【文章內(nèi)容簡介】 總線結(jié)構(gòu)，以前芯片間接線繁瑣，這樣就使得單片機內(nèi)部連線大大縮減，使得單片機在惡劣的環(huán)境中，表現(xiàn)出較強的抗干擾能力與工作的穩(wěn)定性。 （ 3）工作時候功耗低、工作電壓低，體積小可以生產(chǎn)攜帶方便產(chǎn)品。 （ 4）為了滿足用戶的要求單品將具有較強的控制功能，它內(nèi)部帶有有 CPU、以及各種轉(zhuǎn)移指令。 （ 5）由于 51單片機 系統(tǒng)的不斷規(guī)范、完善、兼容性強等特點，比較便于形成各種應(yīng)用系統(tǒng)。 電源引腳 VCC（ 40腳）： 52單片機接入 +5V電源。 GND（ 20腳）：接地。 時鐘引腳 XTAL1:與外部石英晶體的引腳相接，其內(nèi)部構(gòu)造是反向放大器的輸入端。 XTAL2：與外部石英晶體的另一引腳相接，其內(nèi)部構(gòu)造是反向放大器的輸出端。 控制引腳 RESET： 52單片機的復(fù)位引腳，并且只有高電平有效。要想完成復(fù)位操作，需要在對 RST引腳引入高電平并且保證高電平時間多于兩個時鐘周期。 EA/Vpp：只有 EA的引腳接到低電平才會動作，它可以對外 部存儲器進行訪問。此引腳的第二個功能是 Vpp，對 8751單片機寫程序固化時，在輸入端加入 +12或 +21V高電壓， 51單片機只要加入 +5或 +12V電壓。 ALE/PROG：地址鎖存信號表示為 ALE，當控制器進行工作時，它的引腳會持續(xù)輸送正脈沖信號。 P0口：我們通常把 ～ 8個引腳端口稱作 P0口，它是準雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 8個 TLS負載驅(qū)動。 P1口：我們通常把 ～ 8個引腳端口稱作 P1口，它是準雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個 TLS負載驅(qū)動。 P2口：我們通常把 ～ 8個引腳端口稱作 P2口，它是準雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個 TLS負載驅(qū)動。 P3口：我們通常把 ～ 8個引腳端口稱作 P2口，它是準雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個 TLS負載驅(qū)動。 8 E A / V P31X119X218R E S E T9P 3 7 / R D17P 3 6 W R16P 3 2 / IN T 012P 3 3 / IN T 113P 3 4 / T 014P 3 5 / T 115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30P 3 1 / T X D11P 3 0 / R X D10GND20V C C40U1S T C 8 9 C 5 2 圖 2 單片機的引腳圖 最小系統(tǒng)設(shè)計 最小系統(tǒng)用到 52單片機的復(fù)位、時鐘、電源等部件，而且可以讓它一直處在良好的運行狀態(tài)。單片機的正常運行，時鐘、電源電路是不可缺少的。它能讓最小系統(tǒng)變成應(yīng)用系統(tǒng)的重要部分，如果對 其進行 A/D擴展、存儲器擴展等，就能讓單片機完成繁雜的功能。 設(shè)計出租車計價系統(tǒng)的時候要把時鐘電路與復(fù)位電路和單片機相連。如圖 3所示最小系統(tǒng)。 圖 3 最小系統(tǒng)原理框圖 時鐘電路 52單片機的信號分成內(nèi)部時鐘方式與外部時鐘方式兩種方式產(chǎn)生。如圖 4所示 52單片機內(nèi)部時鐘電路。其內(nèi)部有一個振蕩電路，如果時鐘芯片的 XTAL1與 XTAL2引腳外部接時鐘電路 復(fù)位電路 51 系列單片機 I/O 接口 9 晶振，就可以形成自激振蕩器，時鐘脈沖信號才可能在單片機內(nèi)部出現(xiàn)。當電路內(nèi)部電容數(shù)值為 30pF時可以讓電路進行快速起振。本電路選用電路中電容 C1和 C2起到了快速起振與穩(wěn)定頻率的作用。本電路選用 ，可以使頻率穩(wěn)定輸出。 Y11 1 . 0 5 9 2 M H zC23 0 p FC33 0 p F1819 圖 4 STC89C52內(nèi)部時鐘電路 復(fù)位電路 任何單片機上電必須復(fù)位。