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1)P3口中增加了一个与非门。
与非门有两个输入端:一个为口输出锁存器的Q端,另一个为替代功能的控制输出.门的输出端控制输出FET管Q0。
2)输出锁存器不是从-Q而是从Q埔引出。
3)有两个输入缓冲器,替代输入功能取自第一个缓冲器的输出端;I/O口的通用输入信号取自第二个缓冲器的输出端。 (2)输出工作过程分析
1)当替代输出功能B点置1时,输出锁存器的输出可以顺利通到引脚P3.i。其工作状况与P1口相类似。这时P3口的工作状态为一I/O口,显然此时该口具有淮双向口的性质。 2)当输出锁存器的输出置1时,替代输出功能可以顺利通到引脚P3.i。
若替代输出为0时,因与非门的C点已置1.现B点为o,故与非门的输出为1,使Q0导通,从而使A点也为0。若替代输出为1时,与非门的输出为1,Q0截止,从而使A点也为高电平。这时P3口的工作状态处于替代输出功能状态。
从上述分析可以看出,不论是替代输出还是替代输入功能时,输出锁存器的输出置1是必需的。
因此.P3口不论作替代功能输入,还是作替代功能输出,甚至作一般I/()的输入功能时,都需要向该口位输出1。这一点特别应该引起注意。 2.P3口的功能和特点
与Pl口不同,P3口是一个多功能口。 (1)可作I/O口使用,为淮双向口。
这方面的功能与Pl口一样。既可以字节操作.也可以位操作;既可以8位口操作,也可以逐位定义口线为输入线或输出线;既可以该引脚,也可以读锁存器,实现“读一修改一输出”操作。
(2)可以作为替代功能的输入、输出。 替代输入功能:
P3.0——RXD,串行输人口。
P3.2一—INTo,外部中断0的请求。 P3.3一—INTl,外部中断1的请求。
P3.4——To,定时器/计数器o外部11救脉冲输入。 P3.5——T1,定时器/计数器lAL部计数脉冲输入。 替代输出功能:
P3.1一一TXD,串行输出口。
P3.6——WR,外部数据存储器写选通,输出,低电平有效。 P3.7——RD,外部数据存储器读选通,输出,低电平有效。 (3)P3口能驱动4个TTL负载。
2.3.5 串行接口
89S51中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口,它可作UART(通用异步接收和发送器)用,也可作同步移位寄存器用。
所谓全双工的异步串行通信接口,是说该接口可以同时进行接收和发送数据,因为,口内的接收缓冲器和发送缓冲器在物理上是隔离的,即是完全独立的。可以通过访问特殊功能寄存器
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SBUF,来访问接收缓冲器和发送缓冲器。接收缓冲器还具有双缓冲的功能,即它在接收第一个数据字节后,能接收第二个数据字节。但是,在它完成接收第二个数据字节之后.若第一个字节仍未取走,那么该字节数据将丢失。 1.UART串行口的结构
UART串行口可分为两大部分:波特率发生器和串行口。
波特率发生器:主要由定时器/计数器T1、T2及内部的一些控制开关和分频器所组成。这些已在“定时器/计数器”中介绍过了。它向串行口的时钟信号为TXCLOCK(发送时钟)和RXCLOCK(接收时钟)。相应的控制波特率发生器的特殊功能寄存器有TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、TL2、TH2等。
串行口的内部包含:
1)接收寄存器SBUF和发送寄存器SBUF:它们在物理上是隔离的,但是占用同一个地址——99H。
2)串行口控制逻辑:接受来自波特率发生器的时钟信号——TXCLOCK(发送时钟)和RXCLOCK(接收时钟);控制内部的输入移位寄存器将外部的串行数据转换为并行数据和输出移位寄存器将内部的并行数据转换为串行数据输出;还控制串行中断(RI和TI)。 3)串行口控制寄存器:SCON。
4)串行数据输入/输出引脚:TXD(P3.1)为串行输入,RXD(P3.0)为串行输出。 2.串行口的特殊功能寄存器 (1)状态控制寄存器SCON
串行口状态控制寄存器SCON是一个逐位定义的8位寄存器,由它控制串行通信的方式选择、接收和发送,指示串行口的状态。寄存器SCON既可字节寻址也可位寻址,字节地址为98H.位地址为98H~9FH.
