DZ237車載云臺控制系統(tǒng)設計

DZ237車載云臺控制系統(tǒng)設計,dz237,車載,控制系統(tǒng),設計 車載云臺控制系統(tǒng)設計第 1 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AT89C51 的介紹描述AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機帶有 4K 字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM） 。和 128 字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，這種器件采用 ATMEL 公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS-51 系列的單片機兼容。片內(nèi)含有 8 位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強的功能的 AT89C51 單片機能夠被應用到控制領(lǐng)域中。功能特性AT89C51 提供以下的功能標準：4K 字節(jié)閃爍存儲器， 128 字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32 個 I/O 口，2 個 16 位定時/計數(shù)器， 1 個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，1 個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。另外，AT89C51 還可以進行 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位。引腳描述VCC：電源電壓 GND：地P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路雙向 I/O 口，即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口時，每一個管腳都能夠驅(qū)動 8 個 TTL 電路。當“1”被寫入 P0 口時，每個管腳都能夠作為高阻抗輸入端。P0 口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復用，并在這時激活內(nèi)部的上拉電阻。P0 口在閃爍編程時，P0 口接收指令，在程序校驗時，輸出指令，需要接電阻。P1 口：P1 口一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4 個TTL 電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入車載云臺控制系統(tǒng)設計第 2 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時輸出一個電流。閃爍編程時和程序校驗時，P1 口接收低 8 位地址。P2 口：P2 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動4 個 TTL 電路。對端口寫“1” ，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時，可作為輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。閃爍編程或校驗時，P2 口接收高位地址和其它控制信號。P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部電阻的 8 位雙向 I/O 口，P3 口輸出緩沖故可驅(qū)動 4 個TTL 電路。對 P3 口寫如“1” 時，它們被內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用電阻輸出電流。P3 口除了作為一般的 I/O 口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：端口引腳 第二功能P3.0 RXDP3.1 TXDP3.2 INT0P3.3 INT1P3.4 T0P3.5 T1P3.6 WRP3.7 RDP3 口還接收一些用于閃爍存儲器編程和程序校驗的控制信號。RST：復位輸入。當震蕩器工作時，RET 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。車載云臺控制系統(tǒng)設計第 3 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ALE/ ：PROG當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE 以時鐘震蕩頻率的 1/16 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖時，閃爍存儲器編程時，這個引腳還用于輸入編程脈沖。如果必要，可對特殊寄存器區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置禁止 ALE 操作。這個位置后只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被應用。此外，這個引腳會微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 無效。PSEN：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器讀取指令時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使中央處理器僅訪問外部程序存儲器，EA 端必須保持低電平。需要注意的是：如果加密位 LBI 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。閃爍存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電壓 VPP，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。XTAL1：震蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。時鐘震蕩器AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。 外接石英晶體及電容 C1，C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對外接電容 C1，C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30PF±10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF±10PF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，車載云臺控制系統(tǒng)設計第 4 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。內(nèi)部振蕩電路 外部振蕩電路閑散節(jié)電模式AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是閑散模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON 中的 PD 和 IDL 位來實現(xiàn)的。PD 是掉電模式，當 PD=1 時，激活掉電工作模式，單片機進入掉電工作狀態(tài)。IDL 是閑散等待方式，當 IDL=1，激活閑散工作狀態(tài)，單片機進入睡眠狀態(tài)。如需要同時進入兩種工作模式，即 PD 和 IDL 同時為 1，則先激活掉電模式。在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器 CPU 保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設仍保持激活狀態(tài)，這種車載云臺控制系統(tǒng)設計第 5 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊方式由軟件產(chǎn)生。此時，片內(nèi)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑散模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。終止閑散工作模式的方法有兩種，一是任何一條被允許中斷的事件被激活，IDL 被硬件清除，即刻終止閑散工作模式。程序會首先影響中斷，進入中斷服務程序，執(zhí)行完中斷服務程序，并緊隨 RETI 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入閑散工作模式，那條指令后面的一條指令。二是通過硬件復位也可將閑散工作模式終止。需要注意的是：當由硬件復位來終止閑散工作模式時，中央處理器 CPU 通常是從激活空閑模式那條指令的下一條開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復位操作，硬件復位脈沖要保持兩個機器周期有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止中央處理器CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其他端口，為了避免可能對端口產(chǎn)生的意外寫入：激活閑散模式的那條指令后面的一條指令不應是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在中指掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復位，復位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM 中的內(nèi)容，在 VCC 恢復到正常工作電平前，復位應無效切必須保持一定時間以使振蕩器從新啟動并穩(wěn)定工作。閑散和掉電模式外部引腳狀態(tài)。模式程序存儲器ALE PSENP0 P1 P2 P3閑散模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)閑散模式 內(nèi)部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù)掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)程序存儲器的加密車載云臺控制系統(tǒng)設計第 6 頁 共 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AT89C51 可使用對芯片上的三個加密位 LB1，LB2，LB3 進行編程（P ）或不編程（U）得到如下表所示的功能：程序加密位 保護類型1 U U U 沒有程序保護功能2 P U U禁止從外部程序存儲器中執(zhí)行 MOVC 指令讀取內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)容3 P P U 除上表功能外，還禁止程序校驗4 P P P 除以上功能外，同時禁止外部執(zhí)行當 LB1 被編程時，在復位期間，EA 端的電平被鎖存，如果單片機上電后一直沒有復位，鎖存起來的初始值是一個不確定數(shù)，這個不確定數(shù)會一直保存到真正復位位置。為了使單片機正常工作，被鎖存的 EA 電平與這個引腳當前輯電平一致。機密位只能通過整片擦除的方法清除。