【正文】 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片機(jī)芯片中， ATMEL 公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)如下： ? 與 MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器 ? 1000 次擦寫周期 ? 的工作電壓范圍 ? 全靜態(tài)工作模式： 0HZ33MHZ ? 三級程序加密鎖 ? 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ? 2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ? 6個(gè)中斷源 ? 全雙工串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 ? 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) ? 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 10 ? 掉電標(biāo)示和快速編程特性 ? 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP字節(jié)或頁寫模式） （ 2） AT89S51 的引腳圖 圖 2 AT89S51 引 腳 圖 實(shí) 物 圖 （ 3）主要管腳說明 P0口： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 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)可作為輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)?內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 11 P1 口中 , 引腳的第二功能 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVE @DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX @Ri 指令）時(shí)， P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR））區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 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 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，如下表所示： 單 片 機(jī)直 流 電 源輸 入 鍵 盤方 波 輸 出三 角 波 輸 出正 弦 波 輸 出顯 示 器 EA/VPP： 外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)所存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(chǔ)器中的指令 。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 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 。 （ 4）存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 12 MCS51 單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開的結(jié)構(gòu)，均具有 64K 外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。 （ ）程序存儲(chǔ)器（ ROM）： 如果 EA 引腳接地（ GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。 在 AT89S51,假如 EA接至 VCC（電源 +），程序首先執(zhí)行地址從 0000HFFFFH（ 4KB）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，再執(zhí)行地址為 1000HFFFFH（ 60KB）的外部程序存儲(chǔ)器。 （ ）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S51 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 。 軟硬件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中比不可少的，為了滿足功能和指標(biāo)要求，現(xiàn)分配資源如下： 1. 晶振采用 12MHZ。 2. 內(nèi)存分配： P0 口與 DAC0832 的 DI0DI7 數(shù)據(jù)輸入； P1 口的 ~ 分別與四個(gè)按鍵相連，分別控制相應(yīng)波形的輸出，每輸出一個(gè)波形，點(diǎn)亮對應(yīng)的 LED燈端相連； P2 口與 DAC0832 的輸入寄存器選擇信號(hào) CS,輸入寄存器寫選通信號(hào)WR1 及 DAC 寄存器寫選通 WR2 和數(shù)據(jù)傳送信號(hào) XFER。 （ 1） AT89S51的晶振及其連接方法 CPU 工作時(shí)必須要有個(gè)時(shí)鐘脈沖，有兩種方法可以向 AT89S51 提供時(shí)鐘脈沖： 第一：外部時(shí)鐘方式 。使用外部電路始終給 AT89S51 提供時(shí)鐘脈沖如右圖 13 圖 3晶振電路 第二：內(nèi)部時(shí)鐘方式。 使用晶振利用 AT89S51 內(nèi)部電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖如左圖。我們一般使用這種方式。 AT89S51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振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)成自激振蕩 器 外接石英晶體及電容 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 CC2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦使用 30pF+/10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF+/10PF。 （ 2）復(fù)位電路 使 CPU 開始工作的方法就是給 CPU 一個(gè)復(fù)位信號(hào)，復(fù)位信號(hào)結(jié)束后， CPU 從程序存儲(chǔ)器“ 0000H”開始執(zhí)行程序。 AT89S51 高電平復(fù)位，復(fù)位的方式一般有三種： 第一：上電復(fù)位。接通電 源時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。 第二：手動(dòng)復(fù)位。設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕，當(dāng)操作者按下按鈕時(shí)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 第三：自動(dòng)復(fù)位。