(2)控制寄存器PCON
控制寄存器PCON是一个逐位定义的8位寄存器,目前仅有几位有定义,其中仅最高位-SMOD与串行口控制有关,其它位与掉电方式有关。
(3)串行数据寄存器SBUF
串行数据寄存器SBUF包含在物理上是隔离的两个8位寄存器:发送数据寄存器和接收数据寄存器,但是它们共用一个地址一—99H。
写SBUF(MOV A,SBUF),访问发送数据奇存器;读SBUF(MOV SBUF,A),访问接收数据寄存器。
由于本系统采用的是方式0,故对方式0进行说明: 工作过程:
①发送:当执行任何一条写SBUF的指令时,就启动串行数据的发送。在执行写入SBUF的指令时,也将1写入发送移位寄存器的第9位.并使发送控制器开始发送。在这期间,内部定时保证写入SBUF与激活发送之间有一个完整的机器周期。当发送脉冲有效之后,移位寄存器的内容由RXD(P3.0)引脚串行移位输出;移位脉冲由TXD(P3.1)引脚输出。在发送有效的期间,每个机器周期,发送移位寄存器右移一位,在其左边补“o”。当数据最高位移到移位寄存器的输出位时,原写入第9位的‘1”正好移到最高值的左边一位,由此向左的所有位均为0,这标志着发送控制器要进行最后一次移位,并撤销发送有效,同时使发送中断标志TI置位。 ②接收:当REN=1且接收中断标志RI位清除时,即启动一次接收过程。在下一机器周期.接收控制器将“11111110”写入接收移位寄存器,并在下一时钟周期内激发接收有效,同时由TxD(P3.1)引脚输出移位脉冲。在移位脉冲控制下,接收移位寄存器的内容每一个机器周期左移一位,同时由RxD(P3.0)引脚接收一位输入信号。
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2.3.6 中断系统
一:中断:程序执行过程中,允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行,使其转向为处理外部或内部事件的 中断服务程序中去;完成中断服务程序后,CPU继续原来被打断的程序, 这样的过程称为中断过程。
二:中断源:能产生中断的外部和内部事件。
89S51中五个中断源;89S52中增多了一个中断源----定时器/计数器T2,即有六个中断源。
(1)INTO非(P3.2)-----外部中断0。当IT0(TCON)=0时,低电平有效;当IT0(TCON)=1时,下降沿有效。
(2)INT1(P3.3)——外部中断1。IT1(CON.2)=0时, 低电平有效.当IT1(CON.2)=1时,下降沿有效。
(3)TF0(P3.4)——定时器/计数器T0溢出中断。 (4)TF1(P3.4)——定时器/计数器T1溢出中断。 (5)RX,TX——串行中断。 3.中断矢量地址 中断矢量地址见表: 中断源 外部中断0(INT0非) 定时器/计数器0(T0) 外部中断1(INT1非) 定时器/计数器1(T1) 串行口(RI、TI)
中断矢量地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H - 23 -
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3 无线射频电路设计
无线射频收发电路是这个系统的重要组成部分,电路射频性能好坏直接影响到系统的设计的成败。所以本系统的无线射频芯片选用挪威Nordic VLSI 公司最新推出的单芯片RF 收发芯片。nRF401 系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数传应用提供了较好的解决办法,由于采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计,因而可满足无线管制要求,使用无需许可证,是目前低功率无线数传的理想选择,可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、自动测试、家庭自动化、报警和安全系统等。
3.1 nRF401芯片简介
nRF401 是挪威Nordic VLSI 公司最新推出的单芯片RF 收发机,采用蓝牙核心技术,专为在433MHz ISM (工业、科研和医疗) 频段工作而设计。在一个20脚的芯片中集成了高频发射、高频接收、PLL 合成、FSK 调制、FSK 解调、双频道切换等功能,是目前集成度最高的无线数传产品。
以往设计无线传输产品往往需要相当高的无线电专业知识和昂贵的专业设备,传统的电路方案不是电路繁琐就是调试困难,令人望而却步,影响了用户的使用和新产品的开发, nRF是人们摆脱了无线产品设计的困难,它采用抗干扰能力强的FSK调制方式,工作频率稳定可靠,外围元件少 ,便于设计生产,功耗极低,适合于便携及手持产品的设计,由于用了低发射功率,高接受灵敏度设计,满足了无线管制要求,无需使用许可证,是目前低功率无线传输的理想选择,可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统小区传呼、工业数据传输系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、无线数字语音、数字图象传输等。 其主要特性如下:
●工作频率为国际通用的数传频段
●FSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合; ●采用PLL频率合成技术,频率稳定性极好;
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