【文章內(nèi)容簡介】 STC89C52 系列單片機(jī)， STC89C52 單片機(jī)是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與 8051兼容的微控制器內(nèi)核，與 MCS51指令集完全兼容。 STC89C52 器件是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型 MCU。具有高速的流水線結(jié)構(gòu)的微控制器內(nèi)核、全速非嵌入式的片內(nèi)系統(tǒng)調(diào)試接口、通用的串行總線控制器、電壓穩(wěn)定等特性。可以滿足該系統(tǒng)的需要，調(diào)試也相對方便 。 硬件的設(shè)計(jì)主要包括電路板的設(shè)計(jì)制作和焊接， 可以實(shí)現(xiàn)一定功能的實(shí)驗(yàn)操作以及硬件的搭建 ， 經(jīng)過以下步驟測試： 1． Keil 下編譯，產(chǎn)生目標(biāo) HEX 文件， Proteus 下 Program Files 選擇產(chǎn)生的 HEX 文件，點(diǎn)擊運(yùn)行開始模擬。 2．按鍵自上而下分別對應(yīng)調(diào)整上移槍支，下移槍支，發(fā)射和重新開始。 3．系統(tǒng)運(yùn)行時即顯示開始 界面 ,通過按鍵開始進(jìn)行游戲，調(diào)整槍支位置和發(fā)射彈藥用完以后按下 K4 重新啟動。 4．游戲規(guī)則：初始彈藥量為 20 發(fā)，每次發(fā)射后減少一發(fā)，擊中得一分，未擊中不得分，右下角顯示剩余子彈數(shù)， 20 發(fā)子彈用完后游戲結(jié)束，左下角直接顯示得分，游戲結(jié)束后需按下 K4 鍵重新開始。 綜上所屬，以上方案和技術(shù)路線可行。 6 第 2章 STC89C52單片機(jī)概述 單片機(jī)簡介 STC89C52 是 STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)，是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與 8051 兼容的微控制器內(nèi)核，與 MCS51 指令集完全兼容 。除具有標(biāo)準(zhǔn) 8051 的數(shù)字外設(shè)部件外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件。 MCU 中的外設(shè)或功能部件包括模擬多路選擇器、可編程增益放大器、 ADC、 DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、 SMBus/I178。C、 UART、 SPI、可編程計(jì)數(shù)器 /定時器陣列（ PCA）、定時器，數(shù)字 I/O 端口、電源監(jiān)視器、看門狗定時器（ WDT）和時鐘振蕩器等。所有的 FLASH 程序存儲器和 512B 的內(nèi)部 RAM，有些器件內(nèi)部還有位于外部數(shù)據(jù)存儲器空間的 RAM，即 XRAM。 STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)采用流水線結(jié)構(gòu)，機(jī)器周期由標(biāo)準(zhǔn)的 12 個系統(tǒng)時鐘周期降為 1 個系統(tǒng)時鐘周期，處理能力大大提高，峰值性能可達(dá) 25MIPS。 STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的的片上系統(tǒng)（ SOC）。每個 MCU都能有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個或者全部外設(shè)以節(jié)省功耗。 FLASH 存儲器還具有系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲，并允許現(xiàn)場更新 8051 固件。應(yīng)用程序可以使用 MOVC 和 MOVX 指令對 FLASH 進(jìn)行讀或改寫，每次讀或?qū)?1 個字節(jié)。這一特性允許將程序存儲器用于非易失性數(shù)據(jù)存儲以及在軟件 控制下更新程序代碼。 片內(nèi) JTAG 調(diào)試支持功能允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品 MCU 進(jìn)行非侵入式（不占用片內(nèi)資源）、全速、在線系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器 ,支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、運(yùn)行和停機(jī)命令。在使用 JTAG 調(diào)試時 ,所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可以全功能運(yùn)行。 每個 MCU 都可以在工業(yè)溫度范圍（－ 45～＋ 85176。C）內(nèi)用 ～ 的電壓工作。端口 I/O、 /RST 及 JTAG 引腳都容許 5V的輸入信號電壓。 本文討論的模擬射擊訓(xùn)練游戲設(shè)計(jì)的核心是應(yīng)用前景極為廣泛的 STC89C52 單片機(jī)，與 8051 相比 具有體積小更，速度更快，可靠性更高，功能更強(qiáng)等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用前景。 