【正文】 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4個(gè) TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個(gè)電流 I。在訪問８位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行：MOVX @Ri 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 也接收高位地址和其它控制信號。） P3 口： P3 口 是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流 I。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3口的第二功能如下表 42。 表 22 P3 口的第二功能 端口功能 第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（ ） 串行輸入口 T0（ ） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0外部輸入 TXD（ ） 串行輸出口 T1（ ） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1外部輸入 INT0（ ） 外中斷 0 WR（ ） 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 INT1（ ） 外中斷 1 RD（ ） 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 WDT 益出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， ALE（地址鎖存允許 ）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 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地，要注意的是：第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。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。該位禁位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 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) AT89S51由外部程 序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，高有兩次有效的 PSEN 信號。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 公訪問外部程序存儲器（地址 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(shí)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(shí) ,該引腳加上＋ 12V 的編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩 器反相放大器的輸出端。 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部構(gòu)造及功能： 特殊功能寄存器：特殊功能寄存器的片內(nèi)空間分存如下圖 22所示。這些地址并沒有全部占用，沒有占用的地址不可使用，讀這些地址將得到一個(gè)隨意的數(shù)值。而寫這些地址單元將不能得到預(yù)期的結(jié)果。 中斷寄存器：各中斷允許控制位于 IE寄存器， 5個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級控制位于 IP寄存器。圖 22為 AUXR輔助寄存器。 圖 22 AUXR輔助寄存器 雙時(shí)鐘指針寄存器：為方便地訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器，提供了兩個(gè) 16位數(shù)據(jù)指針寄存儲器： PD0位于 SFR區(qū)塊中的地址 82H、 83H和 DP1位于地址 84H、 85H，當(dāng) SFR中的位 DPS=0時(shí)選擇 DP0,而 DPS=1時(shí)選擇 DP1。在使用前初始化 DPS。 圖 23 雙時(shí)鐘指針寄存器 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（ POF）在特殊功能寄存儲器 SFR中 PCON的第 4位（ ） ,電源打開時(shí) POF置“ 1” ,它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。 存儲器結(jié)構(gòu)： MCS51單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器空間分開的結(jié)構(gòu)，均具有 64KB外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。 程序存儲器：如果 EA引腳接地（ GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲器 。在 AT89S51,假如接至 Vcc（電源＋），程序首先執(zhí)行從地址 0000H－ 0FFFH（ 4KB）內(nèi)部程序存儲器，再執(zhí)行地址為 1000H－ FFFFH（ 60KB）的外部程序存儲器。 數(shù)據(jù)存儲器：在 AT89S51的具有 128字節(jié)的內(nèi)部 RAM，這 128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行， 128字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。 看門狗定時(shí)器（ WDT）： WDT是為了解決 CPU程序運(yùn)行時(shí)可能進(jìn)入混亂或死循環(huán)而設(shè)置，它由一個(gè) 14bit計(jì)數(shù)器和看狗復(fù)位 SFR（ WDTRST）構(gòu)成。外部復(fù)位時(shí)，WDT默認(rèn) 為關(guān)閉狀態(tài)，要打開 WDT，必按順序?qū)?01H和 0E1H寫到 WDTRST寄存器，當(dāng)啟動了 WDT，它會隨晶體振蕩器在每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，除硬件復(fù)位或 WDT溢出復(fù)位外沒有其它方法關(guān)閉 WDT，當(dāng) WDT溢出，將使 RST引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖。