【正文】 ：程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使中央處理器僅訪問外部程序存儲(chǔ)器，EA端必須保持低電平。需要注意的是：如果加密位LBI被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電壓VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。XTAL1：震蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)AT89C51可以采用片內(nèi)震蕩或者片外震蕩。片內(nèi)震蕩：芯片中中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)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)成自然震蕩器。外接石英晶體及電容C1，C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對(duì)外接電容C1，C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。片外震蕩：外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。本設(shè)計(jì)采用的是片內(nèi)震蕩，復(fù)位電路采用簡單上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位電路，上電自動(dòng)復(fù)位是在上電瞬間，電壓VCC短時(shí)間內(nèi)從0V上升到5V，這一瞬間相當(dāng)于交流電，電容相當(dāng)于導(dǎo)線，5V的電壓全部加在10K電阻上，也就是說，這時(shí)RESET的電平狀態(tài)為高電平。但是從上電開始，電容自己就慢慢充電，其兩端電壓呈曲線上升，最終達(dá)到5V，也就是說其正端電位為5V，負(fù)端電位為0V，其負(fù)端也就正好是RESET，此時(shí)RESET為低電平，單片機(jī)開始正常工作。手動(dòng)復(fù)位是當(dāng)按鍵按下時(shí)，電容兩端構(gòu)成回路并放電，使RST端重新變?yōu)楦唠娖?，按鍵抬起時(shí)電容又充電使RST變回低電平，從而達(dá)到復(fù)位效果。 AT89C51最小系統(tǒng) 鍵盤電路鍵盤電路分為獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵。獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一跟I/O口線，每根I/O口線的工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線的工作狀態(tài)，這是一種最簡單易懂的按鍵結(jié)構(gòu)。獨(dú)立式按鍵雖然電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但在每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線的情況下，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大。故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用這種按鍵電路。在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O口線有確定的高電平。矩陣式按鍵也稱行列是按鍵，矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V上。當(dāng)無鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣按鍵是否被按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號(hào)配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。矩陣式按鍵適用于按鍵較多的場合，可以減少對(duì)CPU的占用。[1]單片機(jī)在開發(fā)過程中，常常會(huì)因?yàn)橘Y源不足而不得不使用擴(kuò)展接口芯片以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要，其中原因之一是人機(jī)界面中的鍵盤顯示占用了系統(tǒng)太多資源，從而造成系統(tǒng)龐大，同時(shí)降低了系統(tǒng)的可靠性。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤顯示通?？刹捎靡韵聨追N方式：1．采用并行接口的鍵盤顯示專用芯片8279。但8279所需外圍元件多（顯示驅(qū)動(dòng)、譯碼等）、占用電路板面積大、綜合成本高，在中小系統(tǒng)中常常大材小用；2．采用通用并行I/O擴(kuò)展芯片（如用8158255等），但此方案同樣需要驅(qū)動(dòng)顯示，同時(shí)鍵盤顯示掃描還需占用CPU大量時(shí)間；3． 采用專用顯示控制器，并用CPU的I/O引腳完成鍵盤輸入（如MC1449PS721MAX721ICM721TLC5921等，大多是串行接口并有顯示驅(qū)動(dòng)能力，I/O占用少）。這種接口方式省去了顯示的掃描，而且電路大多也很簡單，通常在系統(tǒng)需要的按鍵較少時(shí)比較適用；4． 采用帶I2C總線的鍵盤顯示芯片（如顯示用SAA1066，鍵盤用PCF8574），不過這種方式對(duì)于無I2C總線接口的CPU來說，編程顯得有些不便；5．采用串行接口的鍵盤顯示專用芯片，如BC7280／8HD727CH451等。這類芯片占用CPU的資源少，傳輸速度較快，外圍器件要求也較少，在中小系統(tǒng)中都可得到廣泛的應(yīng)用。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用44矩陣式鍵盤和CH451芯片組合構(gòu)成鍵盤電路。 CH451簡介CH451是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制以及μP監(jiān)控的多功能外圍芯片。CH451內(nèi)置RC振蕩電路，可以直接動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED，具有BCD譯碼或不譯碼功能，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)、各數(shù)字獨(dú)立閃爍等控制功能。CH451內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于30mA，字電流不小于160mA，并有16級(jí)亮度控制功能；在鍵盤控制方面，該器件內(nèi)置64鍵鍵盤控制器，可實(shí)現(xiàn)88矩陣鍵盤掃描，并內(nèi)置去抖動(dòng)電路，可提供按鍵中斷與按鍵釋放標(biāo)志位等功能；在外部接口方面，CH451可選擇簡潔的1線串行接口或高速4線串行接口，且內(nèi)置上電復(fù)位，可提供高電平有效復(fù)位和低電平有效復(fù)位兩種輸出，同時(shí)內(nèi)置看門狗電路WatchDog。（1）顯示驅(qū)動(dòng)：內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于25mA,字電流不小于150mA。動(dòng)態(tài)顯示掃描控制，直接驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或64只發(fā)光LED。可選數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對(duì)應(yīng)的不譯碼方式或者BCD譯碼方式。