【文章內容簡介】 表 引腳功能 引腳號 功能特性 T2，時鐘輸出 T2EX（定時 /計數器 2） P2 口： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫 “ 1” ，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數據。在訪問 8 位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行 MOVX @RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內容。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入 “ 1” 時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線 外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/PROG： 當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸 入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引 10 腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP ：外部訪問允 許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 器 0 和定時器 1： STC89S52 的定時器 0 和定時器 1 的 工作方式與 AT89C51 相同。 定時器 2：定時器 2 是一個 16 位定時 /計數器。它既可當定時器使用，也可作為外部事件計數器使用，其工作方式由特殊功能寄存器 T2CON（如表 3）的 C/T2 位選擇。定時器 2 有三種工作方式：捕獲方式，自動重裝載（向上或向下計數）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由 T2CON 的控制位來選擇。定時器 2 由兩個 8 位寄存器 TH2 和 TL2 組成，在定時器工作方式中，每個機器周期 TL2 寄存器的值加 1，由于一個機器周期由 12 個振蕩時鐘構成，因此，計數速率為振蕩頻率的 1/12。在計數 工作方式時，當 T2 引腳上外部輸入信號產生由 1 至 0 的下降沿時，寄存器的值加 1，在這種工作方式下，每個機器周期的 5SP2 期間，對外部輸入進行采樣。若在第一個機器周期中采到的值為 1，而在下一個機器周期中采到的值為 0，則在緊跟著的下一個周期的 S3P1 期間寄存器加 1。由于識別 1 至 0 的跳變需要 2 個機器周期（ 24 個振蕩周期），因此，最高計數速率為振蕩頻率的 1/24。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個完整周期的時間，以保證輸入信號至少被采樣一次。 捕獲方式：在捕獲方式下，通過 T2CON 控制位 EXEN2 來選擇兩種方式。如 11 果 EXEN2=0，定時器 2 是一個 16 位定時器或計數器，計數溢出時，對 T2CON 的溢出標志 TF2 置位，同時激活中斷。如果 EXEN2=1，定時器 2 完成相同的操作，而當 T2EX 引腳外部輸入信號發(fā)生 1 至 0 負跳變時，也出現 TH2 和 TL2 中的值分別被捕獲到 RCAP2H 和 RCAP2L 中。另外， T2EX 引腳信號的跳變使得 T2CON 中的 EXF2 置位，與 TF2 相仿， EXF2 也會激活中斷。捕獲方式如圖 所示。 自動重裝載（向上或向下計數器）方式：當定時 器 2 工作于 16 位自動重裝載方式時，能對其編程為向上或向下計數方式，這個功能可通過特殊功能寄存器 T2CON（見表 5）的 DCEN 位（允許向下計數）來選擇的。復位時， DCEN 位置 “ 0” ，定時器 2 默認設置為向上計數。當 DCEN 置位時，定時器 2 既可向上計數也可向下計數，這取決于 T2EX 引腳的值，參見圖 5，當 DCEN=0 時，定時器 2 自動設置為向上計數，在這種方式下， T2CON 中的 EXEN2 控制位有兩種選擇，若EXEN2=0，定時器 2 為向上計數至 0FFFFH 溢出，置位 TF2 激活中斷，同時把 16 位 計數寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L 重裝載， RCAP2H 和 RCAP2L 的值可由軟件預置。 若 EXEN2=1，定時器 2 的 16 位重裝載由溢出或外部輸入端 T2EX 從 1 至 0 的下降沿觸發(fā)。這個脈沖使 EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產生中斷。定時器 2 的中斷入口地址是： 002BH —— 0032H 。當 DCEN=1 時，允許定時器 2 向上或向下計數，如圖 所示。這種方式下， T2EX 引腳控制計數器方向。 T2EX 引腳為邏輯 “ 1” 時，定時器向上計數，當計數 0FFFFH 向上溢出時，置位 TF2，同時把 16 位計數寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L 重裝載到 TH2 和 TL2 中。 T2EX 引腳為邏輯“ 0” 時，定時器 2 向下計數，當 TH2 和 TL2 中的數值等于 RCAP2H 和 RCAP2L中的值時，計數溢出，置位 TF2，同時將 0FFFFH 數值重新裝入定時寄存器中。