【正文】 ，最大定 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 5 時也只有 65536us，即 ，無法達(dá)到我們所需要的 1 秒的定時，因此，必須通過軟件來處理這個問題，假設(shè)取 T0 的最大定時為 50ms，即要定時 1 秒需要經(jīng)過 20 次的 50ms的定時。對于這 20次計數(shù)，就可以采用軟件的方法來統(tǒng)計了。 設(shè)定 TMOD＝ 00000001B，即 TMOD＝ 01H，設(shè)置定時 /計數(shù)器 0工作在方式 1。 下面我們要給 T0 定時 /計數(shù)器的 TH0， TL0 裝入預(yù)置初值，通過下面的公式可以計算出： TH0＝（ 216－ 50000） /256 TL0＝（ 216－ 50000） MOD取摸 256 這樣，當(dāng)定時 /計數(shù)器 0 計滿 50ms 時，產(chǎn)生一個中斷，我們可以在中斷服務(wù)程序中，對中斷次數(shù)加以統(tǒng)計，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的邏輯功能。 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 第 3 章 定時器硬件系統(tǒng)的設(shè)計 定時器主控電路 CPU 的選擇 主控電路 CPU 是系統(tǒng)的核心單元，在執(zhí)行程序中其關(guān)鍵作用， 它 的 優(yōu)劣直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能。 本次設(shè)計主要以 STC89C52單片機(jī)為研究核心，分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，硬件資源分配等，下面是對 STC89C52單片機(jī)的介紹： STC89C52RC 單片機(jī)是新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機(jī)， 12時鐘 /機(jī)器周期和 6 時鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。 主要特性如下： （ 1）增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時鐘 /機(jī)器周期和 12 時鐘 /機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 （ 2）工作電壓： ～ （ 5V單片機(jī)） /～ （ 3V單片機(jī)） （ 3）工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz （ 4）用戶應(yīng)用程序空間為 8K字節(jié) （ 5）片上集成 512 字節(jié) RAM （ 6）通用 I/O口（ 32個），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 （ 7） ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 （ 8）具有 EEPROM 功能 （ 9）具有看門狗功能 （ 10）共 3個 16 位定時器 /計數(shù)器。即定時器 T0、 T T2 （ 11）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 （ 12）通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)多個 UART （ 13）工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級） （ 14） PDIP封裝 STC89C52RC單片機(jī)的工作模式： 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 7 ? 掉電模式：典型功耗 A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序 ? 空閑模式：典型功耗 2mA ? 正常工作模式：典型功耗 4Ma～ 7mA ? 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備 STC89C52單片機(jī)引腳圖如圖 31所示。 圖 31 STC89C52引腳圖 STC89C52引腳功能說明 ： VCC（ 40引腳）：電源電壓 VSS（ 20引腳）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極 開路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載，對端口 P0 寫入“ 1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在 Flash ROM編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時，要求外接上拉電阻。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 8 時，通過內(nèi)部的上拉 電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流（ In） 此外， 還可以作為定時器 /計數(shù)器 2的外部技術(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體參見下表 31所示。 在對 Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時， P1接收低 8位地址。 表 31 引腳復(fù)用功能 引腳號 功能特性 T2（定時器 /計數(shù)器 2 外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 2 捕獲 /重裝觸發(fā)和方向控制） P2端口（ ～ ， 21～ 28引腳）： P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O端口。 P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL輸入。對端口寫入 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（ In） 在訪問外部程序存儲器和 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX @DPTR”指令）時， P2送出高 8位地址。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX @R1”指令）時， P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 在對 Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號。 P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3做輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流（ In） 在對 Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時， P3還接收一些控制信號。 P3口除作為一般 I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示 32所示。 表 32 P3口引腳復(fù)用功能 引腳號 復(fù)用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 9 續(xù)表 32 RST（ 9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個機(jī)器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計時完成后， RST 引腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 PROGALE / （ 30 引腳）：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的 輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE脈沖將會跳過。 如果需要，通過將地址位 8EH的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE操作將無效。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址位 8EH 的 SFR的第 0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效 。 PESN（ 29 引腳）：外部程序存儲器選通信號 PESN 是 外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89C51RC 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼碼 PESN 在每個機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PESN將不被激活。 EA /VPP（ 31引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。注意加密方式 1時， EA 將內(nèi)部鎖定位 RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。在 Flash 編程期間， EA 也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL1（ 19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2（ 18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。 引腳號 復(fù)用功能 T0（定時器 0的外部輸入） T1（定時器 1的外部輸 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） 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 10 定時器主控電路最小應(yīng)用系統(tǒng) 時鐘電路和復(fù)位電路是主控電路最小應(yīng)用系統(tǒng)中必不可少的。 定時器時鐘電路原理圖如圖 32所示： XTAL1 和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為內(nèi)部振蕩器。石英振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任 何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 圖 32 數(shù)字鐘時鐘電路 復(fù)位是使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開始的，當(dāng)在單片機(jī)的 RST引腳引入高電平并保持 2個機(jī)器周期時，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。 本次設(shè)計定時器主控電路最小系統(tǒng)原理圖如圖 33所示。 成都工業(yè)學(xué)院 通信工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 11 圖 33 主控電路最小系統(tǒng)原理圖 鍵盤及其接口 按鍵的去抖處理 按鍵就是一個簡單的開關(guān)。當(dāng)按鍵按下 時，相當(dāng)于開關(guān)閉合；當(dāng)按鍵松開時，相當(dāng)于開關(guān)斷開。按鍵在閉合和斷開時，觸點(diǎn)會存在抖動現(xiàn)象。按鍵抖動時間一般為 5ms～10ms,抖動可能造成一次按鍵的多次處理問題。應(yīng)采取措施消除抖動的影響。消除的方法很多，本設(shè)計采用軟件延時的方法來消除抖動。當(dāng)單片機(jī)檢測到有按鍵按下時先定時，然后再檢測按鍵的狀態(tài)，若仍是閉合狀態(tài)則認(rèn)為真的有按鍵按下。當(dāng)檢測到按鍵釋放時，亦需要做同樣的處理。 定時器按鍵電路 定時器單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)。 獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線 構(gòu)成的單個按鍵電路，其特點(diǎn)是每個按鍵單獨(dú)占用一根 I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它 I/O口線的狀態(tài)。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，X T A L 21 8X T A L 11 9A L E3 0E A3 1P S E N2 9R S T9P 0 . 0 / A D 03 9P 0 . 1 / A D 13 8P 0 . 2 / A D 23 7P 0 . 3 / A D 33 6P 0 . 4 / A D 43 5P 0 . 5 / A D 53 4P 0 . 6 / A D 63 3P 0 . 7 / A D 73 2P 1 . 0 / T 21P 1 . 1 / T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 . 0 / R X D1 0P 3 . 1 / T X D1 1P 3 . 2 / I N T 01 2P 3 . 3 / I N T 11 3P 3 . 4 / T 01 4P 3 . 7 / R D1 7P 3 . 6 / W R1 6P 3 . 5 / T 11 5P 2 . 7 / A 1 52 8P 2 . 0 / A 82 1P 2 . 1 / A 92 2P 2 . 2 / A 1 02 3P 2 . 3 / A 1 12 4P 2 . 4 / A