數(shù)碼管的字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)。各數(shù)碼管數(shù)字獨(dú)立閃爍控制。任意段位尋址，獨(dú)立控制各個(gè)LED或者數(shù)碼管的各個(gè)段的亮與滅。支持段電流上限調(diào)整，可以省去所有限流電阻。掃描極限控制，支持1到8個(gè)數(shù)碼管，只為有效數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。（2）鍵盤控制：內(nèi)置64鍵鍵盤控制器，基于8x8矩陣鍵盤掃描。內(nèi)置按鍵狀態(tài)輸入的下拉電阻，內(nèi)置去抖電路。鍵盤中斷，低電平有效輸出。提供按鍵釋放標(biāo)志位，可供按鍵按下查詢釋放。（3）其他：高速的4線串行接口，支持多片級(jí)聯(lián)，時(shí)鐘速度從0到10MHZ。串行接口中的DIN和DCLK信號(hào)線可以與其他接口電路共用，節(jié)約引腳。內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，不需外接晶體或阻容振蕩。內(nèi)置上電復(fù)位和看門狗，提供高電平有效和低電平有效復(fù)位輸出。該芯片支持3V到5V電源電壓。（4）電氣特性：，所以數(shù)碼管不會(huì)出現(xiàn)閃屏現(xiàn)象。鍵盤掃描間隔，按鍵響應(yīng)時(shí)間最大為70毫秒；；看門狗溢出范圍300到930毫秒，典型值為550毫秒 [6]。 鍵盤電路硬件連接本設(shè)計(jì)設(shè)置了16個(gè)按鍵，0~9鍵為數(shù)字鍵，A~F為功能鍵，其中A為啟動(dòng)鍵，B為停止鍵，C為加速鍵，D為減速鍵，E為速度設(shè)定鍵，F(xiàn)為確定鍵。（1）CH451與單片機(jī)的連接與單片機(jī)連接一共需要4根控制線， 。 CH451與單片機(jī)的連接（2）CH451與矩陣鍵盤的連接。 CH451與矩陣鍵盤的連接 按鍵編碼按鍵代碼DIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0 SEG047H46H45H44H43H42H41H40H SEG14FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H SEG257H56H55H54H53H52H51H50H SEG35FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H SEG467H66H65H64H63H62H61H60H SEG56FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H SEG677H76H75H74H73H72H71H70H SEG77FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H 顯示電路為方便人們的觀察和監(jiān)視單片機(jī)的運(yùn)行情況，通常需要用一種顯示器作為單片機(jī)的輸出設(shè)備，用來顯示單片機(jī)的鍵輸入值、中間信息及運(yùn)算結(jié)果等。常用的顯示器主要有LED（發(fā)光二極管顯示器）和LCD（液晶顯示器）。這兩種顯示器具有耗電省、配置靈活、線路簡單、安裝方便、耐振動(dòng)、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。兩者相比，LED顯示器價(jià)格更低廉，結(jié)構(gòu)更簡單，LCD顯示功耗更低，顯示清晰度更高。所以本設(shè)計(jì)選用LCD作為顯示器，型號(hào)為LCD 1602。 LCD1602顯示器簡介1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。圖 LCD 1602顯示器正反面LCD1602引腳功能：第1腳：VSS為電源地，接GND。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VO為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：EN為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7~14腳：D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：BLA背光電源正極(+5V)輸入引腳。 第16腳：BLK背光電源負(fù)極，接GND。 [6]。 引腳接口說明編號(hào)符號(hào) 引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明 1VSS 電源地9D2數(shù)據(jù)口 2VDD 電源正極10D3數(shù)據(jù)口 3VO 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端11D4數(shù)據(jù)口 4RS 數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)12D5數(shù)據(jù)口 5R/W 讀/寫選擇端(H/L)13D6數(shù)據(jù)口 6E 使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)口 7D0 數(shù)據(jù)口15BLA背光源正極 8D1 數(shù)據(jù)口16BLK背光源負(fù)極 LCD 1602的性能指標(biāo)LCD1602可顯示兩行，每行16個(gè)字符，不能顯示漢字，內(nèi)置含128個(gè)字符的ASCII字符集字庫，只有并行接口，無串行接口。這種1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用161，162，202和402行等的模塊。1602字符型LCD的主要技術(shù)參數(shù)為：（1）顯示容量：162個(gè)字符；（2）芯片工作電壓：~；（3）工作電流2mA()不包括背光電流；（4）模塊最佳工作電壓：5V；（5）字符尺寸：(WH)mm。1602字符型LCD的基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài) 輸入：RS=L，R/W=H，E=H 輸出：D0~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，R/W=H，E=H 輸出：無 寫指令 輸入：RS=L，R/W=L，D0~D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)寫指令 輸入：RS=H，R/W=L，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。液晶顯示模塊有80個(gè)字節(jié)的顯示緩沖區(qū)，分兩行，地址分別為00H～27H，40H～67H，它們實(shí)際顯示位置的排列順序跟LCD的型號(hào)有關(guān)。 000102030405060708090A0B0C0D0E0F10…27404142434445464748494A4B4C4D4E4F50…67 LCD1602的顯示地址與實(shí)際顯示位置的關(guān)系當(dāng)向圖中的00~0F、40~4F地址中任一處寫入顯示數(shù)據(jù)時(shí)，液晶都可立即顯示出來，當(dāng)寫入到10~27或50~67地址處時(shí)，必須通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可顯示正常 [6]。 LCD1602與單片機(jī)的連接1602液晶顯示模塊可以和單片機(jī)AT89C51直接接口，RS、R/、D0~~，VO口接一個(gè)滑動(dòng)電阻用于手動(dòng)調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度，VSS和BLK都接地，VDD接電源來給液晶供電，而BLA接+5V使背光亮，也可以在中間加一個(gè)滑動(dòng)變阻器來調(diào)節(jié)背光的亮