電子工程論文單片機(jī)的定時(shí)記數(shù)器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 12:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單片機(jī)，因而受引腳數(shù)目的控制，所以有不少引腳具有第二功能。圖 1為 AT89C51 芯片的引腳示意圖。 圖 1 AT89C51 引腳示意圖 VCC：供電電壓。 貴陽(yáng)學(xué)院 自學(xué)考試畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5 頁(yè) GND：接地。 P0口： 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P0口的管腳第一次寫(xiě) 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(chǔ)器，也為數(shù)據(jù) /地址的在 FLASH 復(fù)用口。編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 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：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(mén)電流。 P1口管腳寫(xiě)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口作為低八位地址接收。 P2 口：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(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě)“ 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(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口：雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)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 1所示： 表 1 AT89C51 特殊功能口 端口引腳 第二功能 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（計(jì)數(shù)器 0外部輸入） T1（計(jì)數(shù)器 1外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(hào)。 RST：復(fù)位信號(hào)輸入端。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(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(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(hào)，此頻率為振蕩頻率的 1/6，因此它可用作對(duì)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(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 ， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX、 MOVC 指令時(shí)才起作用。 貴陽(yáng)學(xué)院 自學(xué)考試畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 6 頁(yè) PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)端。在由外部程序存 取器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA /VP:當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式為 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(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，這引腳也用于施加 12V 編程電源。 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(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部 時(shí)鐘信號(hào) 要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 AT89C51 主要特點(diǎn) （ 1） 32 個(gè)外部雙向輸入 \輸出端 （ 2） 2個(gè) 16 位可編程定時(shí)器 （ 3） 6個(gè)中斷源 （ 4） 4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 全靜態(tài)工作 0~24MHz 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路簡(jiǎn)介 89C51 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種是外部時(shí)鐘方式。 內(nèi)部時(shí)鐘方式 89C51 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益的反向放大器，它的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，圖 2是 89C51 內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路。 圖 2 89C51 內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路 電路中的電容 C1 和 C2 典型值通常選擇為 30pF。該電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體振蕩頻率的范圍通常是在 到 12MHz。晶體貴陽(yáng)學(xué)院 自學(xué)考試畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 7 頁(yè) 的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就 越快。但反過(guò)來(lái)，運(yùn)行速度快對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就越高，對(duì)印制電路板的工藝要求也高，即要求線間的寄生電容要小。晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性能好的電容。 89C51常選擇振蕩頻率 6MHz或 12MHz的石英晶體。隨著集成電路制造工藝技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的時(shí)鐘頻率也在逐步提高，現(xiàn)在某些高速單片機(jī)芯片的時(shí)鐘頻率已達(dá) 40MHz（如89S52）。 外部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式 使用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，常用于多片 89C51 單片機(jī)同時(shí)工作，以便于多片 89C51 單片機(jī)之間的同步，一般為低于 12MHz 的方波。 外部時(shí)鐘源直接接到 XTAL1 端， XTAL2 端懸空。其電路見(jiàn)圖 3。 圖 3 89C51 的外部時(shí)鐘方式電路 復(fù)位電路 復(fù)位電路的介紹 89C51 的復(fù)位電路是由外部的復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)的。 89C51 片內(nèi)復(fù)位電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 4。 復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位 電平采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位電路如圖 5所示。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電源接通時(shí)，只要 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。 貴陽(yáng)學(xué)院 自學(xué)考試畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁(yè)
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