7 STC89C52 內(nèi)部寄存器 STC89C52 與 8051 的基本構(gòu)造一樣， CPU 是一個字長為二進(jìn)制 8 位的中央處理單元，也就是說它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。與微型計(jì)算機(jī) CPU類似，故其內(nèi)部 CPU也是由運(yùn)算器 (ALU)、控制器（定時控制部件等）和專用寄存器組三部分構(gòu)成。 1． 算術(shù)邏輯部件 (ALU) ALU是一個性能極強(qiáng)的運(yùn)算器，它既可以進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算，也可以進(jìn)行與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算，還具有數(shù)據(jù)傳送、移位、判斷和程序轉(zhuǎn)移等功能。STC89C52ALU 為用戶提供了豐富的指令系統(tǒng)和極快的指令執(zhí)行速度，大部分指令的執(zhí)行時間為 1微妙，乘法指令可達(dá) 4微妙。 STC89C52 ALU由一個加法器，兩個 8為暫存器（ TMP1與 TMP2）和一個性能卓著的布爾處理器組成。 8051 的時鐘頻率可達(dá) 12MHZ。 2． 定時控制部件 定時控制部件起著控制器的作用，由定時控制邏輯、指令寄存器和振蕩 OSC 等電路組成。指令寄存器 IR 用于存放從程序存儲器中取出的指令碼，定時控制邏輯用于對指令 寄存器中的指令碼進(jìn)行譯碼，并在 OSC 的配合下產(chǎn)生執(zhí)行指令的時序脈沖，以完成相應(yīng)指令的執(zhí)行。 3． 專用寄存器組 專用寄存器組主要用來指示當(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址、存放操作數(shù)和指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)等。它是任何一臺計(jì)算機(jī)的 CPU不可缺少的的組成部件，其他寄存器因機(jī)器型號的不同而異。專用寄存器組主要包括程序計(jì)數(shù)器 PC、累加器 A、程序狀態(tài)字 PSW、堆棧指示器 SP、數(shù)據(jù)指針 DPTR 和通用寄存器 B 等。 （ 1） 程序計(jì)數(shù)器 PC 程序計(jì)數(shù)器 PC 是一個二進(jìn)制 16 位的程序地址寄存器，專門用來存放下一條需要執(zhí)行指令的內(nèi)存地 址，能自動加 1。 （ 2） 累加器 A 累加器 A 又記作 ACC，是一個具有特殊用途的二進(jìn)制 8 位寄存器，專門用來存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果。在 CPU執(zhí)行某種運(yùn)算前，兩個操作數(shù)中的一個通常應(yīng)放在累加器 A 中，運(yùn)算完成后累加器 A 中便可以得到運(yùn)算結(jié)果。 （ 3） 通用寄存器 B 通用寄存器 B 是專門為乘法和除法設(shè)置的寄存器，也是一個二進(jìn)制 8 位的寄存器，由 8 8 個觸發(fā)器組成。該寄存器在乘法或除法前用來存放乘數(shù)或除數(shù)，在乘法或除法完成后用于存放乘積的高 8 位或除法的余數(shù)。 （ 4） 程序狀態(tài)字 PSW PSW 是一個 8 位標(biāo)志寄存器，用來存放指令執(zhí)行后 的有關(guān)狀態(tài)。 PSW 中各位的狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行過程中自動形成的，但也可以由用戶根據(jù)需要采用傳送指令加以改變。 （ 5） 數(shù)據(jù)指針 DPTR 數(shù)據(jù)指針 DPTR 是一個 16 位的寄存器，由兩個寄存器 DPH 和 DPL拼成。其中 DPH為 DPTR 的高 8 為， DPL為 DPTR 的低 8 位。 DPTR 可以用來存放片內(nèi) ROM 的地址，也可以用來存放片外 RAM 和片外 ROM 的地址。 STC89C52 芯片 由于 STC89C51RC/RD+系列的功能強(qiáng)，許多公司生產(chǎn)了種類繁多的 8051 為核心的單片機(jī)，功能或多或少有些變化，以滿足不同的需求，其 中 STC89C52 就是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)芯片，它 是宏晶公司推出的一款具有全速 USB 功能的混合信號 flash微控制器芯片，該器件內(nèi)部集成有 2304 Byte RAM 和 16k Byte 的 flash 存儲器。實(shí)際上，STC89C52 是一個完整的小型片上系統(tǒng) (SOC)。 本設(shè)計(jì)就是采用 USB 功能比較強(qiáng)大的STC89C52 單片機(jī) 。圖 21 所示是 STC89C52 單片機(jī)的原理圖，表 21 所示為它的引腳定義： R13 30C60 .1 u FL E DV C CC41 0u F312456K1SW1 2V1VCC5.0電源P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56R S T9P 3. 0 / R X D10P 3. 1 / T X D11P 3. 2 / I N T 012P 3. 3 / I N T13P 3. 4 / T 014P 3. 5 / T 115P 3. 6 / W R16P 3. 7 / R D17X T A L 119P 2. 0 / A 821P 2. 1 / A 922P 2. 