【文章內(nèi)容簡介】 FLASH存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 某某某某 7 兩個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明 圖 3— 11 引腳圖 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫 1 時(shí)，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(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器 或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 8 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口， 如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些 控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平 時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， 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(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， 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。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，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(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，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：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入 。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 某某某某 9 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 石晶 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部 時(shí)鐘信號 要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 編輯本段 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條 件下靜態(tài)邏輯，支持兩種 軟件 可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 電路總體構(gòu)成 在確定了選用什么型號的單片機(jī)后，就要確定在外圍電路，其外圍電路包括電源輸入部分、鍵盤輸入部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開 鎖（ LED 提示燈）部分組成，規(guī)矩實(shí)際情況鍵盤輸入部分選擇 4*4 矩陣鍵盤，顯示部分選擇 LED 數(shù)碼管來顯示，密碼儲存用程序燒入來完成。 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī) AT89c51 為核心，運(yùn)用豐富的 I/O 口，外接矩陣按鍵 電路 ，實(shí)現(xiàn)其數(shù)字輸入功能，當(dāng)每一數(shù)字鍵按下，將會顯示在共陽的數(shù)碼管上，三極管驅(qū)動的蜂蜜器將 相應(yīng) 發(fā)出按鍵音，如果密碼正確， LED 二極管將 發(fā) 亮，開鎖成功 ，LED 二極管不亮，開鎖不成功 。 其原理圖如圖 32所示： 10 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 0C 5 2S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 10S W P BS 11S W P BS 12S W P BS 13S W P BS 14S W P BS 15S W P BS 16S W P BR12 20 RD1L E DL S 1S P E A K E RR3R E S 2V C CY1C R Y S T A LC1C A PC2C A PS 17S W P BR2R E S 2+ C3C A P A C I T O R P O LV C C V C CV C C12J1C O N 2V C CQ1P N PQ2P N PR4R E S 2R5R E S 2V C CabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpi9j10D S 1D P Y _7 S E G _D P 圖 3—— 2原理圖 電源部分 密碼鎖主控制部分電源需要用 5V 直流電源供電，本設(shè)計(jì)直接留出電源端 提供外置電源輸入接口，可以使用外置 5V 穩(wěn)壓直流電源供電，即由外部變壓器所得 。其原理圖如圖 33 所示： 12J1CON2VCC 圖 3—— 3電源 鍵盤輸入部分 由于本設(shè)計(jì)所用到的鍵盤數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O 口。本設(shè)計(jì)使用的這個(gè) 4*4 鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，設(shè)置功能等。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。其大體功能（看鍵盤上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳 接法如下圖 34所示： 某某某某 11 S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 1 0S W P BS 1 1S W P BS 1 2S W P BS 1 3S W P BS 1 4S W P BS 1 5S W P BS 1 6S W P B 圖 34矩陣開關(guān) 復(fù)位部分 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC=0000H,是單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位接通電源瞬間，電容 C1 上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻上的期間， P0口為高阻態(tài)， P1P3 口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號 PSEN 無效。地址鎖存信號 ALE 也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖 3— 5 所示的復(fù)位電路。該電路在最簡單的復(fù)位電路 下增加了手動復(fù)位按鍵，在電壓接近電源電壓，即 RST 為高電平，在電容充電的過程中 RST 端電壓逐漸下降，當(dāng) RST 端的電壓小于某一數(shù)值后， CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容 C1 足夠大，可以保證 RST 高電平有效時(shí)間大于 24 個(gè)振蕩周期， CPU 能夠可靠復(fù)位。增加手動復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無法可靠復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容 C1 通過 R 放電。當(dāng)電容 c1 放電結(jié)束后， RST 端的電位為高電平。由于 RST 為高電平， CPU 處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容 C1 充電， RST端電位下降， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。 S 1 7S W P BR2R ES 2+C3C A P A C I T O R P O LV C C 12 圖 35 復(fù)位 晶振部分 AT89C51 引腳 XTAL1 和 XTAL2 與晶體振蕩器及電容 C 按下圖所示方式連接。晶振、電容 C1/C2 及片內(nèi)與非門構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及 C C2 的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在 0~33MHz 之間，電容 C C2取值范圍在 5~30pF 之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用 12MHZ 作為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為 30pF。如圖 36所示： 圖 36 晶振 數(shù)碼管顯示電路 由于液晶顯示器價(jià)格昂貴，而且顯示部分不是本系統(tǒng)的重要部分，因此采用LED 數(shù)碼管來顯示器件。由于單片機(jī)直接驅(qū)動 的直流不夠，數(shù)碼管亮度顯得不足，所以加上三極管用以放大電流。在本設(shè)計(jì)中，采用的共陽數(shù)碼管，如圖 37所示： Q1P N PR5R E S 2V C CabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpi9j10D S 1D P Y _7 S E G _D P 圖 37數(shù)碼管顯示 報(bào)警部分 報(bào)警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當(dāng)按鍵下時(shí)，“叮 ” 聲，每按一下，發(fā)一聲，密碼正確時(shí)，不發(fā)聲直接開鎖，當(dāng)密碼輸入某某某某 13 錯(cuò)誤時(shí)，單片機(jī)的 因較為低電平，三極管 T3 導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)出嗓鳴報(bào)警。如圖 38所示： L S 1S P E A K E RR3R E S 2V C CQ2P N PR4R E S 2 圖 38報(bào)警 開鎖部分 在本次設(shè)計(jì)中，基于節(jié)省材料的原則，