【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和Flash 存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 AT89C51 引腳圖 主要特性： 與 MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000寫(xiě) /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8位內(nèi)部 RAM 32可編程 I/O線 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(shuō)明： ：供電電壓 ； 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) ：接地 ； ： P0口為一個(gè) 8位漏 極 開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門(mén)電流。當(dāng) P1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，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(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 口作為第八位地址接收。 ： 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(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(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 4－ 1 所示： ：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。 ：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)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(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 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 0。 引 腳 第二功能 信 號(hào) 名 稱 RXD TXD INT0 串行數(shù)據(jù)接收 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0 請(qǐng)求 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) INT1 T0 T1 WR RD 外部中斷 1 請(qǐng)求 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫(xiě)選通 外部 RAM 讀選通 P3 口的第二功能 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)。 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 拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。 9./PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，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)。 10. /EA/VPP：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 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，此引腳也用于施 12V 編程電源（ VPP）。 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 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 英 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。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě) “1” 且在任何非空存儲(chǔ)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。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 時(shí)鐘電路是 計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 MCS51單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的典型值為 12MHZ MCS51內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器， XTAL XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。 AT89C51是屬于 CMOS8位微處理器，它的時(shí)鐘電路在結(jié)構(gòu)上有別于 NMOS型的單片機(jī)。 CMOS型單片機(jī)內(nèi)部（如 AT89C51）有一個(gè)可控的負(fù)反饋反相放大器，外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容組成振蕩器，圖 CMOS型單片機(jī)時(shí)鐘電路框圖。振蕩器工 作受 /PD端控制，由軟件置“ 1” PD（即特殊功能寄存器 ）使 /PD＝ 0，振蕩器停止工作，整個(gè)單片機(jī)也就停止工作，以達(dá)到節(jié)電目的。清“ 0” PD，使振蕩器工作產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)便正常運(yùn)行。圖中 SYS為晶振或陶瓷諧振器，振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由 SYS參數(shù)確定（晶振上標(biāo)明的頻率）。電容 C1和 C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率 f起微調(diào)作用（ C C2大， f變小），其典型值為 30pF。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 CMOS 型單片機(jī)時(shí)鐘 電路框圖 判斷單片機(jī)芯片及時(shí)鐘系統(tǒng)是否正常工作有一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法，就是用萬(wàn)用表測(cè)量單片機(jī)晶振引腳（ 1 19 腳）的對(duì)地電壓，以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量為例： 18 腳對(duì)地約 ， 19 腳對(duì)地約 。對(duì)于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的方法來(lái)判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第 9腳對(duì)地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和＋ 5V 連接一下，模擬一下上電復(fù)位，如果單片機(jī)能正常工作了，說(shuō)明這個(gè)復(fù)位電路沒(méi)有問(wèn)題。 復(fù)位電路 MCS51 單片機(jī)復(fù)位電路 是指 單片機(jī)的初始化操作 。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 復(fù)位電路 ① 復(fù)位 功能 ： 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分 合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 單片機(jī)的 復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路 是復(fù)位引腳RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù) 位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位（如圖 ）和按鈕復(fù)位 (如圖 )兩種方式。 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 RC 復(fù)位電路 ② 單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài) : 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM 為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀 態(tài)為確定值，見(jiàn) 表 41。 值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。 說(shuō)明：表 41 中符號(hào) *為隨機(jī)狀態(tài) ： 表 41 寄存器復(fù)位后狀態(tài) 表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A B PSW 00H 00H 00H TMOD TCON TH0 00H 00H 00H SP DPL DPH P0— P3 IP IE 07H 00H 00H FFH ***00000B 0**00000B TL0 TH1 TL1 SBUF SCON PCON 00H 00H 00H 不定 00H 0********B 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) PSW＝ 00H，表明選寄存器 0 組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元