全自动洗衣机控制系统设计文献翻译

黄河科技学院毕业设计(文献翻译)第16页AT89C51概述1 AT89C51应用程序单片机在商业上应用广泛：调制解调器、电机控制系统、空调控制系统、汽车发动机等领域。 这些单片机的高速处理速度和增强的外围设备的集合适合于这种高速事件的应用。 但是，在这些重要的应用领域中，这些单片机也要求可靠性高。 坚固的测试环境，无论是在这些零件级还是系统级，单片机的适当工具环境都保证了高可靠性和低市场风险。 Intel平台工程部门开发了面向对象的AT89C51汽车单片机的多线程测试环境。 这种环境的目标不仅是为AT89C51汽车单片机提供顽强的测试环境，而且还开发了能容易扩展以验证其他几个未来的单片机。 所开发的这个环境与AT89C51连接。 本文探讨了这种测试环境的设计和原理、各种硬件、与软件环境部件的交互性、AT89C51的使用方法。1.1介绍8位AT89C51 CHMOS过程单片机被设计成处理高速计算和高速输入输出。 MCS51单片机的典型应用是高速事件控制系统。 商业应用包括调制解调器、电机控制系统、打印机、复印机、空调控制系统、磁盘驱动器和医疗设备。 汽车工业将MCS51单片机应用于发动机控制系统、悬挂系统、防抱死制动系统。 AT89C51尤其适用于汽车动力控制、车辆动态悬挂、防抱死制动和稳定性控制应用等处理速度和增强座椅的周边功能集。 因为这些决定性的应用，市场需要可靠的低干扰潜在响应费用-性能控制器、大量时间和事件驱动的实时应用所需的集成周围能力，并且在单个封装中具有超过平均处理功率的中央处理器。 拥有操作无法预测的设备的经济和法律风险很高。 进入市场后，特别是自动驾驶装置和防抱死系统等任务会被决定性地应用，以财力来禁止错误。 重新设计的费用可以达到500K美元，如果产品系列有相同的核心和外围设计缺陷，费用会更高。 另外，零件的替代领域非常昂贵。 因为设备典型地整体焊接模块的价值比各零件高数倍。 为了缓解这些问题，有必要在最坏的环境和电压条件下对这些单片机进行零件级和系统级的综合测试。 Intel Chandler平台工程团队提供各种单片机和处理器的系统验证。 这种系统的验证处理可以分为三个主要部分。 系统的类型和应用程序要求决定了设备可以执行的测试的类型。1.2 AT89C51提供以下标准功能4k字节闪存、128字节内部RAM、32个I/O端口线、2个16位定时/计数器、1个5向量2级中断结构、1个全双工串行通信端口、片上振荡器和时钟电路。 同时，AT89C51下降到0Hz的静态逻辑操作，并支持两种可选节电操作模式。 虽然允许空闲方式系统CPU的动作，但RAM、定时/计数器、串行通信端口、中断系统的动作继续。 停电方式保存RAM的内容，但振荡器体制在下一个硬件复位之前，禁止其他所有工作。图1中的第一1 AT89C51框图1.3针功能说明Vcc :电源电压格兰德P0端口： P0端口是一组8位漏极开放型双向I/O端口，即地址/数据总线复用。 对于输出端口，高阻抗输入端口需要驱动8个TTL逻辑门，以便每个人能吸收电流，并将“1”写入端口。 访问外部数据存储器或程序存储器时，该端口线的时分转换地址(低位8位)和数据总线被复用，在访问中内部上拉电阻被激活。 Flash编程时，P0端口接收指令字节，程序检查时，输出指令字节，检查时，要求外部电阻。P1端口： P1是带内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1的输出缓冲电平可驱动(吸收或输出电流) 4个TTL逻辑门。 在端口上写“1”，通过内部上拉电阻将端口设为高电平，即可输入端口。 作为输入端口使用时，由于内部存在上拉电阻，如果某个端子被外部信号下拉，则输出电流(IIL )。 在闪存编程和程序验证过程中，P1接受低位8位地址。P2端口： P2是具有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2的输出缓冲级能够驱动(吸收或输出电流) 4个TTL逻辑门。 在端口上写“1”，通过内部上拉电阻将端口设为高电平，就可以输入端口。 作为输入端口使用时，因为内部存在上拉电阻，所以某个端子被外部信号下拉时输出电流(IIL )。 