2 / A 1 023P 2. 3 / A 1 124P 2. 4 / A 1 225P 2. 5 / A 1 326P 2. 6 / A 1 427P 2. 7 / A 1 528P S E N29A L E30EA31P 0. 7 / A D 732P 0. 6 / A D 633P 0. 5 / A D 534P 0. 4 / A D 435P 0. 3 / A D 336P 0. 2 / A D 237P 0. 1 / A D 138P 0. 0 / A D 039X T A L 218V C C40V S S20P 1. 67P 1. 78U3S T C 1 2 C 5A 6 0 A DV C CP 3. 4P 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 3. 1P 3. 0P 3. 6P 3. 7P 1. 0P 1. 1P 1. 2Y21 1. 0 59 2 MP 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 4P 2. 5P 3. 5P 2. 6P 2. 7P 2. 0P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7P 3. 2P 3. 3R51 0KV C CS1P S E NC 1 02 2p FC 1 12 2p FA L ER S TX T A L 1X T A L 2RSTX T A L 1X T A L 2 圖 21 STC89C52 單片機(jī)原理 9 表 21 STC89C52 引腳定義 引腳名稱 引腳號 引腳類型 說 明 VDD 6 電源輸入 電源輸出 – 。見第 8 章。 GND 3 地 /RST C2CK 9 數(shù)字 I/O 數(shù)字 I/O 器件復(fù)位。內(nèi)部上電復(fù)位或 VDD 監(jiān)視器的漏極開路傳輸。一個外部源可以通過講該引腳驅(qū)動為低電平（至少 15μs）來啟動一次系統(tǒng)復(fù)位。 C2D 10 數(shù)字 I/O 數(shù)字 I/O 端口 C2 調(diào)試接口的雙向數(shù)據(jù)信號。 REGIN 7 電源輸入 穩(wěn)壓器的 5V輸入。該引腳是片內(nèi)穩(wěn)壓器的輸入。 VBUS 8 數(shù)字輸入 VBUS監(jiān)測輸入。該引腳應(yīng)被連接到 USB網(wǎng)絡(luò)的 VBUS信號。該引腳上出現(xiàn) 5V信號表示有 USB 連接。 D+ 4 數(shù)字 I/O USB 的 D+ D 5 數(shù)字 I/O USB 的 D 2 數(shù)字 I/O 端口 1 數(shù)字 I/O 端口 XTAL2 32 數(shù)字 I/O 模擬輸入 端口 外部時鐘輸入。對于晶體或陶瓷諧振器，該引腳是外部振蕩電路的反饋輸入。 XTAL2 31 數(shù)字 I/O 模擬 I/O 或 數(shù)字輸入 端口 外部時鐘輸出。該引腳是晶體或陶瓷諧振器 的激勵驅(qū)動器。對于 CMOS 時鐘、電容或 rc 震蕩配置，該引腳是外部時鐘輸入 30 數(shù)字 I/O 端口 29 數(shù)字 I/O 端口 CNVSTR 28 數(shù)字 I/O 數(shù)字輸入 端口 ADC0 外部轉(zhuǎn)換啟動輸入 10 VREF 27 數(shù)字 I/O 模擬 I/O 端口 外部 VREF 輸入或輸出 26 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 15 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 14 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 13 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 22 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 21 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 20 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 19 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 18 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 17 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 16 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 15 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 14 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 11 13 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 12 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 11 數(shù)字 I/O 或 模擬輸入 端口 圖 22 所示為 STC89C52 引腳圖 (頂視圖 ) DIP 封裝： 圖 22 STC89C52 引腳圖 (頂視圖 ) DIP 封裝 圖 23 所示為 STC89C52 的 PLCC 封裝圖： 12 圖 23 STC89C52 的 PLCC 封裝圖