對于 MCS51單片機，只需在 RET管腳加多于 10毫秒的高電平，單片機就能實現(xiàn)復(fù)位狀態(tài)。 單片機復(fù)位電路一般有兩種方式，一種是按鈕復(fù)位，另一種是上電自動復(fù)位。 在最基本的上電自動復(fù)位電路中，利用外部復(fù)位電路里的電容充電和放電來進行上電自動復(fù)位。 51單片機可以自動上電復(fù)位只要 Vcc上升時間小于 1毫秒。 此次設(shè)計用的是按 鍵手動復(fù)位。因為在上電復(fù)位失效時，按鍵手動復(fù)位非常重要。 R11 0 kC11 0 u FS4V C C9 圖 5 STC89C52 復(fù)位電路 時鐘模塊 DS1302 性能簡介 Dallas 公司 產(chǎn)出了 DS1302 實時時鐘芯片。 該芯片有多種計時功能，可以顯示時間、月份等信息。 DS1302 芯片包含備用電源 ， 如果主電源在意外情況下關(guān)閉，它還可以保證時鐘的繼續(xù)運行 。 DS1302 內(nèi)主要 包含 移位 震蕩器、 寄存器、 邏輯控制 電路 。單片機與時鐘芯片傳送數(shù)據(jù)的實現(xiàn)比較容易 ，時鐘芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳排列如圖 6 所示： 10 DS1302 引腳說明： X1， X2 的晶振引腳 GND 地線 RST 復(fù)位端 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口 SCLK 串行時鐘端口 VCC1 慢速充電引腳 VCC2 電源引腳 圖 6 DS1302管腳圖 DS1302 接口電路設(shè)計 1 時鐘芯片 DS1302 的接 口電路及工作原理： 圖 7 DS1302與 MCU接口電路 DS1302 接口電路如圖 7所示，圖中后備電源由 Vcc1 表示，主電源由 Vcc2 表示。VCC1 不僅能夠供出低電壓，而且在單電源和電池供電系統(tǒng)中也可以充當?shù)凸β氏到y(tǒng)的電池備份。雙電源的主電源由 VCC2 提供，為了在無主電源的情形下能夠存儲數(shù)據(jù)和時間信息，需要把 VCC1 接到備份電源上。 誰為時鐘供電有兩種情況，一種是 VCC2 比 VCC1 大 + 的時候，此時 VCC2 給DS1302 輸送電源。另一種是 VCC2 比 VCC1 小時， VCC1 給時鐘輸送電源。 11 每當時鐘進行 讀、寫軟件編寫程序前要恢復(fù)初始值， SCLK 端置 “ 0”， RST 端置“ 1”，加上 SCLK 脈沖； DS1302 的控制字如表 1 顯示，位 7 一定要置 1，如果置 0，DS1302 就不能進行數(shù)據(jù)的讀寫。操作單元地址由位 1至位 5 表示。如國位 0顯示為 0進行寫操作，如果位 0顯示是 1則進行讀操作。表 2列出 DS1302 相關(guān)時間、日歷寄存器的內(nèi)容：時鐘暫停標志位由“ CH”表示，如果此標志位變?yōu)?1時，時鐘會處在低功耗的運作狀態(tài)并且時鐘振蕩器會終止；如果此標志位為 0 時，時鐘便開始運行?！?WP”表示寫保護位，無論何時對時鐘與 RAM 寫操作前，“ WP”一定置于為 0。如果“ WP”為 1時，寫保護位以防對任何一個寄存器進行寫操作。 DS1302 的控制字 表 1 列出 時鐘的控制字， 當位 7為 0時，數(shù)據(jù)不能被寫入到 芯片中；操作單元地址由位 5 到位 1 表示；位 0定義為最低有效位，如國位 0顯示為 0進行寫操作，如果位 0顯示是 1則進行讀操作?？刂谱止?jié)默認從最低位開始輸出。 表 1 DS1302控制字格式 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/WR 數(shù)據(jù)輸入輸出（ I/O） 信息被寫入后的下一次 SCLK 上升沿時，信息輸入從 0 開始即從低位 。同理，在接下來的信息寫入之后的下一次 SCLK 下降沿，可以讀出 DS1302 的信息，信息從低位0 位到高位 7被讀出。如下圖 8所示。 圖 8 DS1302時鐘芯片的讀 /寫時序圖 DS1302 的寄存器 AM——— 時鐘芯片包含 12 個寄存器，當中有 7個寄存器和時鐘、日歷有關(guān)，數(shù)據(jù)位以 BCD 12 碼的形式被存放 ,它的時間、日歷寄存器以及它 的控制字見表 2。 