【正文】 的情況，如運(yùn)行主程序、數(shù)據(jù)的輸入和輸出，定時(shí)/和計(jì)數(shù)時(shí)間已到要處理、可能還有一些外部的更重要的中斷請求（如超溫超壓）要先處理。 由于 TL0 既能作定時(shí)器也能作計(jì)數(shù)器使用，而 TH0 只能作定時(shí)器使用而不能作計(jì)數(shù)器使用，因此在方式 3 模式下，定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 可以構(gòu)成二個(gè)定時(shí)器或者一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)計(jì)數(shù)器。其中 TL0 既可以作計(jì)數(shù)器使用，也可以作為定時(shí)器使用，定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的各控制位和引腳信號全歸它使用。例如我們可以通過這樣的計(jì)數(shù)方式產(chǎn)生中斷，從而產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的脈沖。 圖 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式 2 等效電路程序初始化時(shí)，給 TL0 和 TH0 同時(shí)賦以初值，當(dāng) TL0 計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位TF0 的同時(shí)把預(yù)置寄存器 TH0 中的初值加載給 TL0，TL0 重新計(jì)數(shù)。 如果單片機(jī)的晶振選為 ，則最小定時(shí)時(shí)間為： [213—（2 16—1）] 1/610 612=2106(s)=2(us) (216—0) 1/610612=131072106(s)=131072(us)。 如果單片機(jī)的晶振選為 ，則最小定時(shí)時(shí)間為： [213—（2 13—1）] 1/610 612=2106(s)=2(us) (213—0) 1/610612=16384106(s)=16384(us)。而 TR0=0，則斷開模擬開關(guān)，停止計(jì)數(shù)，定時(shí)/計(jì)數(shù)不能工作。不管是哪種工作方式，當(dāng) TL 的低 5 位溢出時(shí)，都會向 TH 進(jìn)位，而全部 13 位計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，則會向計(jì)數(shù)器溢出標(biāo)志位 TF0 進(jìn)位。當(dāng) =0 時(shí)，多路開關(guān)接通振蕩脈沖的 12 分頻輸出，13 位計(jì)數(shù)器以次進(jìn)行計(jì)數(shù)。特殊功能寄存器 TMOD 控制定時(shí)寄存器的工作方式，TCON 則用于控制定時(shí)器 T0 和 T1 的啟動和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)管理定時(shí)器 T0 和 T1 的溢出標(biāo)志等。而作為 I/O 口線輸入端時(shí)，取自三態(tài)緩沖器的輸出端。 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通(WR) 外中斷 0(INT0) P3 口的輸入輸出及 P3 口鎖存器、中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和特殊功能寄存器有關(guān)，P3 口的第一功能和 P1 口一樣可作為輸入輸出端口，同樣具有字節(jié)操作和位操作兩種方式，在位操作模式下，每一位均可定義為輸入或輸出。其二是：讀 P1 口線狀態(tài)時(shí)，打開三態(tài)門 G2,將外部狀態(tài)讀入 CPU。參考圖 圖 8051 的復(fù)位方式 圖 P2 口鎖存器和緩沖器結(jié)構(gòu) MSC51 單片機(jī)輸入輸出口8051 有 4 組 8 位 I/O 口：P0、PP2 和 P3 口，PP2 和 P3 為準(zhǔn)雙向口，P0 口則為雙向三態(tài)輸入輸出口，下面我們分別介紹這幾個(gè)口線：9 腳: RESET/V PD 復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 第三章 硬件電路設(shè)計(jì)3．1 MSC51 單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 3．1．1 MSC 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘電路： 8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。全雙工串行口： 8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)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(dāng)同步移位器使用。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)： 8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。數(shù)據(jù)存儲器(RAM)： 8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個(gè)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，用戶能使用的的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時(shí)/計(jì)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。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是對于我們學(xué)生來說，易于查找出錯(cuò)誤，各個(gè)模塊之間相互不影響，易于修改，便于程序的調(diào)用。熟悉回顧Protel的運(yùn)用，并使用Protel繪制出基本的電路圖。2．1 簡述系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程用戶提出任務(wù)開始，以芯片為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，到最后完成任務(wù)，大致可以分為：一 確定任務(wù)，總體設(shè)計(jì)由于是實(shí)際問題，要考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、可維護(hù)性以及成本、經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，擬定出合理可行的技術(shù)性能指標(biāo)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。 現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51 為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公司的產(chǎn)品，ATMEL 公司的產(chǎn)品和中國臺灣的 Winbond 系列單片機(jī)。 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將 LCD(液晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有： CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW 左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。美國 Microchip 公司發(fā)布了一種完全不兼容 MCS51的新一代 PIC 系列單片機(jī)，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，特別它的產(chǎn)品只有 33 條精簡指令集吸引了不少用戶，使人們從 INTEL 的 111 條復(fù)雜指令集中走出來。類似的單片機(jī)還有 Zilog 公司的 Z80微處理器。特別是近 20 年時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國防和航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊中得到。