【正文】 AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼 續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 主要性能：與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器、1000 次擦寫周期、全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32 個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。 引腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位 地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口 ： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 表 管腳備選功能 端口 功能 RXD（串行輸入口） 5 TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用 于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不 管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 LED 數(shù)碼管 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示， LED（ LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件。 LED 是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。 LED 有單個(gè) LED 和八段 LED 之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。 常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極顯示器 (如圖 b所示 )，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器 (如圖 c所示 )。1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管 a~g 控制七個(gè)筆畫（段） 6 的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來(lái)。 （ a）外形 （ b）共陽(yáng)極 (C)共陰極 圖 22 數(shù)碼管引腳 顯示電路 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示，由于 LED 是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。通過單片機(jī)查表得出數(shù)碼管顯示編碼，傳送給數(shù)碼管顯示，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵與顯示程序的一致性。 各功能模塊原理圖 和工作原理 AT89S51 模塊電路原理圖 單片機(jī)主程序模塊通過對(duì)鍵盤掃描程序信號(hào)的讀取，在通過對(duì)應(yīng)的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時(shí)器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號(hào)。在這一 過程中，對(duì)數(shù)碼管編碼是直接賦值，對(duì)聲音信號(hào)則是通過中斷程序進(jìn)行控制。 圖 23 AT89S51引腳圖 7 鍵盤掃描模塊電路原理圖 對(duì)鍵盤掃描電路的掃描方式有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，在此次程序編寫中，采用行掃描法，通過在 p0^0~p0^3 上循環(huán)送出 0 掃描信號(hào)， p0^4~p0^7 輸入按鍵上的高低電平信息給單片機(jī)，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個(gè)開關(guān)按下，并送主程序以實(shí)現(xiàn)不同功能。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kR91 0 k 圖 24 鍵盤電路圖 鍵盤掃描模塊的工作原理 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。 行掃描法 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵 識(shí)別方法，其工作原理如下： 判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀 態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，閉合的鍵位于低 電 平線與 4根行線相交叉的 4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則無(wú)鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，可進(jìn)入確定具體哪個(gè)鍵閉合的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 鍵盤接口必須具有的 4 個(gè)基本功能。 1） 去抖動(dòng) :每個(gè)按鍵在按下或松開時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為 5— 20mm。所謂抖動(dòng)是 指在識(shí)別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無(wú)誤。去抖問題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。 2） 防串鍵：防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又有 8 新的按鍵按下時(shí)產(chǎn)生的問題。被按鍵識(shí)別：如何識(shí)別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。常用的方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法兩種。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來(lái)確定閉合鍵，為此需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來(lái)識(shí) 別閉合鍵，為此需要提供兩個(gè)可編程的雙向輸入 /輸出 端口 。 4）鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)存區(qū)中建立一個(gè)鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。用 AT89C51的并行口 P0接 4 4矩陣鍵盤，以 － ，以 － ；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“ 0－ F”序號(hào)。 按鍵子程序流程圖如下： 9 K1鍵按下數(shù)碼管顯示0并播放DO的低音K2鍵按下數(shù)碼管顯示1并播放re的低音K3鍵按下數(shù)碼管顯示2并播放mi的低音K4鍵按下數(shù)碼管顯示3并播放fa的低音K5鍵按下數(shù)碼管顯示4并播放so的低音K6鍵按下 數(shù)碼管顯示5并播放la的低音K7鍵按下 數(shù)碼管顯示6并播放si的低音K8鍵按下 數(shù)碼管顯示7并播放do的中音 按 鍵 流 程 子 程 序 圖 （ a ） 10 K 9 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 8 并 播 放 f a 的中 音K 1 0 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 9 并 播 放 s o 的中 音K 1 1 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 A 并 播 放 l a 的 中音K 1 2 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 b 并 播 放 s i 的 中音K 1 3 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 c 并 播 放 d o 的 高音K 1 4 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 d 并 播 放 r e 的 高 音K 1 5 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 e 并 播 放 m i 的 高 音K 1 6 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 f 并 播 放 f a 的 高 音K 1 7 按 下單 片 機(jī) 處 于 彈 奏 模 式K 1 8 按 下單 片 機(jī) 處 于 演 唱 模 式 圖 25 按鍵流程子程序圖（ b） 數(shù)碼管工作原理及電路圖 共陽(yáng)數(shù)碼管應(yīng)將公共極接到 +5V，共 7 個(gè)發(fā)光二極管組成。當(dāng)某一字段發(fā)光二 11 極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管則相反。 驅(qū)動(dòng)方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式可分為以下兩種： ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)發(fā)光二極管都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或 者使用如 BCD碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，編程簡(jiǎn)單，顯示亮度較高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多。 ② 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示是在單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示方式中應(yīng)用廣泛的一種，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 7 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g的同名端連在一起，此外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通是由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管中的 LED 都會(huì)接收到相同的字形碼，單片機(jī)對(duì)位選通端電路的控制決定到底數(shù)碼管會(huì)顯示出什么字形，因此要使得數(shù)碼 管就顯示出需要的字形只要將需要顯示的數(shù)碼管的相應(yīng)選通控制打開，而沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 本設(shè)計(jì)所用的數(shù)碼管顯示模塊是共陰級(jí)數(shù)碼管