表 2 DS1302的時間寄存器、日歷 寫寄存器 讀寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 80H 81H CH 10秒 秒 82H 83H 10分 分 84H 85H 12/24—— 0 10 時 時 AM——/PM 86H 87H 0 0 10 日 日 88H 89H 0 0 0 10月 月 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 8CH 8DH 10年 年 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 按鍵控制模塊 根據(jù)單片機鍵盤的樣式，可以把鍵盤歸為矩陣鍵盤和獨立的鍵盤：獨立鍵盤為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定采用每個 I/O 口上只能接一個按鍵，按鍵的另一頭接地或接電源（大部分接地）；雖然矩陣式鍵盤有復(fù)雜的接法程序，可是 占用較少 I/O 口。獨立式鍵盤接法由于上述優(yōu)點被用于此次設(shè)計。 獨立式鍵盤是利用 I/O 口讀取口的電平是高電平還是低電平來確定是不是有按鍵按下來實現(xiàn)的。把常開按鈕接到地面另一頭與一個 I/O 口相連， I/O 口在程序開始時候被置于高電平，空閑時沒按鍵按下，此時的 I/O 口為保護高電平。一旦有按鍵被按下時，這時 I/O 口與地面短路使 I/O 口強制變?yōu)榈碗娖?。按鍵松開后，由于上拉電阻存在于單片機內(nèi)，所以使單片機 I/O 口依然保持高電平狀態(tài)。我們只要尋找這個I/O 口的電平為高電平還是低電平就可以知道有沒有按鍵動作。 怎樣處理鍵盤的去抖動是單片機鍵盤設(shè)計的一個關(guān)鍵步驟。這里是指機械抖動的不穩(wěn)定性。這里所說的不穩(wěn)定性是在我們按下按鍵時，由于按下鍵盤力度過小導(dǎo)致按鍵沒有到達規(guī)定的臨界區(qū)，電平出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象是不可避免的，這是一種正常現(xiàn)象。由于抖動在 10 到 200 毫秒之間，雖然這種抖動太快以至于人來說實在太快，但是單片機的時鐘卻能精確分辨。用部分電路處理抖動的部分簡稱硬件去抖動。軟件軟件去抖動是避開抖動部分時間，不是簡單去抖動，而是等鍵盤安穩(wěn)后再對其處置。綜上所述我們選取軟件去抖動的方式，先搜尋按鍵，延時 20 毫秒在低電平避開抖動 ，當?shù)? 13 達延時結(jié)束時重新讀取 I/O 口的數(shù)值，如果此時數(shù)值為 1，代表低電平時間過短，不在 10 到 200 毫秒之內(nèi)，判定為干擾信號。如果此時數(shù)值為 0代表有按鈕按下，使用相關(guān)處理程序。 9所示的硬件電路： S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BGNDP 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7 圖 9 按鍵控制電路 LCD1602 顯示電路 它的顯示電路分為有背光和無背光兩類，大部分生產(chǎn)的 基控制器 型號為 HD44780，從顯示器的厚薄來看，帶背光的較厚 ， 帶不帶背光并不影響在實際中的使用 ， 二 者 大致 尺寸 差異 如下圖 10顯 示： 圖 10 1602LCD的 尺寸圖 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 14 工作電流 : () 模塊最佳工作電壓 : 字符 的 尺寸 :(WH)mm 引腳功能說明 LCD顯示電路的引腳接口如表 3所示： 表 3 液晶 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源 地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 第 1腳： VSS為地電源。 第 2腳： VDD與 +5V電源 相接 。 第 3腳： VL可以對顯示器的對比度進行調(diào)整 ， 當引腳接入正電壓時，對比度較差，當引腳與地相連時，對比度較好?？稍陔娐分薪尤腚?