引腳圖詳見圖 24 圖 24 AT89S51 單片機(jī)引腳圖 硬件電路 鍵盤單元 單片 機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路 ,以及專一的復(fù)位功能外 ,其它的按鍵或鍵盤都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入 ：為了去抖動我采用軟件方法，它是在檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10ms 的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動影響 在這種行列式矩陣鍵盤非編碼鍵盤的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個(gè)按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是 常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。 對照圖示的 4*4 鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)法工作原理。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，有單片機(jī) I/O 口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字 00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為 1。判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為 1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為 1，則 所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。 鍵盤共有 16個(gè)按鍵，用于方便設(shè)定溫度。 ? ， 數(shù)字按鍵，輸入數(shù)字 09； ， 設(shè)置的確認(rèn)，修改設(shè)置溫度時(shí)進(jìn)行確認(rèn)； 設(shè)置的清除，修改設(shè)置溫度時(shí)進(jìn)行刪除； 開啟電源 關(guān)閉電源 顯示及設(shè)置轉(zhuǎn)換到溫度點(diǎn) 1，按此按鍵后，顯示預(yù)設(shè)置溫度的數(shù)碼管 閃爍； 顯示及設(shè)置轉(zhuǎn)換到溫度點(diǎn) 2，按此按鍵后，顯示預(yù)設(shè)置溫度的數(shù)碼管 閃爍； 0 1 2 3 確認(rèn) 清除 0 9 開啟 F1 F2 關(guān)閉 表 31 鍵 盤的按鍵分布 溫度控制及超溫和超溫警報(bào)單元 當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時(shí)，單片機(jī)通過 輸出控制信號驅(qū)動三極管 D1 ，使繼電器 K1 開啟降溫設(shè)備 ( 壓縮制冷設(shè)備 ) ：當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時(shí)，單片機(jī)通過 輸出控制 信號驅(qū)動三極管 D2 ，使繼電器 K2 開啟升溫設(shè)備 ( 加熱器 1) 。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。具體電路連接如圖 31 所示。 圖 31具體電路連接 圖 溫度測試單元 采用溫度芯片 DS18B20。使用集成芯片，能夠有效的減小外界的干擾，提高測量的精度，簡化電路的結(jié)構(gòu)。 溫度控制器件電路 單片機(jī)通過三極管控制繼電器的通斷，最后達(dá)到控制電熱器的目的。 當(dāng)溫度未達(dá)到要求時(shí)，單片機(jī)發(fā)送高電平信號使三極管飽和導(dǎo)通，繼電器使電源與電熱器接通，電熱器加熱。溫度慢慢升高。 4 5 6 7 8 9 F1 F2 清除 開啟 關(guān)閉 確定 當(dāng)溫度上升到預(yù)定溫度時(shí)，單片機(jī)發(fā)送低電平信號三極管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，繼電器的 彈片打到另一側(cè)，使電熱器與電源斷開，電熱器停止加熱。 繼電器電路中有一個(gè)三極管 8050 的保護(hù)電路，即將一個(gè)二極管反向接到三機(jī)管的兩端。連接方法如圖 32 所示。 圖 32 單片機(jī)控制信號 其原理是：當(dāng)繼電器突然斷電時(shí)，繼電器產(chǎn)生很大的反向電流。二極管的作用是將反向電流分流，使流過三級管 8050 的電流比較小，達(dá)到保護(hù)三極管 8050的作用。 七段數(shù)碼管顯示單元 本部分電路主要使用七段數(shù)碼管和移位寄存器芯片 74LS164。單片機(jī)通過I2C 總線將要顯示的數(shù)據(jù)信號傳送到移位寄存器芯片 74LS164 寄存，再 由移位寄存器控制數(shù)碼管的顯示，從而實(shí)現(xiàn)移位寄存點(diǎn)亮數(shù)碼管顯示。由于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率達(dá)到 12M，移位寄存器的移位速度相當(dāng)快，所以我們根本看不到數(shù)據(jù)是一位一位傳輸?shù)?。從人類視覺的角度上看，就仿佛是全部數(shù)碼管同時(shí)顯示的一樣。具體見實(shí)際連線圖如圖 33。 當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。當(dāng) A、 B 有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)，邏輯封裝圖如圖 33： 圖 33邏輯封裝圖 引出端符號： CLOCK 時(shí)鐘輸入端； CLEAR 同步清除輸入端（低電平有效）； A，B 串行數(shù)據(jù)輸入端； QA－ QH 輸出端。真值表：表 32 表 32 真值表 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 22 S e p 2021 S he e t of F i l e : E : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \公用 \ 桌面 \ 復(fù)件 89s 51 綜合實(shí)驗(yàn)板原理圖 . ddbD r a w n B y:abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 6abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 7abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 8abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 9abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 1 3abfcgdeV C C1234567abcdefg8 dpdp9D S 1 6A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1674L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1374L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1274L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 147