在访问外部程序存储器或16位四肢的外部数据存储器(例如执行MOVX DPTR命令)的情况下，P2端口送出高位8位的地址数据，访问8位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX RI命令)的情况下Flash编程和程序检查时，P2也接收上位地址和其他控制信号。P3端口： P3是具有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P3的输出缓冲电平可以驱动(吸收或输出电流) 4个TTL逻辑门。 在端口上写“1”，通过内部上拉电阻将端口设为高电平，就可以输入端口。 作为输入端口使用时，因为内部存在上拉电阻，所以某个端子被外部信号下拉时输出电流(IIL )。 P3端口还接收用于闪存编程和程序验证的控制信号。RST :复位输入。 振荡器一启动，RST端子就出现两个机械周期以上的高电平，将单片机复位。ALE/PROG :访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE (地址锁存许可)输出脉冲输出锁存地址的低位8位字节。 ALE即使不访问外部存储器，也以时钟振荡频率的1/6输出一定的正脉冲信号，因此可以向外部输出时钟，用于定时。 请注意，每次访问外部数据存储库时，都会跳过ALE脉冲。 在对闪存进行编程时，此端子也用于输入编程脉冲(PROG )。 根据需要，可通过指定特殊功能寄存器(SFR )区域的8EH单元D0的位置，禁止ALE操作。 在该位置位之后，只有一个MOVX命令和一个MOVC命令ALE处于活动状态。 此外，该引脚被微弱地拉起，如果单片机执行外部程序，请将ALE设定为无效。PSEN :程序存储许可输出是外部程序存储器的读门形式，89C51从外部存储器读取指令(或数据)时，每个机器周期psen 2次有效，即输出2脉冲。 在该时段中，如果访问外部数据存储器，则没有出现这两个有效的PSEN信号。EA/VPP :外部访问许可。 CPU为了仅访问外部程序存储器(地址0000HFFFFH )，EA侧必须为低电平(接地)。 注意：如果加密位LB1已编程，则复位时会在内部锁存EA侧的状态。 EA侧为高电平(连接到Vcc侧)时，CPU执行内部程序存储器上的指令。 在闪存编程时，向该引脚施加12v的允许编程电源Vpp，当然，必须在该设备上使用12v的编程电压Vpp。XTAL1:振荡器反相器放大器和内部时钟发生器的输入端。XTAL2:振荡器反相器放大器的输出端。 89C51具有构成内部振荡器的高增益的反相放大器，端子XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端子和输出端子。 该放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参照图5。 将外置水晶结晶或陶瓷谐振器和电容器C1、C2连接在放大器的反馈电路上，构成并联振荡电路。 虽然对电容器C1、C2没有足够严格的要求，但电容器电容的大小会影响振荡频率的高低、振荡动作的稳定性、振荡的容易性、温度稳定性，在使用石英晶体的情况下，电容器推荐30Pf10 Pf，在使用陶瓷谐振器的情况下，推荐40Pf10Pf。 用户也可以使用外部时钟。 在此情况中，外部时钟脉冲被连接到XTAL1端子，即，内部时钟发生器的输入端子XTAL2是悬空的。停电模式：停电模式下，振荡器停止工作，进入停电模式的指令是最后执行的指令，芯片内RAM和特殊功能寄存器的内容在结束停电模式之前被冻结。 发出停电模式的唯一方法是硬件复位，复位后重新定义所有的特殊功能寄存器，但是不改变RAM的内容，直到Vcc恢复到正常的动作电平为止复位是无效的，必须保持一定时间重新启动振荡器，使其稳定动作。 89C51的程序存储器阵列是以字节写入方式编程的，为了一次写入一个字符，向芯片整体的EPROM程序存储器写入非空的字节，必须使用芯片删除的方法明确存储器整体的内容。2编程方法编程前，设定地址、数据和控制信号，将编程单元的地址加到P1端口和P2端口的P2.0P2.3(11位地址范围为0000H0FFFH )，从P0端口输入数据，将管脚P2.6、 PSEB保持低电平，RST保持高电平，EA/Vpp管脚是编程电源的输入端子，根据需要加编程电压，ALE/PROG管脚输入编程脉冲(负脉冲)。 