部RAM中的数据仍然保持晶振继续工作，但是与CPU断开。定时器和串行口继续正常工作。发生中断将退出空闲模式。执行完中断服务程序后，将从程序停止的地方继续指令的执行。通过把PDWN位置位来进入低功耗模式。在低功耗模式中，晶振将停止工作。因此，定时器，串行口还有软件的执行都将停止。只要有至少两伏的电压加在芯片（假设是一个5V的部件）上，内部RAM中的数据仍将保存。强制处理器退出低功耗模式的唯一方法是上电复位。SMOD（串行方式）位能够通过控制串行端口通信，使由定时器 1 的溢出率或晶振频率产生的波特率翻倍。置位SMOD可使工作于方式1，2，3的串行口产生的波特率翻倍。当使用定时器 2 产生波特率时，SMOD的值不会影响串行口。电源控制寄存器（PCON）-不可位寻址:SMOD-GF1GF0PDWNIDLESMOD 串行口通信波特率控制位，置位使波特率翻倍- 保留- 保留- 保留GF1 通用标志位GF0 通用标志位PDWN 低功耗标志位，置位进入低功耗模式IDLE 空闲标志位，置位进入空闲模式表A-39 8051的中断系统中断源中断向量上电复位0000H外部中断00003H定时器0溢出000BH外部中断 10013H定时器1溢出001BH串行口中断0023H定时器2溢出002BH基本的8051支持6个中断源：2个外部中断，两个定时/计数器中断和一个串行口输入/输出中断。这些中断源强制处理器转到将五个中断入口处之一执行中断处理程序，中断向量位于代码地址空间的最低地址处 （串行口输入中断和输出中断共用一个中断向量）。中断服务程序必须在中断入口处或通过跳转分支转移到别处。8051/8052 的中断向量图如表 A-4。8051支持两个中断优先级：低优先级 表A-4和高优先级。中断的机制非常标准，因此，低优先级的中断服务程序只能被高优先级的中断服务程序所中断，而高优先级的中断服务程序不能被中断。9.1中断优先级寄存器每个中断源都能通过改变IP(中断优先级)SFR的值来单独设置中断优先级。如果每个中断源的相应位在寄存器中被置位，则该中断源的优先级为高 。同样地，如果相应的位被清零，则该中断源的优先级为低并且服从被任何高优先级中断所中断。如果你觉得两个中断源不够用，别急，以后我会教你如何把中断优先级增加到你想要的数目。表 A-5表示出了IP寄存器及相应各位的作用。可以注意到此寄存器可位寻址。中断优先级寄存器（IP）-可位寻址： -PT2PS PT1PX1PT0PX0- 保留- 保留PT2 定时器 2中断优先级PS 串行通信中断优先级PT1定时器1中断优先级PX1外部中断1优先级PT0 定时器0中断优先级PX0 外部中断0优先级表 A-59.2中断使能寄存器通过置位或复位IE（中断使能）寄存器 的 EA（使能所有） 位，使得所有中断使能。每个中断源都可以在任何时间单独地使能或禁能中断，通过软件改变 IE SFR 中相应的使能位的值。表 A-5表示出了IE寄存器及相应各位的作用。像IP寄存器一样，IE SFR也可以位寻址。中断使能寄存器（IE）-可位寻址： EA-ET2ES ET1EX1ET0EX0EA 使能标志位，置位则所有中断使能，复位则禁止所有中断- 保留ET2 定时器2中断使能ES 串行通信中断使能ET1 定时器1中断使能EX1 外部中断1使能ET0 定时器0中断使能EX0 外部中断0使能表A-69.3中断延迟8051在每个机器周期查询中断标志以确定是否有中断请求。当发生中断时， 置位相应的标志，处理器内核将在下一个周期查询到中断标志位。因此，从发生中断到处理器确认中断之间有一个指令周期的延时。这时，硬件将用两个周期的时间以向量的方式产生对中断服务程序的调用。因此，整个过程总共要花3个周期。在理想情况下（没有程序打断中断调用过程）和没有指令执行的情况下，处理器将在3个指令周期内响应中断。这样的响应时间非常快而且使得用户能够很快地响应系统事件。不可避免地是，系统有可能不像上文所说的那样在3个处理周期就能响应中断请求。特别的是，当有同级或更高级的中断服务程序正在执行的时候。在这种情况下，中断的延迟主要取决于正在执行的程序。另外一种大于3个周期的中断延迟的时间的情况是处理器正在执行一条多周期的指令而且在指令执行过程中，处于等待中断状态。要等到当前的指令执行完后处理器才会处理中断事件。这种情况将在原来至少三个周期的基础上（假设在执行完多周期指令后的第一个周期内发现中断）增加至少一个周期的延迟（假设执行的是一个像MOVX那样的两个周期的指令）。除被其它中断所阻断的情况外，中断不被响应的最长延时情况为 6 个指令周期（3 个周期的架构自身所需时间，3个周期的指令的完成时间）。时间 4最后一种在3个周期的时间内中断不被发现的情况是，当检测到中断时，正在执行写 IP，IE 或 RETI（从中断返回）指令。这些情况在系统中出现时不可预料的。9.4外部中断信号8051支持两个外部中断信号。这些输入允许外部硬件设备能请求中断，从而得到相应的服务。8051中的外部中断是外部中断引脚（外部中断0为P3.2，外部中断1为 P3.3）的电平为低或电平由高到低跳变引起的。中断的模式（电平触发或是边沿触发）的选择取决于TCON（定时器控制）寄存器的对应ITx位的改变。TCON寄存器的布局见下表见 A-7。定时器控制寄存器(TCON) -可位寻址： TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TF1 定时器 1 溢出中断标志,响应中断后由处理器清零TR1 定时器 1 控制位,置位时定时器 1工作,复位时定时器 1 停止工作TF0 定时器 0 溢出标志位,定时器0 溢出时置位,处理器响应中断后清除该位 TR0 定时器0控制位,置位时定时器0工作,复位时定时器0停止工作IE1 外部中断1触发标志位,当检测到P3.3有从高到低的跳变电平时置位, 处理器响应中断后,由硬件清除该位IT1 中断1触发方式控制位,置位时为边沿触发，复位时为低电平触发 IE0 外部中断1触发标志位，当检测到 P3.3 有从高到低的跳变电平时置位，处理器响应中断后，由硬件清除该位IT0 中断1触发方式控制位，置位时为跳变触发，复位时为低电平触发表 A-7在电平触发模式中，当检测到中断输入信号电平为低时，将产生中断，低电平应至少保持一个机器周期（或12个振荡周期），因为处理器每个指令周期检测一次输入信号。在边沿触发模式中，当在连续的两个周期中检测到由高到低的电平跳变时，将产生中断。因此，电平的0状态应至少保持至少一个机器周期以确保检测的顺利进行。附件2：外文原文（复印件）CHAPTER 2 - THE HARDWARE- The HardwareOverviewThe 8051 family of micro controllers is based on an architecture which is highly optimized for embedded control systems. It is used in a wide variety of applications from military equipment to automobiles to the keyboard on your PC. Second only to the Motorola 68HC11 in eight bit processors sales, the 8051 family of microcontrollers is available in a wide array of variations from manufacturers such as Intel, Philips, and Siemens. These manufacturers have added numerous features and peripherals to the 8051 such as I2C interfaces, analog to digital converters, watchdog timers, and pulse width modulated