【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(jī)內(nèi)部連線大大縮減，使得單片機(jī)在惡劣的環(huán)境中，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力與工作的穩(wěn)定性。 （ 3）工作時(shí)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(qiáng)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(jī) 系統(tǒng)的不斷規(guī)范、完善、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(jī)接入 +5V電源。 GND（ 20腳）：接地。 時(shí)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(jī)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(shí)間多于兩個(gè)時(shí)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(jìn)行訪問。此引腳的第二個(gè)功能是 Vpp，對 8751單片機(jī)寫程序固化時(shí)，在輸入端加入 +12或 +21V高電壓， 51單片機(jī)只要加入 +5或 +12V電壓。 ALE/PROG：地址鎖存信號表示為 ALE，當(dāng)控制器進(jìn)行工作時(shí)，它的引腳會持續(xù)輸送正脈沖信號。 P0口：我們通常把 ～ 8個(gè)引腳端口稱作 P0口，它是準(zhǔn)雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 8個(gè) TLS負(fù)載驅(qū)動。 P1口：我們通常把 ～ 8個(gè)引腳端口稱作 P1口，它是準(zhǔn)雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個(gè) TLS負(fù)載驅(qū)動。 P2口：我們通常把 ～ 8個(gè)引腳端口稱作 P2口，它是準(zhǔn)雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個(gè) TLS負(fù)載驅(qū)動。 P3口：我們通常把 ～ 8個(gè)引腳端口稱作 P2口，它是準(zhǔn)雙向的 8位 I/O口，電路中帶有上拉電阻，能夠使 4個(gè) TLS負(fù)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(jī)的引腳圖 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)用到 52單片機(jī)的復(fù)位、時(shí)鐘、電源等部件，而且可以讓它一直處在良好的運(yùn)行狀態(tài)。單片機(jī)的正常運(yùn)行，時(shí)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(jìn)行 A/D擴(kuò)展、存儲器擴(kuò)展等，就能讓單片機(jī)完成繁雜的功能。 設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的時(shí)候要把時(shí)鐘電路與復(fù)位電路和單片機(jī)相連。如圖 3所示最小系統(tǒng)。 圖 3 最小系統(tǒng)原理框圖 時(shí)鐘電路 52單片機(jī)的信號分成內(nèi)部時(shí)鐘方式與外部時(shí)鐘方式兩種方式產(chǎn)生。如圖 4所示 52單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路。其內(nèi)部有一個(gè)振蕩電路，如果時(shí)鐘芯片的 XTAL1與 XTAL2引腳外部接時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 51 系列單片機(jī) I/O 接口 9 晶振，就可以形成自激振蕩器，時(shí)鐘脈沖信號才可能在單片機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)。當(dāng)電路內(nèi)部電容數(shù)值為 30pF時(shí)可以讓電路進(jìn)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(shí)鐘電路 復(fù)位電路 任何單片機(jī)上電必須復(fù)位。對于 MCS51單片機(jī)，只需在 RET管腳加多于 10毫秒的高電平，單片機(jī)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位狀態(tài)。 單片機(jī)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(jìn)行上電自動復(fù)位。 51單片機(jī)可以自動上電復(fù)位只要 Vcc上升時(shí)間小于 1毫秒。 此次設(shè)計(jì)用的是按 鍵手動復(fù)位。因?yàn)樵谏想姀?fù)位失效時(shí)，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(shí)鐘模塊 DS1302 性能簡介 Dallas 公司 產(chǎn)出了 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 該芯片有多種計(jì)時(shí)功能，可以顯示時(shí)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(shí)鐘的繼續(xù)運(yùn)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(jī)與時(shí)鐘芯片傳送數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)比較容易 ，時(shí)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(shí)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(jì) 1 時(shí)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(dāng)?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(shí)間信息，需要把 VCC1 接到備份電源上。 誰為時(shí)鐘供電有兩種情況，一種是 VCC2 比 VCC1 大 + 的時(shí)候，此時(shí) VCC2 給DS1302 輸送電源。另一種是 VCC2 比 VCC1 小時(shí)， VCC1 給時(shí)鐘輸送電源。 11 每當(dāng)時(shí)鐘進(jìn)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(jìn)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(jìn)行寫操作，如果位 0顯示是 1則進(jìn)行讀操作。表 2列出 DS1302 相關(guān)時(shí)間、日歷寄存器的內(nèi)容：時(shí)鐘暫停標(biāo)志位由“ CH”表示，如果此標(biāo)志位變?yōu)?1時(shí)，時(shí)鐘會處在低功耗的運(yùn)作狀態(tài)并且時(shí)鐘振蕩器會終止；如果此標(biāo)志位為 0 時(shí)，時(shí)鐘便開始運(yùn)行?！?WP”表示寫保護(hù)位，無論何時(shí)對時(shí)鐘與 RAM 寫操作前，“ WP”一定置于為 0。如果“ WP”為 1時(shí)，寫保護(hù)位以防對任何一個(gè)寄存器進(jìn)行寫操作。 DS1302 的控制字 表 1 列出 時(shí)鐘的控制字， 當(dāng)位 7為 0時(shí)，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(jìn)行寫操作，如果位 0顯示是 1則進(jìn)行讀操作?？刂谱止?jié)默認(rèn)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(shí)，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(shí)鐘芯片的讀 /寫時(shí)序圖 DS1302 的寄存器 AM——— 時(shí)鐘芯片包含 12 個(gè)寄存器，當(dāng)中有 7個(gè)寄存器和時(shí)鐘、日歷有關(guān)，數(shù)據(jù)位以 BCD 12 碼的形式被存放 ,它的時(shí)間、日歷寄存器以及它 的控制字見表 2。 表 2 DS1302的時(shí)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(shí) 時(shí) 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(jī)鍵盤的樣式，可以把鍵盤歸為矩陣鍵盤和獨(dú)立的鍵盤：獨(dú)立鍵盤為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定采用每個(gè) I/O 口上只能接一個(gè)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(dú)立式鍵盤接法由于上述優(yōu)點(diǎn)被用于此次設(shè)計(jì)。 獨(dú)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(shí)現(xiàn)的。把常開按鈕接到地面另一頭與一個(gè) I/O 口相連， I/O 口在程序開始時(shí)候被置于高電平，空閑時(shí)沒按鍵按下，此時(shí)的 I/O 口為保護(hù)高電平。一旦有按鍵被按下時(shí)，這時(shí) I/O 口與地面短路使 I/O 口強(qiáng)制變?yōu)榈碗娖?。按鍵松開后，由于上拉電阻存在于單片機(jī)內(nèi)，所以使單片機(jī) I/O 口依然保持高電平狀態(tài)。我們只要尋找這個(gè)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(jī)鍵盤設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵步驟。這里是指機(jī)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(shí)，由于按下鍵盤力度過小導(dǎo)致按鍵沒有到達(dá)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?，F(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(shí)在太快，但是單片機(jī)的時(shí)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(shí)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(shí) 20 毫秒在低電平避開抖動 ，當(dāng)?shù)? 13 達(dá)延時(shí)結(jié)束時(shí)重新讀取 I/O 口的數(shù)值，如果此時(shí)數(shù)值為 1，代表低電平時(shí)間過短，不在 10 到 200 毫秒之內(nèi)，判定為干擾信號。如果此時(shí)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(shí)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(gè)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(fù)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(jìn)行調(diào)整 ， 當(dāng)引腳接入正電壓時(shí)，對比度較差，當(dāng)引腳與地相連時(shí)，對比度較好。可在電路中接入電