【正文】 外設(shè)接口 集成度高。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴格的。例如， 80C51類 單片機 既是通用型又是總線型，還可以作工控用。 單片機基本組成結(jié)構(gòu) 。運算器由運算部件 ——算術(shù)邏輯單元（ Arithmetic amp。 Logical Unit，簡稱 ALU）、累 加器和寄存器等幾部分組成。 ALU 的作用是把傳來的數(shù)據(jù)進行算術(shù)或邏輯運算，輸入來源為兩個 8位數(shù)據(jù)，分別來自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。 ALU 能完成對這兩個數(shù)據(jù)進行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。例如，兩個數(shù) 6和 7相加，在相加之前，操作數(shù)6放在累加器中， 7放在數(shù)據(jù)寄存器中，當執(zhí)行加法指令時， ALU 即把兩個數(shù)相加并把結(jié)果 13存入累加器，取代累加器原來的內(nèi)容 6。 運算器有兩個功能： (1) 執(zhí)行各種算術(shù)運算。 (2) 執(zhí)行各種邏輯運算，并進行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較。 運算器所執(zhí)行全部操作都 是由控制器發(fā)出的控制信號來指揮的，并且，一個算術(shù)操作產(chǎn)生一個運算結(jié)果，一個邏輯操作產(chǎn)生一個判決。 ?？刂破饔沙绦蛴嫈?shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發(fā)生器和操作控制器等組成，是發(fā)布命令的 “決策機構(gòu) ”，即協(xié)調(diào)和指揮整個微機系統(tǒng)的操作。其主要功能有： (1) 從內(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。 (2) 對指令進行譯碼和測試，并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便于執(zhí)行規(guī)定 單片機的液晶顯示器設(shè)計 4 的動作。 (3) 指揮并控制 CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動的方向。 微處理器內(nèi)通過內(nèi)部總線把 ALU、計數(shù)器、寄存 器和控制部分互聯(lián)，并通過外部總線與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯(lián)接。外部總線又稱為系統(tǒng)總線，分為數(shù)據(jù)總線 DB、地址總線 AB 和控制總線 CB。通過輸入輸出接口電路，實現(xiàn)與各種外圍設(shè)備連接。 （ 1）累加器 A 累加器 A 是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術(shù)和邏輯運算時它有雙功能：運算前，用于保存一個操作數(shù)；運算后，用于保存所得的和、差或邏輯運算結(jié)果。 （ 2）數(shù)據(jù)寄存器 DR 數(shù)據(jù)寄存器通過數(shù)據(jù)總線向存儲器和輸入 /輸出設(shè)備送（寫）或?。ㄗx）數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令，也可以保存正在送 往存儲器中存儲的一個數(shù)據(jù)字節(jié)等等。 （ 3）指令寄存器 IR 和指令譯碼器 ID 指令包括操作碼和操作數(shù)。 指令寄存器是用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。當執(zhí)行一條指令時，先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中，然后再傳送到指令寄存器。當系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時，必須對操作碼進行譯碼，以確定所要求的操作，指令譯碼器就是負責這項工作的。其中，指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。 （ 4）程序計數(shù)器 PC PC 用于確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，因此通常又被稱為指令地址計數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前必須將程序 的第一條指令的內(nèi)存單元地址（即程序的首地址）送入 PC，使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。 （ 5）地址寄存器 AR 地址寄存器用于保存當前 CPU 所要訪問的內(nèi)存單元或 I/O 設(shè)備的地址。由于內(nèi)存與 CPU 之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內(nèi)存讀 /寫操作完成為止。 單片機的液晶顯示器設(shè)計 5 顯然，當 CPU 向存儲器存數(shù)據(jù)、 CPU 從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和 CPU 從內(nèi)存讀出指令時，都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。同樣，如果把外圍設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來看的話，那么當 CPU 和外圍設(shè)備交換信息時，也需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器 。 單片機應(yīng)用范圍 單片機 滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 導彈 的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開 單片機 。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械 了。因此， 單片機 的學習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機 廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域， 大致可分如下幾個范疇： （ 1） 智能儀器 ： 單片機 具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的 傳感器 ，可實現(xiàn)諸如電壓、電流、 功率 、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用 單片機 控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或 數(shù)字電路 更加強大。 （ 2）工業(yè)控制 ： 單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點，用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、 無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種 報警系統(tǒng) ，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 （ 3） 家用電器 ： 家用電器廣泛采用了 單片機 控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他 音響 視頻器材、再到 電子秤 量設(shè)備和 白色家電 等。 （ 4） 網(wǎng)絡(luò)和通信 ： 現(xiàn)代的 單片機 普遍具備 通信接口 ，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型 程控交換機 、 單片機的液晶顯示器設(shè)計 6 樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信， 無線電 對講機等。 （ 5）設(shè)備 領(lǐng)域： 單片機 在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 （ 6）模塊化系統(tǒng)：某些專用 單片機 設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種 電路 中進行模塊化應(yīng)用，而不 要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂集成 單片機 ，看似簡單的功能，微縮在純電子 芯片 中（有別于 磁帶機 的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。如：音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中（類似于 ROM），由 微控制器 讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。 在大型 電路 中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。 （ 7）汽車電子： 單片機 在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中 的發(fā)動機控制器，基于 CAN 總線的汽車發(fā)動機智能 電子控制器 、 GPS 導航系統(tǒng)、 abs防抱死系統(tǒng) 、制動系統(tǒng)、胎壓檢測等。 此外， 單片機 在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分 廣泛的用途。 單片機的液晶顯示器設(shè)計 7 2 設(shè)計內(nèi)容和意義 設(shè)計的內(nèi)容 課程設(shè)計是在校學生素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，是理論與實踐相結(jié)合的橋梁和紐帶。單片機課程設(shè)計，要求學生更多的完成軟硬結(jié)合的動手實踐方案，解決目前學生課程設(shè)計過程中普 遍存在的缺乏動手能力的現(xiàn)象 .熟悉掌握 1602 液晶，和12862 液晶的原理，并會編程實現(xiàn) 在液晶上顯示 出自己的基本信息 。 設(shè)計意義 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以 看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單 。 在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點 ： （ 1） 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器 （ CRT） 那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。 （ 2） 數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 (3） 體積 小、重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 (4)功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 單片機的液晶顯示器設(shè)計 8 3 硬件電路 3． 1 89C51 系統(tǒng) 89C51 單片機的概述 該系列單片機是采用高性能的靜態(tài) 80C51 設(shè)計由先進 CMOS 工藝制造并帶有非易失性 Flash 程序存儲器全部支持 12 時鐘和 6 時鐘操作 P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分別包含 128 字節(jié) 和 256 字節(jié) RAM32 條 I/O 口線 3 個 16位定時 /計數(shù)器 6 輸入 4 優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu) 1 個串行 I/O 口可用于多機通信 I/O擴展或全雙工 UART 以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至 0 可實現(xiàn)兩個由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式空閑模式凍結(jié) CPU但 RAM定時器串口和中斷系統(tǒng)仍然工作掉電模式保存 RAM 的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器導致所有其它的片內(nèi)功能停止工作由于設(shè)計是靜態(tài)的時鐘可停止而不會丟失用戶數(shù)據(jù)運行可從時鐘停止處恢復。 圖 89C51 引腳 圖 單片機的液晶顯示器設(shè)計 9 89C51 單片機管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 工作