【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、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼 續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 主要性能：與 MCS51單片機產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器、1000 次擦寫周期、全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、三級加密程序存儲器 、 32 個可編程 I/O 口線 、三個 16位定時器 /計數(shù)器八個中斷源、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、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。 引腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位 地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，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， 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口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口 ： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。當 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（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用 于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， 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，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不 管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 LED 數(shù)碼管 本次畢業(yè)設計的顯示電路采用 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，使用時必須加限流電阻。 LED 有單個 LED 和八段 LED 之分，也有共陰和共陽兩種。 常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器 (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位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段） 6 的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，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行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來。 （ a）外形 （ b）共陽極 (C)共陰極 圖 22 數(shù)碼管引腳 顯示電路 本次畢業(yè)設計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示，由于 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。通過單片機查表得出數(shù)碼管顯示編碼，傳送給數(shù)碼管顯示，以此來實現(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 單片機主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號的讀取，在通過對應的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。在這一 過程中，對數(shù)碼管編碼是直接賦值，對聲音信號則是通過中斷程序進行控制。 圖 23 AT89S51引腳圖 7 鍵盤掃描模塊電路原理圖 對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， p0^4~p0^7 輸入按鍵上的高低電平信息給單片機，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個開關按下，并送主程序以實現(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 識別方法，其工作原理如下： 判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀 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個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則無鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，可進入確定具體哪個鍵閉合的過程。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，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 個基本功能。 1） 去抖動 :每個按鍵在按下或松開時，都會產(chǎn)生短時間的抖動。抖動的持續(xù)時間與鍵的質(zhì)量相關，一般為 5— 20mm。所謂抖動是 指在識別被按鍵是必須避開抖動狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識別正確無誤。去抖問題可通過軟件延時或硬件電路解決。 2） 防串鍵：防串鍵是為了解決多個鍵同時按下或者前一按鍵沒有釋放又有 8 新的按鍵按下時產(chǎn)生的問題。被按鍵識別：如何識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，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此需要設置入口、輸出口一個，該方法在微機系統(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識 別閉合鍵，為此需要提供兩個可編程的雙向輸入 /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)碼管上顯示每個按鍵的“ 0－ F”序號。 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 處 于 彈 奏 模 式K 1 8 按 下單 片 機 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 共陽數(shù)碼管應將公共極接到 +5V，共 7 個發(fā)光二極管組成。當某一字段發(fā)光二 11 極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管則相反。 驅(qū)動方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，數(shù)碼管的驅(qū)動方式可分為以下兩種： ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個發(fā)光二極管都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或 者使用如 BCD碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點很明顯，編程簡單，顯示亮度較高，缺點是占用 I/O 端口多。 ② 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示是在單片機驅(qū)動數(shù)碼管顯示方式中應用廣泛的一種，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 7 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g的同名端連在一起，此外為每個數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通是由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管中的 LED 都會接收到相同的字形碼，單片機對位選通端電路的控制決定到底數(shù)碼管會顯示出什么字形，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)碼管的相應選通控制打開，而沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 本設計所用的數(shù)碼管顯示模塊是共陰級數(shù)碼管