【正文】 8 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)的 AT89C52單片機（圖 22）是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，推薦時鐘為 0Hz24Hz,在本系統(tǒng)中選取時鐘周期為24Hz,片內(nèi)含 8k bytes的芯片簡述可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存 儲器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS－ 51指令系統(tǒng)及 8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash存儲單元，功能強大的 AT89C52單片機可以提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C52單片機有 40個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線 ， AT89C52單片機可以按照常規(guī)方法 進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降開發(fā)成本。外圍采用兩片串行輸入顯示驅(qū)動接口芯片 MAX7219，其硬件開銷小，且編程簡單。 采用串行E2PROM24LC01用于工況參數(shù)的設(shè)定，這些參數(shù)設(shè)定后，在 24LC01中分 3個區(qū)域存放，以 3中取 2方式讀取，以保證正確率。串行器件的選用，系統(tǒng)的硬件簡單，調(diào)試方便。 1） AT89C52單片機的主要功能特性 1)兼容 MCS51指令系統(tǒng) 2)32個雙向 I/O口 3)3個 16位可編程 TIM/CON中斷 4)2個串行中斷 5)2個外部中斷源 6)2個讀寫中斷口線 7)低功耗空閑和掉電模式 8)8k可反復(fù)擦寫 (1000次 )Flash ROM 9)256x8bit內(nèi)部 RAM 10)時鐘頻率 024MHz 11)可編程 UART串行通道 12)共 6個中斷源 13)3級加密位 14)軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2） 主要功能說明 單片機 AT89C52的所有引腳的基本功能 如圖 23所示。 圖 22 單片機封裝 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 9 圖 23 單片機引腳 Vcc(40 腳 )：主電源正端，接 +5V。 GND(10 腳 )：接地端。 XTAL1（ 19 腳）片內(nèi)高增益反相放大器的輸入端，接外部石英晶體和電容的一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳必須接地。 XTAL1（ 18 腳）片內(nèi)高增益反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和電容的一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳作為外部輸入時鐘的輸入端。 RESET/Vpd(9 腳 ) 復(fù)位輸入端，高電平有效，此端保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期）以上高電平就可以完成復(fù)位 EA/VPP(31 腳 ) 片內(nèi)程序存儲器選通控制端低電平有效。當(dāng) EA 保持低電平時將只訪問片外程序存儲器。當(dāng) EA 保持高電平時，執(zhí)行訪問片內(nèi)程序存儲器。 I/O(輸 入 /輸 出 )： P0、 P P P3 （ 1） P0 口 (39— 32 腳 )： P0 口有兩種工作方式：一是作為普通的 I/O 端口使用二是在 CPU 訪問片外存儲器時，它是一個標(biāo)準(zhǔn)的雙向 I/O 口，采用分時復(fù)位方式提供低 8位地址和用作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。 （ 2） P1口 (1— 8腳 )： P1口僅作普通的 I/O端口使用， 校驗時，要求外接上拉電阻。 （ 3） P2 口 (21— 28 腳 )： P2 口有兩種工作方 式：一是作為普通的 I/O 端口使用，二是訪問外部存儲器時， P2 口作高 8 位地址線使用。 （ 4） P3 口 (21— 28 腳 )： P3 口是一 個 自帶上拉 電阻 的 8 位準(zhǔn) 雙向 I/O 接口。 P3 口與其它的 I/O 口有很大 區(qū)別 ，它除作 為 — 般準(zhǔn) 雙向 I／ O 口外，每 個 引 腳還 有第二功能（表 21） 表 21 第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0） 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 10 INT1（外部中斷 1） T0（定時 /計數(shù)器 0） T1（定時 /計數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù) RAM 寫使能信號） RD（外部數(shù)據(jù) RAM 讀使能信號） RST： 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片復(fù)位（圖 24所示）。 圖 24 復(fù)位電路 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器時將跳過一個 ALE脈沖。對 Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH單元的 D0位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC指令才能將 ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。 