outputs. Variations of the 8051 with clock speeds up to 40MHz and voltage requirements down to 1.5 volts are available. This wide range of parts based on one core makes the 8051 family an excellent choice as the base architecture for a companys entire line of products since it can perform many functions and developers will only have to learn this one platform.The basic architecture consists of the following features:an eight bit ALU32 descrete I/O pins (4 groups of 8) which can be individually accessedtwo 16 bit timer/countersfull duplex UART6 interrupt sources with 2 priority levels128 bytes of on board RAMseparate 64K byte address spaces for DATA and CODE memoryOne 8051 processor cycle consists of twelve oscillator periods. Each of the twelve oscillator periods is used for a special function by the 8051 core such as op code fetches and samples of the interrupt daisy chain for pending interrupts. The time required for any 8051 instruction can be computed by dividing the clock frequency by 12, inverting that result and multiplying it by the number of processor cycles required by the instruction in question. Therefore, if you have a system which is using an 11.059MHz clock, you can compute the number of instructions per second by dividing this value by 12. This gives an instruction frequency of 921583 instructions per second. Inverting this will provide the amount of time taken by each instruction cycle (1.085 microseconds).Memory OrganizationThe 8051 architecture provides the user with three physically distinct memory spaces which can be seen in Figure A - 1. Each memory space consists of contiguous addresses from 0 to the maximum size, in bytes, of the memory space. Address overlaps are resolved by utilizing instructions which refer specifically to a given address space. The three memory spaces function as described below. Figure A - 1 - 8051 Memory ArchitectureThe CODE SpaceThe first memory space is the CODE segment in which the executable program resides. This segment can be up to 64K (since it is addressed by 16 address lines) . The processor treats this segment as read only and will generate signals appropriate to access a memory device such as an EPROM. However, this does not mean that the CODE segment must be implemented using an EPROM. Many embedded systems these days are using EEPROM which allows the memory to be overwritten either by the 8051 itself or by an external device. This makes upgrades to the product easy to do since new software can be downloaded into the EEPROM rather than having to disassemble it and install a new EPROM. Additionally, battery backed SRAMs can be used in place of an EPROM. This method offers the same capability to upload new software to the unit as does an EEPROM, and does not have any sort of read/write cycle limitations such as an EEPROM has. However, when the battery supplying the RAM eventually dies, so does the software in it. Using an SRAM in place of an EPROM in development systems allows for rapid downloading of new code into the target system. When this can be done, it helps avoid the cycle of programming/testing/erasing with EPROM, and can also help avoid hassles over an in circuit emulator which is usually a rare commodity.In addition to executable code, it is common practice with the 8051 to store fixed lookup tables in the CODE segment. To facilitate this, the 8051 provides instructions which allow rapid access to tables via th