設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)滿足某一條件時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 圖 4 為最簡單的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位方法。 89S51 14 圖 4 AT89S51的 晶振 復(fù)位電路 （ 1） D/A轉(zhuǎn)換電路 （ ） DAC0832基本介紹 DAC0832 是雙列直插式 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉(zhuǎn)換。其主要參數(shù)如下： 分辨率為 8 位 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 1μ s 滿量程誤差為177。 1LSB 參考電壓 為 (+10～ 10)V 供電電源為 (+5～ +15)V 邏輯電平輸入與 TTL 兼容 （ ） DAC0832引腳圖 圖 5 DAC0832 引腳圖 (1)DI7～ DI0 ： 8位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7為最高位。 (2)IOUT1 ：模擬電流輸出端 1，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC寄存器中數(shù)據(jù) 全為 0時(shí)，輸出電流為 0。 (3)IOUT2 ：模擬電流輸出端 2， IOUT2與 IOUT1的和為一個(gè)常數(shù)，即 IOUT1＋ IOUT2＝常數(shù)。 (4)RFB ：反饋電阻引出端， DAC0832 內(nèi)部已經(jīng)有反饋電阻，所以 RFB端可以直接接到外部運(yùn)算放大器的輸出端，這樣相當(dāng)于將一個(gè)反饋電阻接在運(yùn)算放大器的輸出端和輸入端之間。 (5)VREF ：參考電壓輸入端，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，它決定 0 至 255 15 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度， VREF 范圍為 (+10～ 10)V。 VREF 端與 D/A內(nèi)部 T形電阻網(wǎng)絡(luò)相連。 (6)Vcc ：芯片供電電壓，范圍為 (+5~ 15)V。 (7)AGND ：模擬量地，即模擬電路接地端。 (8)DGND ：數(shù)字量地。 （ ）內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 6 DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖分析： 在 DAC0832 中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為 ILE，第二級鎖存器稱為 DAC 寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào) XFER。當(dāng) ILE 為高電平，片選信號(hào) /CS 和寫信號(hào) /WR1 為低電平時(shí)，輸入寄存器控制信號(hào)為 1，這種情況下，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化。此后，當(dāng) /WR1 由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)成為低電平，此時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù) DB 的變化而變化。 對第二級鎖存來說，傳送控制信號(hào) /XFER 和寫信號(hào) /WR2 同時(shí)為低電平時(shí)，二級鎖存控制信號(hào)為高電平， 8 位的 DAC 寄存器的輸出隨輸入而變化，此后，當(dāng) /WR2 由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，于是將輸入寄存器的信息鎖存到 DAC 寄存器中。 輸 入鎖 存 器D A C寄 存 器D / A轉(zhuǎn) 換 器D I 7 ～ D I 0I L EC SW R 1W R 2X F E RV R E FI O U T 2I O U T 1R f bA G N DV C Camp。amp。amp。L E 1 L E 2 16 （ ） DAC0832的工作方式 （ ）單緩沖工作方式 此方式是使兩個(gè)寄存器中任一個(gè)處于直通狀態(tài)，另一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)或兩個(gè)寄存器同步受控。一般的做法是將 WR1 和 XFER 接數(shù)字地，使 DAC 寄存器處于直通狀態(tài)。另外把 ILE接高電平， CS 接端口地址譯碼信 號(hào)， WR1 接 CPU 系統(tǒng)總線的 IOW 信號(hào)，這樣便可通過執(zhí)行一條輸出指令，選中該端口，使 CS和 WR1 有效，從而啟動(dòng) D／ A 轉(zhuǎn)換。 圖 7 單緩沖工作單極性方式電路連接 雙極性模擬輸出電壓 ： 圖 8 單緩沖工作雙極性方式電路連接 （ ） 雙緩沖工作方式 雙緩沖方式的一大用途是數(shù)據(jù)接收和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換可以異步進(jìn)行，即在對某數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，能進(jìn)行下一數(shù)據(jù)的接收，以提高轉(zhuǎn)換速率。這時(shí)，可將 ILE 接高電平， WR1 和 WR2 接8 0 C 5 1P 2 . 7P 0W RC SX F E RW R 1W R 2I L EV C C+ 5 V+R f bV ODAC0832I O U T 1I O U T 21 k Ω1 M ΩD I 0D I 7D G N DV S SV R E F+ 5 V+R f bV O U TDAC0832I O U T 1I O U T 22 RD I 0D I 7D G N D+V D2 RRA 1A 2A G N D偏 移 碼 17 CPU 的 IOW， CS和 XFER 分別接兩個(gè)不同的 I／ O地址譯碼信號(hào) 。 圖 9雙緩沖工作方式電路連接 （ ）直通工作方式 當(dāng) DAC0832 芯片的片選信號(hào)、寫信號(hào)、及傳送控制信號(hào)的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號(hào) ILE引腳接＋ 5V 時(shí)， DAC0832 芯片就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入 DAC 寄存器，進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 () 工作原理 DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、 8 位 DAC 寄存器、 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。 8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制； 8 位 DAC 寄存器用于存放 待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制； 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制 2 個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。