【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 學(xué) 部 ： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 附 件： ； 。 完成日期： 201 年 月 日 AT89C51 的概況 1 AT89C51 應(yīng)用 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于商業(yè)：諸如調(diào)制解調(diào)器，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，空調(diào)控制系統(tǒng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和其他一些領(lǐng)域。這些單片機(jī)的高速處理速度和增強(qiáng)型外圍設(shè)備集合使得它們適合于這種高速事件應(yīng)用場(chǎng)合。然而，這些關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域也要求這些單片機(jī)高度可靠。健壯的測(cè)試環(huán)境和用于驗(yàn)證這些無論在元部件層次還是系統(tǒng)級(jí)別的單片機(jī)的合適的工具環(huán)境保證了高可靠性和低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。 Intel 平臺(tái)工程部門開發(fā)了一種面向?qū)ο蟮挠糜隍?yàn)證它的 AT89C51 汽車單片機(jī)多線性測(cè)試環(huán)境。這 種環(huán)境的目標(biāo)不僅是為 AT89C51 汽車單片機(jī)提供一種健壯測(cè)試環(huán)境，而且開發(fā)一種能夠容易擴(kuò)展并重復(fù)用來驗(yàn)證其他幾種將來的單片機(jī)。開發(fā)的這種環(huán)境連接了AT89C51。本文討論了這種測(cè)試環(huán)境的設(shè)計(jì)和原理，它的和各種硬件、軟件環(huán)境部件的交互性，以及如何使用 AT89C51。 介紹 8 位 AT89C51 CHMOS 工藝單片機(jī)被設(shè)計(jì)用于處理高速計(jì)算和快速輸入 /輸出。 MCS51 單片機(jī)典型的應(yīng)用是高速事件控制系統(tǒng)。商業(yè)應(yīng)用包括調(diào)制解調(diào)器，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，打印機(jī)，影印機(jī)，空調(diào)控制系統(tǒng)，磁盤驅(qū)動(dòng)器和醫(yī)療設(shè)備。汽車工 業(yè)把 MCS51 單片機(jī)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，懸掛系統(tǒng)和反鎖制動(dòng)系統(tǒng)。 AT89C51 尤其很好適用于得益于它的處理速度和增強(qiáng)型片上外圍功能集，諸如：汽車動(dòng)力控制，車輛動(dòng)態(tài)懸掛，反鎖制動(dòng)和穩(wěn)定性控制應(yīng)用。由于這些決定性應(yīng)用，市場(chǎng)需要一種可靠的具有低干擾潛伏響應(yīng)的費(fèi)用 效能控制器，服務(wù)大量時(shí)間和事件驅(qū)動(dòng)的在實(shí)時(shí)應(yīng)用需要的集成外圍的能力，具有在單一程序包中高出平均處理功率的中央處理器。擁有操作不可預(yù)測(cè)的設(shè)備的經(jīng)濟(jì)和法律風(fēng)險(xiǎn)是很高的。一旦進(jìn)入市場(chǎng)，尤其任務(wù)決定性應(yīng)用諸如自動(dòng)駕駛儀或反鎖制動(dòng)系統(tǒng)，錯(cuò)誤將是財(cái)力上所禁止的。 重新設(shè)計(jì)的費(fèi)用可以高達(dá) 500K 美元，如果產(chǎn)品族享有同樣內(nèi)核或外圍設(shè)計(jì)缺陷的話，費(fèi)用會(huì)更高。另外，部件的替代品領(lǐng)域是極其昂貴的，因?yàn)樵O(shè)備要用來把模塊典型地焊接成一個(gè)總體的價(jià)值比各個(gè)部件高幾倍。為了緩和這些問題，在最壞的環(huán)境和電壓條件下對(duì)這些單片機(jī)進(jìn)行無論在部件級(jí)別還是系統(tǒng)級(jí)別上的綜合測(cè)試是必需的。 Intel Chandler 平臺(tái)工程組提供了各種單片機(jī)和處理器的系統(tǒng)驗(yàn)證。這種系統(tǒng)的驗(yàn)證處理可以被分解為三個(gè)主要部分。系統(tǒng)的類型和應(yīng)用需求決定了能夠在設(shè)備上執(zhí)行的測(cè)試類型。 AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 4k 字節(jié) FLASH 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O 口線， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器 及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51 降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式體制 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器體制工作并禁止其他所有不見工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 Vcc：電源電壓 GND：地 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。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)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。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) 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)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?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（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接受低 8 位地址。 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)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)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?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（ IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @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（例如執(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 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P2 也接收高位地址和其他控制信號(hào)。 P3 口： P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)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)可作輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?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（ IIL）。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 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。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振 蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí) 目的。要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 PSEN：程序存儲(chǔ)允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通型號(hào)，當(dāng) 89C51 由外部存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）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，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。 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 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 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（接 Vcc 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用 12v 編程電壓 Vpp。 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。 89C51 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，振蕩電路參見圖 5。外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)電容 C C2 雖沒有十分嚴(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，我們推薦電容使用 30Pf177。 10 Pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40Pf177。 10Pf。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這種情況下，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。 掉電模式： 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 Vcc 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 89C51 的程 序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字符，要對(duì)整個(gè)芯片的 EPROM 程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用片擦除的方法將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清楚。 2 編程方法 編程前，設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的 — （ 11 位地址范圍為 0000H—— 0FFFH），數(shù)據(jù)從 P0口輸入，引腳 、 和 、 的電平設(shè)置見表 6， PSEB 為低電平， RST保持高電平， EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG引腳輸入 編程脈沖（負(fù) 脈沖）。編程時(shí)，可采用 4— 20MHz 的時(shí)鐘振蕩器， 89C51 編程方法如下：在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。激活相應(yīng)的控制信號(hào)。在高電壓編程方式時(shí)，將 EA/Vpp 端加上 +12v 編程電壓。每對(duì) Flash 存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè) ALE/PROG 編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù) 1— 5 步驟，知道全部文件編程結(jié)束。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，通常約為 。數(shù)據(jù)查詢 89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測(cè)一個(gè)寫周 期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需要讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ）是原來寫入字節(jié)的最高位的反碼。寫周期開始后，可在任意時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。 : 字節(jié)編程的進(jìn)度可通過 Ready/Busy 輸出信號(hào)檢測(cè)，編程期間， ALE 變?yōu)楦唠娖健?H”后 （ Ready/Busy）端被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編