PSEN： 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù) 存儲器，將跳過兩次 RSEN信號。 EA/VPP： 外部訪問允許。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H－FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。如 EA端為高電平（接 Vcc端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash存儲器編程時，該引腳加上 +12V的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 VPP。 XTAL1： 振蕩器 (圖 25所示 )反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相 放大器的輸出端。 時鐘振蕩器： AT89C52中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 11 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)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(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 30pF177。 10pF，而如使用陶瓷諧振器 建議選擇 40pF177。 10pF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2則懸空。 圖 25 振蕩器 中斷寄存器： AT89C52有 6個中斷源， 2個中斷優(yōu)先級， IE寄存器控制各中斷位，IP寄存器中 6個中斷源的每一個可定為 2個優(yōu)先級。 數(shù)據(jù)存儲器： AT89C52有 256個字節(jié)的內(nèi)部 RAM， 80H－ FFH高 128個字節(jié)與特殊功能寄存器（ SFR）地址是重疊的，也就是高 128字節(jié)的 RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的， 但物理上它們是分開的。當(dāng)一條指令訪問 7FH以上的內(nèi)部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128字節(jié) RAM還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。 定時器 0和定時器 1： AT89C52的定時器 0和定時器 1的工作方式與 AT89C51相同 定時器 2：定時器 2 是一個 16 位定時 /計數(shù)器。它既可當(dāng)定時器使用，也可作為外部事件計數(shù)器使用 。 定 時 器 /計數(shù)器（ T/C） 定時 和 計數(shù) 功能由工作方式寄存器 TMOD 進 行 選擇 。 TMOD 只能進行字節(jié)操作，不能位尋址。其格式如下 （表 22） 。 表 22 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字節(jié)地址 TMOD GATE TC/ M1 M0 GATE TC/ M1 M0 89H GATE：門控制位。 GATE=0 時，只要軟件使 TR0 或 TR1 置 1 就可以啟動定時器。 GATE=1 時，只有 0INT 或 1INT 引腳為高電平且 TR0 或 TR1 由軟件置 1 后，才能啟動定時器。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 12 TC/ ：定時或計數(shù)功能選擇位。 TC/ =0 時，用于定時。 TC/ =1 時，用于計數(shù)。 M1 和 M0 位： T1 和 T0 工作方式選擇位。定時器 /計數(shù)器有 4 種工作方式，由 M1和 M0 進行設(shè)置，如表 23 所示 表 23 T1和 T0工作方式選擇位 . M1 M0 工作方式 功能選擇 00 方式 0 13 位定時器 /計數(shù)器 01 方式 1 16 位定時器 /計數(shù)器 10 方式 2 8 位定時器 /計數(shù)器 11 方式 3 T0分為兩個獨立的 8位位定時器 /計數(shù)器。 T1此時停止計數(shù) 單片機 中斷系統(tǒng) 中斷是使 CPU 暫停當(dāng)前工作，去處理當(dāng)前中斷事件，執(zhí)行完當(dāng)前中斷服務(wù)，再回到原程序的過程。 AT89C52 共有 6 個中斷向量：兩個外中斷（ INT0 和 INT1）， 3 個定時器中斷（定時器 0、 2）和串行口中斷。所有這些中斷源如圖 26 所示。這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來控制每一個中斷的允許或禁止。 IE 也有一個總禁止位 EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。 圖 26 中斷請求 中斷源是向 CPU 發(fā)出中斷請求的事件。中斷源入口地址如 表 24。 表 24 中斷源入口地址 中斷源 請求標(biāo)志 入口地址 優(yōu)先級 外部中斷 0 IE0 0003H 最高級 最低級 定時器中斷 0 TF0 000BH 外部中斷 1 IE1 0013H 定時器中斷 1 TF1 001BH 串口發(fā)送接受中斷 T1/R1 0023H /計數(shù)器控制寄存器 TCON(88H) 表 25 表 25 TCON 地址 返回主程序 主程序 主程序 斷點 響應(yīng)中斷 中斷服務(wù)子程序 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 13 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字節(jié)地址 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 T0 88H 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH