【文章內容簡介】 ”等操作。對半字節(jié)（4 位）和雙字節(jié)（16 位）類型數(shù)據(jù)也可進行操作。AT89C51 是一種低功耗，高性能的片內含有 4KB 快閃可編程/ 擦除只讀存儲器（FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的 8 位COMS 微控制器，使用高密度，非易失存儲技術制造，并且與 80C51 引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的 FPEROM 允許在線編程或采用通用的非易失存儲編程器對內存重復編程。 將具有多種功能的 8 位 CPU 與 FPEROM 結合在一個芯片上，為很多嵌入式控制應用提供了非常靈活而又便宜的方案，其性能價格比遠高于 8751。由于片內帶 EPROM 的 87C51 價格偏高，而片內帶 FPEROM 的89C51 價格低且與 INTEL80C51 兼容，這就顯示出了 89C51 的優(yōu)越性。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失內8存制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍內存組合在單個芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C51 是它的一種精簡版本。AT89C51 機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。其內部結構如圖 所示。圖 . MCS51 單片機內部機構框圖 復位電路復位是單片機的初始化操作，只要給 RESET 引腳加上 2 個機器周期以上的高電平信號，就可以使 MCS51 單片機復位。復位的主要功能是把 PC 初始化為 0000H 使 MCS51 單片機從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化以外，當由程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫死鎖狀態(tài)，也需按復位鍵重新啟動。此外，復位操作對寄存器也有影響。MCS51 片內復位結構見圖 。復位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的 S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復位電路采樣一次，然后才能得到內部復位操作所需要的信號。復位電路采用上電自動復位和按鈕復位兩種，本次設計采用按鈕電平復位方式。其電路如圖 所示。復位后，P0 到 P3 并行 I/O 口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。RST 片內復位電阻斯密特觸發(fā)器復位電路+5VCRST MCS51單片機1kΩ+5V200Ω圖 按鍵電平復位電路9圖 MCS51 的片內復位結構2. 4. 3 時鐘電路MCS51 單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，MCS51 單片機應在唯一的時鐘信號控制下，嚴格的按時序執(zhí)行指令進行工作，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各個信號的關系。時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。其電路如圖 和 所示。MCS51 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為芯片引腳 XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調電容，就構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。外部時鐘電路是使用外部振蕩脈沖信號，常用于 MCS51 單片機同時工作，以便于同步。當使用內振蕩器時，XTAL1 和 XTAL2 引腳還能為應用系統(tǒng)中的其它芯片提供時鐘，但需要加驅動能力，因此本次設計采用內部時鐘電路。圖 MCS51 外部時鐘方式的電路VssXTAL1XTAL2外部時鐘信號TTLVccMCS51單片機圖 MCS51 內部時鐘方式的電路XTAL2XTAL1至內部時鐘電路晶振12MHZMCS51 單片機30PF30PF103 功能模塊電路設計 波 形 產 生 電 路 的 設 計本設計主要是通過 AT89C51 和 DAC0832 組成的 D/A 轉換器輸出方波，經(jīng)積分電路后產生波形。并通過鍵盤進行頻率的調節(jié)，用 4 位 LED 進行頻率的顯示。 D/A 轉換器D/A 轉換器輸入的是數(shù)字量，經(jīng)轉換器輸出的是模擬量。轉換過程是先將MCS51 送到 D/A 轉換器的各位二進制數(shù)，按其權的大小轉換為相應的模擬分量，然后再以疊法把各模擬分量相加，其和就是 D/A 轉換的結果。D/A 轉換器有兩種輸出形式，一種是電壓輸出形式，即給 D/A 轉換器輸入的是數(shù)字量，而輸出為電壓。另一種是電流輸出形式，即輸出為電流。在實際應用中，對于電流輸出的 D/A 轉換器，如需要模擬電壓輸出，可在其輸出端加一個由運算放大器構成的 IV 轉換電路，將電流輸出轉換為電壓輸出。 DAC0832 轉換器DAC0832 由 8 位輸入寄存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉換器及邏輯控制單元等功能部件所組成。其中，8 位 D/A 轉換器是核心部件，它的內部采用了 256 級的倒 R—2R 電阻譯碼網(wǎng)絡，由電流開關電路控制基準電壓 VREF，提供電阻網(wǎng)絡的電流來進行 D/A 轉換，因此轉換速度較快。兩級寄存器可以進一步提高 D/A 轉換器的速度，這是因為在 8 位 DAC 寄存器輸出的同時，8 位輸入寄存器可以接收新的數(shù)據(jù)。DAC0832 采用 R2RT 型電阻譯碼網(wǎng)絡，由二級緩沖寄存器（實為鎖存器）和 D/A 轉換電路及轉換控制電路組成。圖 為 DAC0832 內部結構。1 腳為輸入寄存器選擇信號，低電平有效。2 腳為輸入寄存器寫選通信號，低電平有效。17 腳為數(shù)據(jù)傳送控制信號，低電平有效。18 腳為 DAC 寄存器的寫選通信號，低電平有效。19 腳為輸入鎖存允許信號，高電平有效。DI0～DI7 為 8 位數(shù)字輸入端，DI0 為最低端，DI7 為最高端。11 腳為 DAC 電流輸出端 1，為數(shù)字輸入端邏輯電平為 1 的各位輸出電流之和，DAC 寄存器內容隨輸入端代碼線性變化，DAC 寄存器的內容為全 111時 Iout1 最大，全為 0 時 Iout1 最小。12 腳為電流輸出端 2，Iout2 等于常數(shù)減去Iout1，即 Iout1+Iout2=常數(shù)。此常數(shù)對應于一固定基準電壓的滿量程電流。8 腳為基準電源輸入端。Vref 一般在10～10V 范圍內，由外電路提供。20 腳為邏輯電源輸入端，取值范圍為+5～+15V ，+15V 最佳。3 腳為模擬地，為芯片模擬電路接地點。10 腳為數(shù)字地，為芯片數(shù)字電路接地點。Rfb 為回饋電阻，制作在芯片內部，用作 DAC 提供輸出電壓的運放的回饋電阻。在使用時，如環(huán)境電磁干擾不嚴重的情況下模擬地可與數(shù)字地相連。否則應分別走線，在保護地點匯合，一點接地。 圖 DAC0832 內部結構（1）數(shù)字輸入端具有雙重緩沖功能，可以雙緩沖、單緩沖或直通數(shù)字輸入。（2）與所有通用微處理器可直接接口。（3）滿足 TTL 電平規(guī)范的邏輯輸入。（4）分辨率為 8 位，滿刻度誤差177。1LSB，建立時間為 1μs，功耗 20mW。（5）電壓輸出型 D/A 轉換器。 鍵 盤 輸 入 電 路 設 計鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預單片機的主要手段。在鍵閉合測試，檢查是否有鍵閉合去抖動。當測試到有鍵閉合后，需進行去抖動處理。由于按鍵閉