當定時 /計數器 2 向上溢出或向下溢出時，置位 EXF2 位。 根據主機系統(tǒng)的芯片選擇和引腳說明，可以畫出主機系統(tǒng)的電路圖，如下圖所示。 12 圖 單片機電路圖 STC89S52 的 P0 口既做地址線也做數據線，使用片內振蕩器接法，外接一個6MHZ 的晶振。 根據本題目要求結合實際，所以使用 STC89S52 單片機，已達到目的。 數碼管顯示器顯示原理 在單片機系統(tǒng)中，經常用 LED（發(fā)光二極管）顯示器來顯示單片機系統(tǒng)的工作狀態(tài)，運算結果等各種信息。 LED 數碼管顯示器是單片機與人對話的一種重要輸出設備。本設計中 LED 只需要顯示出 0～ 9 數字即可 。 LED 數碼管顯示器的構造及特點 圖 是 LED 數碼管顯示器的構造。圖 和圖 分別是共陽極顯示和共陰極顯示。圖 它實際是 由 8 個發(fā)光二極管 LED 組成， 其中的 7 個發(fā)光二極管排列成“ 8” 字形的筆畫段，另一個發(fā)光二極管為圓點形狀，安裝在顯示器的右下角作 13 為小數點使用。通過發(fā)光二極管位選和段選的不同組合，從而可顯示出 09 的阿拉伯數字以及其它能由這些筆畫段構成的各種字符。 8 個 LED 分別為 a,b,c,d,e,f,g,dp,每一個 LED 稱之為一個字段， dp 為小數點。 LED 數碼管 顯示器的內部結構 分為共陰極和共陽極兩種顯示方式。 共陽極顯示器，其內部電路如圖 所示，即 8 個發(fā)光二極管的正極全部連接在一起組成公共端，負極則各自獨立引出。使用時公共陽極接 +5V，這時陰極接低電平的發(fā)光二極管就導通點亮，接高 電平的則不亮。另一種是共陰極顯示器，其內部電路圖如圖 所示，即 8 個發(fā)光二極管的負極全部連接在一起組成公共端，正極則各自獨立引出。使用時公共陰極接地，這時陽極接高電平的發(fā)光二極管就導通點亮，接低電平的則不亮。 圖 LED數碼管顯示器構造 圖 共陽極顯示 圖 共陰極顯示 從尺寸上分， LED 數碼管顯示器的種類很多，常用的有 ﹑ ﹑ ﹑ ﹑﹑ ﹑ ﹑ ﹑ ﹑ ﹑ 寸等。一般小于 ， ~寸為雙管芯， 寸以上的為 3 個以上的管，因而它們的供電電壓不同，一般每個管芯的壓降為 2V左右。通常， 寸以下采用 5V供電， ～ 寸采用 12V 供電。 驅動電路中的限流電阻 R 通常根據 LED 的工作電流計算得到。 R=（ ccV ledV ） /ledI式中， ccV 為電源電壓（ +5V）， l e d V 為 LED 壓降（一般取 2V 左右）， ledI 為工作電流（可 14 取 1～ 20mA）。 R通常取幾百Ω。 如果把 7 段數碼管的每一字段都等效成發(fā)光二極管的正負兩個極，共陰極把a,b,c,d,e,f,g 的 7 個發(fā)光二極管的負極連接在一起并接地，正極接到 7 段譯碼驅動電路相對應的驅動上。共陽極是把 a,b,c,d,e,f,g 的 7 個發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到 5V的電源上，其余的 7 個負極接到相應的輸出端上。 7 段顯示數碼管電路限流限阻計算公式： 限流電阻 =5V 電源電壓 — 發(fā)光二極管的工作電壓 /10～ 15mA 發(fā)光二極管的工作電壓一般在 ～ 之間，為了計算方便，通常選取 2V。發(fā)光二極管的工作電流選取 10～ 25mA 之間即可，電流過小， 7段數碼管不亮，過大數碼管容易燒壞。 本設計采用的是共陰極的接法。 LED 數碼管顯示器的基本原理 為了顯示數字或符號，要為 LED 數碼管顯示器提供帶碼，因為這些代碼是為了顯示字形的，因此稱之為字形代碼。 七段發(fā)光二極管，再加上一個小數點位，共計 8 位代碼，由一個數據字節(jié)提供。各數據位的對應關系如表 所列。 表 數據位關系列表 LED 數碼顯示器的字形（段）碼表如表 所列。 數據位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 h(dp) g f e d c b a 15 表 LED顯示字形碼表 顯示字形 字形碼（共陽極） 字形碼（共陰極） 0 C0H 3FH 1 F9H 06H 2 A4H 5BH 3 B0H 4FH 4 99H 66H 5 92H 6DH 6 82H 7DH 7 F8H 07H 8 80H 7FH 9 90H 6FH 熄滅 FFH 00H 數碼管顯示方式： 靜態(tài)顯示： 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器各筆畫段都要獨占具有鎖存功能的輸出口線，CPU 把欲顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示器顯示出所需的數字或符號。此后，即使 CPU 不再去訪問它，顯示的內容也不會消失 (因為各筆畫段接口具有鎖存功能 )。 靜態(tài)顯示法的優(yōu)點是顯示程序十分簡單，顯示亮度大。由于 CPU 不必經常掃描顯示器，所以節(jié)約了 CPU 的工作時間。但靜態(tài)顯示也有其缺點，主要是占用的 I／ O 口線較多，硬件成本也較高。所以靜態(tài)顯示法常用在顯示器數目較少的應用系統(tǒng)中。 動態(tài)顯示 動態(tài)掃 描顯示是單片機應用系統(tǒng)中最常用的顯示方式之一。它是把所有顯示器的 8 個筆畫段 a～ h 的各同段名端互相并接在一起，并把它們接到字段輸出口上。為了防止各個顯示器同時顯示