【文章內(nèi)容簡介】 ZILOG、 Motorola 和 Intel 在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。 20 世紀(jì) 80 年代初， Intel 公司在 MCS48 系列單片機的基礎(chǔ)上，推出了 MCS51系列 8位高檔單片機。 MCS51系列單片機無論是片內(nèi) RAM 容量，I/O口 功能，系統(tǒng)擴展方面都有了 很大的提高 。 典型的單片機產(chǎn)品 Intel 是最早推出單片機的公司之一 ,主要有 MCS4 MCS51 系列 8位單片機和 MCS96 系列的 16位單片機 。在二十世紀(jì)八、 九十年代 MCS51和 MCS96曾經(jīng)是我國最流行的單片機 ,得到最廣泛的應(yīng)用 .國內(nèi)具有很多型號的 51/96 仿真器 ,至今仍有不少的用戶 。 這幾年 Intel 公司注重于奔騰系列的微處理器 ,高檔嵌入式系統(tǒng)等的開發(fā) 沒有推出新的單片， 而 ATMEL 公司有很多和 MCS51 兼容的高性能單片機 。 Motorola 公司主要有 MC68HC0 MC68HC1 MC68HC08 系列的 8 位單片機 ,MC68C1 MC68HC16 系列 16 位單片機 .MC68HC908 是新型的 FLASH 型單片機 ,功能強 ,型號多 ,又有國產(chǎn)的廉價仿真器的支持 ,在我國得到了廣泛應(yīng)用 。 東芝公司主要有 TLCS870、 TLCS870/X、 TLCS870/C 等系列的 8位單片機 ,TLCS900系列的 16位單片機 ,這些單片機是近幾年推出的新型單片機 ,功能強 、 可靠性高 ， .國內(nèi)推出了 tlcs870、 tlcs870/c 系列單片機的廉價開發(fā)工具 (STFB 和 STF870/C)， 使這兩個系列的單片機引起國內(nèi)用戶的重視，近兩年來開始流行，特別是在家用電器領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 9 世界上其他的半導(dǎo)體公司，如美國的國際半導(dǎo)體，日本的日立、三菱、NEC、富士通公司、韓國的三星公司、荷蘭的 Philips 公司等都有他們的單片機系列產(chǎn)品。從應(yīng)用的角度看，各個公司的新型單片機的結(jié)構(gòu)和功能大體上相似，從應(yīng)用的廣度看， 8位單片機應(yīng)用最廣泛。在開發(fā)一個應(yīng)用產(chǎn)品時，選用哪一個型號的單片機取決于開發(fā)成本、生產(chǎn)成本以及是否有廉價的開發(fā)工具的支持。 、 10 第二章 單片機芯片的簡介 MCS51 芯片簡介 AT89S51 是 MCS51系列單片機的典型產(chǎn)品， 它是 一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51 具有如下特點： 40個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 其管腳圖如圖 1所示； 圖 1 AT89S51 的引腳圖 11 現(xiàn)在我們 對 AT89S51的 40 個 管 腳 的功能 加以 說明： 1．主電源引腳 VCC： 電源電壓輸入端。 GND： 電源地。 P0口 ： P0 口為一個 8 位漏級 開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為 高阻 輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 89C51 的 P0、 P P P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。除了 P1 口外 P0、 P P3口都還有其他的功能 。 RST： 復(fù)位輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG： 地址鎖存允許 /編程脈沖信號端。當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲 器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 PSEN： 外部程序存儲器的選通信號，低電平有效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：外部程序存儲器訪問允許。當(dāng) EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時， EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1： 片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2： 片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端 。 /輸出引腳 AT89S51 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3口，每 個口有 8位（ 8根引腳），共 32 根。每一根引腳都可以編程，比如用來控制電機、交通燈、霓虹燈等，開發(fā)產(chǎn)品時就是利用這些可編程引腳來實現(xiàn)我們想要的功能 。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 12 經(jīng)過對 AT89S51和之前的 MCS51 系列單片機的比較，以下是其 主要性能特點 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器； 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 5 個 中斷優(yōu)先級 、 2 層 中斷嵌套 中斷； 6 個中斷源； 2 個 16 位可編程 定時器 /計數(shù)器 ； 2 個全雙工串行通 信口； 看門狗 （ WDT）電路； 片內(nèi) 振蕩器 和 時鐘電路 ； 與 MCS51 兼容； 1全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； 1三級程序存儲器保密鎖定； 1可編程串行通道； 1低功耗的閑置和掉電模式 ； 看門狗（ WDT）電路的主要是實現(xiàn)復(fù)位功能 ， 當(dāng)單片機運行出現(xiàn)死循環(huán)時 ,看門狗（ WDT）電路可以起保護(hù)功能 ,實現(xiàn)復(fù)位作用 。 數(shù)碼管 數(shù)碼管分類 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個 發(fā)光二極管 單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個 “8” 可分為 1位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指 將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM接到地線 GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) LED 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8” 字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。 led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于 3位 “+1” 型。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等 .... led數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖 2 是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們 13 的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。 led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。 SM220501K 是一個兩位數(shù)共陰極的數(shù)碼管 ,a,b,c,d,e,f,g,就是數(shù)碼管的段碼 dip 就是數(shù) 碼管的小數(shù)點， 1 10 為位選信號。例如 :如果給 b,c送高電平 ,11接地 ,左邊的數(shù)碼管會顯