【正文】 用三色 LED 和數(shù)碼管模擬，比較簡單，所以在此不作詳盡敘述。下面主要敘述單片機主控電路、直流電源的組成及其原理。 一、 單片機 介紹及 主控電路 單片機的發(fā)展及 元器件 介紹 11 單片機的發(fā)展 單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。通常，單片機由單塊集成電路芯片構成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和 I/O 接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴?部設備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。 單片機的發(fā)展分為 4 個階段： 第一階段（ 1974—76 年）：單片機初級階段。因為受工藝限制，單片機采用單片的形式而且功能比較簡單。例如美國仙童公司生產(chǎn)的 F8 單片機，實際上只包括了 8位 CPU， 64 個字節(jié)的 RAM 和 2 個并行接口 第二階段（ 1976—78 年）：低性能單片機階段。以 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS——48系列單片機為代表，該系列單片機片內(nèi)集成有 8 位 CPU， 8 位定時器 /計數(shù)器，并行I/O 接口， RAM 和 ROM 等，但是最大的缺點就是無串行接口，中斷處 理比較簡單而且片內(nèi) RAM 和 ROM 容量較小，且尋址范圍不大與 4KB。 第三階段（ 1978—83）高性能單片階段這個階段推出的單片機普遍帶有串行接口。多級中斷系統(tǒng)， 16位定時器 /計數(shù)器，片內(nèi) ROM， RAM容量加大，且尋址范圍可達 64KB， 有的片內(nèi)還帶有 A/D 轉換器。 第四階段（ 1983 年至今） 8 位單片機鞏固發(fā)展以及 16 位單片機， 32 位單片機推出階段。此階段的主要特征是：一方面發(fā)展 16 位單片機， 32 位單片機及專用型單片機；另一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其結構，增加片內(nèi)器件，以滿足不同的客戶要求。 12 單片機概述 單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡 稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。 通常，單片機由單塊集成電路芯片構成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和 I/O 接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。 單片機經(jīng)過 3 代的發(fā)展，目前單片機正朝 著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。 13 元 器件介紹 AT89C51 單片機內(nèi)部結構 AT89C51 是 MCS51 系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 AT89C51 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的 工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) AT89C51 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。 程序存儲器 (ROM)： AT89C51 共有 4096 個 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時 /計數(shù)器 (ROM)： AT89C51 有兩個 16 位的可編程定時 /計 數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。 并行輸入輸出 (I/O)口： AT89C51 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： AT89C51 內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： AT89C51 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 時鐘電路： AT89C51 內(nèi)置最高頻率達 12MHz 的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但 AT89C51 單片機需外置振蕩電容。 單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結構，即普林斯頓 (Princeton)結構。 INTEL 的 MCS51 系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用普林斯頓結構。 MCS51 系列單片機的內(nèi)部結構示意 如圖 1： 圖 1 單片機內(nèi)部結構 單片機主控電路的主要元件是 AT89C51，其外型如圖 2： AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理 器和 Flash