毕业设计-基于AT89C51单片机的大型电力机车自动停车器的设计(6)

VccS2C3R31KRESET

图4－3 常用复位电路 Fig.4-3 The common reset circuit

10uFR28.2K+Rest4)输入输出引脚[7]

P0端口[P0.0-P0.7] P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8个TTL。对内部Flash程序存储器编程时，接收指令字节；校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。 P1端口[P1.0－P1.7] P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收低8位地址信息。

P2端口[P2.0－P2.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和控制信息。在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。

P3端口[P3.0－P3.7]是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收控制信息。除此之外P3端口还用于一些专门功能，具体请看表4-1。P1－3端口在做输入使用时，因内部有上接电阻，被外部拉低的引脚会输出一定的电流。

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表4-1 P3端口引脚兼用功能表 Table.4-1 P3 use menu of port

P3引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

兼用功能

串行通讯输入（RXD） 串行通讯输出（TXD） 外部中断0（ INT0） 外部中断1（INT1） 定时器0输入(T0) 定时器1输入(T1) 外部数据存储器写选通WR 外部数据存储器读选通RD

上拉电阻简单来说就是把电平拉高，通常用4.7－10K的电阻接到Vcc电源，下拉电阻则是把电平拉低，电阻接到GND地线上。

5)其它的控制或复用引脚

ALE/PROG 30 访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器时，出现一个ALE脉冲。

PSEN 29 该引脚是外部程序存储器的选通信号输出端。当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时，每个机器周期输出2个脉冲即两次有效。但访问外部数据存储器时，将不会有脉冲输出。

表4－2 Vpp与芯片型号和片内特征字的关系

Table.4-2 the relation of Vpp to chip models and features characters in chip

xxxx

印刷在芯片面上的型号

YYWW 030H=1EH

031H=51H

片内特征字

032H=FFH

032H=FFH

032H=05H

032H=05H

031H=61H

031H=51H

031H=61H

YYWW 030H=1EH

YYWW 030H=1EH

YYWW 030H=1EH

xxxx

xxxx-5

xxxx-5

Vpp = 12V

AT89C51

AT89LV51

Vpp = 5V

AT89C51

AT89LV51

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EA/Vpp 31 外部访问允许端。当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。要使AT89C51只访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）,这时该引脚必须保持低电平，而要使用片内的程序存储器时该引脚必须保持高电平。对Flash存储器编程时，该引脚用于施加Vpp编程电压。Vpp电压有两种，类似芯片最大频率值要根据附加的编号或芯片内的特征字决定。具体如表4－2所列。

4.2 速度显示电路的设计

速度表在电机车正常运行时可以显示其行驶的速度，是为了让司机了解电机车当前的运行速度。

4.2.1 介绍速度显示表

为测出列车行驶的速度数，在待测车轮转盘上安装数块（n）小磁钢（如第1章所述）。每当列车行驶 ∏D的距离时，小磁钢接近霍尔集成电路n次，传感器就发出n个脉冲，单片机就将接收到的脉冲信号进行计数。即每当小磁钢接近霍尔集成电路一次，列车向前行驶过∏D / n的距离。当列车在软件编程中设定好的计算周期T里，触发了多少次的脉冲，单片机都一一的累加起来，记为N。根据S??DN?N，得到了列车在周期T内运行的路程，

再由V=S/T，就可以得到电机车的运行速度，得到的速度V经过软件编程后，输出到驱动显示器，即可显示出列车的行驶速度。速度表的工作原理图如图4-4所示。

齿轮触发脉冲单片机计数软件编程对数据进行处理LED显示

图4-4 速度表工作原理方框图

Fig.4-4 The block diagram of speed tables working Principle

28

图4-5是一个AT89C51单片机和I/O扩展8155为主要组成的速度表硬件电路。主电路由三部分构成：霍尔齿轮脉冲传感器，主控系统，速度显示器。

图4-5 速度表电路图

[ 8 ]

Fig.4-5 The circuit figure of speed table

4.2.2 机车速度显示机理

在待测转速的转盘上安装数块（n）小磁钢。每当转盘转动一周，小磁钢接近霍尔集成n次。于是霍尔集成电路将感知的磁信号变换为电信号并放大后，送往单片机的P1.3端口。单片机P1.3端口每接收到一个触发脉冲，内部程序的N整型变量都加1。当电机车在周期T内触发N次，程序就对数据进行处理，本次设计中，车轮直径D为本1000mm,则车轮周长C为：

C??D= 3.14×1000 = 3140mm

该车轮四周安装了10块小磁钢，而两块小磁钢之间的轮周长为：

C1?C3140??314mm 1010 29

电机车在周期T内，单片机接收到的触发信号共有JC次，所以电机车走过的路程为

S?C1?JC

所以，电机车在这个周期T内的平均速度为

V?3.6S km/h

2?1000将定时器0设置为定时模式1，其控制字为01H。

(2n?x)?12?T fOXCfOSC?T 12x?2n?x=15536

计算得，定时器0的初始值TH0=0Xb0，TL0=0x3C。单片机最后将计算所得到的结果，通过8155扩展口芯片，送到共阴极接法的七段译码管显示器。

4.2.3 芯片8155简介

由于速度显示器需要的端口很多，而且单片机要连接的外设也多，为了节省一些端口，所以在这里，就用可编程I/O扩展接口对显示器进行控制。如图所示，显示器为3位LED数码显示，共阴极接法。数位的扫描信号由8155的A端口PA0～PA3提供，字段信号由8155的B端口PB0～ PB7 输出。8155有3个可编程的并行端口，端口A和端口B均为8位输入输出，端口C为6位，可作输入输出处，每根线还可分别作为命令线。它们都靠内部命令器来控制。命令寄存器只能写入不能读出，有关功能如图4-6所示[8]。

TM2TM1IEBIEAPC1PC2PBPA定义PA0~70=输入定义PB0~7｝1=输出定义PC0~500=方式1，输入口11=方式2，输出口01=方式310=方式4端口A中断控制1=允许端口B中断控制0=禁止定时器控制命令图4-6 8155命令寄存器的控制字格式 Fig.4-6 8155 order register’s control characters format

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｝｝见表3-3｝

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