在编程时，可以使用420MHz的时钟振荡器，89C51的编程方法是向地址线加上编程单元的地址信号，并加上写入数据线的数据字节。 激活适当的控制信号。 高电压编程方式时，向EA/Vpp端施加12v的编程电压。 每个Flash存储阵列写入一个字节，或者每个程序的加密位写入ALE/PROG编程脉冲。 变更程序单元的地址和写入的数据，重复15的步骤，知道所有文件程序都结束了。 各字节的写入周期在自身的定时，通常约为1.5ms。 如果需要通过数据查询方法读取最后一个写入的字节，数据查询89C51单片机检测所读出的数据的最高有效位(P0.7 )是否是最初写入的字节的最高有效位的反转。 写入周期开始后，可以在任意时间进行数据查询。2.1就绪/busy字节编程的进展可以通过Ready/Busy输出信号检测，编程中ALE变为高电平“h”后，P3.4(Ready/Busy )侧变低，表示编程中的状态(繁忙状态)。 编程完成后，P3.4变为高电平，表示准备完成状态。程序验证：如果未对加密位LB、LB2进行编程，代码数据就可以读取用地址和数据线原写入的数据，使用下图的电路，程序存储器的地址从P1端口和P2端口的P2.0P2.3输入P2.7和P3.6、P3.7的控制信号参照表6，PSEN保持低电平，ALE、EA和RST保持高电平。 检查时，必须在P0端口上连接10公里左右的上拉电阻。图2程序电路图3验证电路2.2芯片擦除通过使用控制信号的精确组合(表6 )并保持ALE/PROG端子的10ms的低电平脉冲宽度，可以完全擦除EPROM阵列(4k字节)和三个加密比特，代码阵列在切片擦除操作期间写入非空单元”1的过程是专业的。2.3读取片内的签名字节在89C51单片机中有三个签名字节，地址为030H、031H和032H。 声明该设备的制造商、号码和程序电压。 读签名字节的过程类似于对单元030H、031H、032H的正常检查，仅将P3.6和P3.7保持在低电平，返回值的意义如下(030H)=1EH宣布产品为ATMEL公司制造。(031H)=51H宣布为89C51单片机。(032H)=FFH宣告为12V编程电压。(032H)=05H宣告为5编程电压。2.4编程接口使用精确的控制信号组合，可以对Flash闪存阵列中的每个代码字节进行写入和擦除整个内存，写入周期是自己的定时，将定时设置为初始化后自动完成动作。 微机接口实现了两种信息格式的交换。 在计算机以外，电子系统处理的信息作为物理信号存在，但在程序中用数字表示。 因为任何接口的功能都被分为以某种形式进行数据库转换的操作，所以外部和内部形式的转换是在许多步骤中进行的。 模数转换器(ADC )用于将连续变化的信号转换为对应的数字量。 该数字容量是可能的二进制值中的固定值。 传感器输出不连续变化时，不需要模数转换。 在此情况下，信号调整单元必须将输入信号转换成其他信号，可以直接连接到接口的下一部分，即，微机自身的输入输出单元。 输出接口采用类似的形式，明显的差异在于信息流动方向相反，从程序到外部世界。 在这种情况下，程序称为输出程序，它监视接口的行为，并完成数模转换器(DAC )所需的数字定位。 子程序依次将信息发送至输出设备，生成与之对应的电信号，从DAC转换为模拟形式。 最后，信号被调节(通常被放大)，以成为与致动器的操作适应的形状。 微机电路中使用的信号非常小，无法直接连接“外部世界”，因此必须以某种形式转换为更合适的形式。 接口电路部分的设计是使用微机的工程师面临的最重要的任务之一。 微机发现，信号是用离散的比特形式表示的。 在微机仅与on/off操作的设备连接的情况下，该数字形式是最有用的，在这里每个人都可以表示开关和致动器的状态。 为了解决实际的问题，单片机中不仅必须包括CPU、程序、数据存储器，还必须包括通过CPU访问外部信息的硬件。 如果CPU收集数据信息和进程，则需要修改外部区域的一部分。 这些硬件设备称为外围设备，是CPU通往外部的窗口。单片机可以使用外围设备中最基本的通用I/O接口，并且每个I/O接口可以是输入端和输出端两者。 o接口的功能在程序初始化阶段决定使数据方位寄存器的对应位置复位的操作和复位的操作，通过用CPU命令使数据寄存器的对应位置复位和复位，可以使输出端