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動根據(jù)外界的光的強(qiáng)度啟動。在實(shí)際應(yīng)用中最為廣泛使用。關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 80c51 燈光控制 Abstract High buildings now in people39。摘 要高建筑物如今在人們生活中處處可見，而高建筑物夜間閃爍燈以其鮮明的裝飾美化作用在城市里發(fā)揮著重要作用。本課題主要應(yīng)用 80c51 來實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)具有體積小、更能強(qiáng)、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)、目前爭議前所未見的速度取代者傳統(tǒng)電子線路構(gòu)成的經(jīng)典系統(tǒng)、蠶食著傳統(tǒng)數(shù)字電路與模擬電路固有的領(lǐng)地，它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，微型單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷幾代，各種實(shí)用型的單片機(jī)也層出不窮，其中以目前來看，MSC51 最為經(jīng)典實(shí)用，為當(dāng)今的單片機(jī)的主流機(jī)型。來實(shí)現(xiàn)燈的亮滅。1. 2 單片機(jī)的概述與發(fā)展1．2．1 單片機(jī)簡介單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，只讀程序存儲器(ROM)，輸入輸出電路(I/O 口)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動電路(LCD 或 LED 驅(qū)動電路)，脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用戶要使用某種單片機(jī)，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。要利用某型號單片機(jī)開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的。1．2．2 單片機(jī)的發(fā)展概述1946 年第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生至今，只有 50 年的時(shí)間，依靠微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，從電子管——晶體管——集成電路——大規(guī)模集成電路，現(xiàn)在一塊芯片上完全可以集成幾百萬甚至上千萬只晶體管，使得計(jì)算機(jī)體積更小，功能更強(qiáng)。 20 世紀(jì) 70 年代，微電子技術(shù)正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時(shí)期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機(jī)仍處在初級的發(fā)展階段，元件集成規(guī)模還比較小，功能比較簡單，一般均把 CPU、RAM 有的還包括了一些簡單的I/O 口集成到芯片上，象 Farichild 公司就屬于這一類型，它還需配上外圍的其他處理電路方才構(gòu)成完整的計(jì)算系統(tǒng)。 九十年代以后，單片機(jī)獲得了飛速的發(fā)展，世界各大半導(dǎo)體公司相繼開發(fā)了功能更為強(qiáng)大的單片機(jī)。1．2．3 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)在可以說單片機(jī)是百花齊放，百家爭鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從 8 位、16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中 SMD(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。此外還有 MOTOROLA 公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。在本章中，簡單的說明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程。原則上，能夠用軟件來完成的任務(wù)，就盡量用軟件來實(shí)現(xiàn)，降低硬件的成本，簡化硬件結(jié)構(gòu)二 硬件電路設(shè)計(jì)首先了解設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的功能與原理與組成，研究資料形成本次設(shè)計(jì)的初步方案。其中心思想是將一個(gè)一個(gè)功能較多、程序量較大的程序整體按其功能劃分成若干個(gè)相對獨(dú)立的程序段，分別進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)與測試查錯(cuò)，最終在連接為一個(gè)程序整體。 MCS51系列單片機(jī)主要包括8038051和8751等通用產(chǎn)品，其主要功能如下： 8位CPU 4kbytes 程序存儲器(ROM) 128bytes的數(shù)據(jù)存儲器(RAM) 32條I/O口線 111條指令，大部分為單字節(jié)指令 21個(gè)專用寄存器 2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級 一個(gè)全雙工串行通信口 外部數(shù)據(jù)存儲器尋址空間為64kB 外部程序存儲器尋址空間為64kB 邏輯操作位尋址功能 雙列直插40PinDIP封裝 單一+5V電源供電8051是MCS51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 明確了設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)方向。外部管腳圖如圖 所然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)，8051 的初始態(tài)如下表 ：8051 的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖 , 此外，RESET/V PD 還是一復(fù)用腳，Vcc 掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。它們一起可以作為外部地址總線，P0 口身兼兩職，既可作為地址總線，也可作為數(shù)據(jù)總線。需要說明的是，作為輸入口使用時(shí)，有兩種情況，其一是：首先是讀鎖存器的內(nèi)容，進(jìn)行處理后再寫到鎖存器中，這種操作即讀修改寫操作，象 JBC(邏輯判斷)、CPL(取反)、INC(遞增)、DEC(遞減)、ANL(與邏輯)和 ORL(邏輯或)指令均屬于這類操作。由于第二功能信號有輸入輸出兩種情況，我們分別加以說明。 串行輸出口(TXD) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入口(T1) 對于第二功能為輸入的信號引腳，在口線上的輸入通路增設(shè)了一個(gè)緩沖器，輸入的第二功能信號即從這個(gè)緩沖器的輸出端取得。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)如圖 所示，定時(shí)器 T0 特性功能寄存器 TL0（低 8 位）和 TH0（高 8 位）構(gòu)成，定時(shí)器 T1 由特性功能寄存器 TL1（低 8 位）和 TH1（高 8 位）構(gòu)成。MCS51 的定時(shí)/計(jì)數(shù)器共有四種工作方式，將在下面進(jìn)行詳細(xì)說明（1）工作方式 0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的工作方式 0 電路邏輯結(jié)構(gòu)見圖 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 與其完全一致） ，工作方式 0 是 13 位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由 TH 的全部8 位和 TL 的低 5 位構(gòu)成，TL 的