【文章內容簡介】 指令 （３） 發(fā)送存儲器指令 單片機系統(tǒng) STC89C52RC 性能 STC89C52RC 是 我國宏晶 公司生產的低電壓， 高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 。在單芯片上，擁有靈巧 的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路， 3 個 16 位 定時器 /計數器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工 串行口 。另外 STC89X52 可 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 13 降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電 保護方式下，RAM 內容被保存，振蕩器被凍結， 單片機 一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 S [1 ] STC89C52RC 單片機 特性 : 參數： 1. 增強型 8051 單片機 ， 6 時鐘 /機器周期 和 12 時鐘 /機器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051.[1] 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機） 3. 工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作 頻率可達 48MHz 4. 用戶應用程序空間為 8K 字節(jié) 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 32 個），復位后為： P0/P1/P2/P3 是 準雙向 口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 14 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用 編程器 ，無 需專用 仿真器 ，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數秒即可完成一片 8. 具有 EEPROM 功能 9. 具有 看門狗 功能 10. 共 3 個 16 位 定時器 /計數器。即定時器 T0、 T T2 11. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 12. 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時器 軟件 實現多個 UART 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） /0～ 75℃ （商業(yè)級） STC8952RC 功能性能 :與 MCS51成品指令系統(tǒng)完全兼容； 8KB 可編程閃速存儲器；壽命： 10萬 次寫 /擦循環(huán) ； 數據保留時間： 10 年；全靜態(tài)工作： 040MHz；三級程序存儲器鎖定； 512B 內部 RAM； 32 個可編程 I/O 口線； 3 個 16 位定時 /計數器； 5 個中斷源；可編程串行 UART 通道；片內震蕩器和掉電模式 [6]。 STC8952RC 各引腳功能 STC8952RC 提供以下標準功能： 8KB 的 Flash 閃速存儲器， 512B 內部 RAM，32 個 I/O 口線，兩個 16位定時 /計數器，一個 5 向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內震蕩器及時鐘電路，同時， STC8952RC1 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許RAM，定時 /計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存 RAM 中的內容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有工作直到下一個硬件復位。 STC8952RC 采用 PDIP 和 LQFP 封裝形式，引腳配置如圖 5 所示 [7]。 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 15 圖 5 STC89C52RC 的引腳圖 STC89C52RC 芯片的各引腳功能為： P0口：這組引腳共有 8條， 為最低位。這 8 個引腳有兩種不同的功能，分別適用于不同的情況，第一種情況是 STC89C52RC 不帶外存儲器， P0 口可以為 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 16 通用 I/O 口使用， 用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數據，這時輸出數據可以得到鎖存，不需要外接專用鎖存器，輸入數據可以得到緩沖，增加了數據輸入的可靠性；第二種情況是 89C52 帶片外存儲器， 在 CPU 訪問片外存儲器時先傳送片外存儲器的低 8位地址，然后傳送 CPU 對片外存儲器的讀 /寫數據。 P0口為開漏輸出，在作為通用 I/O 使用時，需要在外部用電阻上拉。 P1口：這 8 個引腳和 P0口的 8 個引腳類似， 為最高位， 為最低位，當 P1 口作為通用 I/O 口使用時， 的功能和 P0口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入和輸出數據。 P2口：這組引腳的第一功能與上述兩組引腳的第一功能相同即它可以作為通用 I/O 口使用，它的第一功能和 P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高 8 位地址，共同選中片外存儲器單元，但并不是像 P0 口那樣傳送存儲器的讀 /寫數據。 P3口：這組引腳的第一功能和其余三個端口的第一功能相同，第二功能為控制功能，每個引腳并不完全相同， Vcc 為 +5V 電源線， Vss 接地。 ALE：地址鎖存允許線，配合 P0 口的第二功能使用 ，在訪問外部存儲器時，STC89C52RC 的 CPU 在 引腳線去傳送隨后而來的片外存儲器讀 /寫數據。在不訪問片外存儲器時， STC89C52RC 自動在 ALE 線上輸出頻率為 1/6 震蕩器頻率的脈沖序列。該脈沖序列可以作為外部時鐘源或定時脈沖使用。 /EA:片外存儲器訪問選擇線，可以控制 STC89C52RC 使用片內 ROM 或使用片外ROM, 若 /EA=1，則允許使用片內 ROM, 若 /EA=0，則只使用片外 ROM。 /PSEN：片外 ROM 的選通線，在訪問片外 ROM 時 STC89C52RC 自動在 /PSEN 線上 產生一個負脈沖，作為片外 ROM 芯片的讀選通信號。 RST：復位線，可以使 STC89C52RC 處于復位 (即初始化 )工作狀態(tài)。通常STC89C52RC 復位有自動上電復位和人工按鍵復位兩種。 XTAL1 和 XTAL2：片內震蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和 諧振電容，即用來連接 STC89C52RC 片內 OSC(震蕩器 )的定時反饋回路。 復位電路和時鐘電路 復位電路設計 單片機在啟動運行時都需要復位，使 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 17 定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 MCS51單 片機有一個復位引腳 RST,采用施密特觸發(fā)輸入。當震蕩器起振后，只要該引腳上出現 2 個機器周期以上的高電平即可確保時器件復位 [1]。復位完成后，如果 RST 端繼續(xù)保持高電平， MCS51 就一直處于復位狀態(tài)，只要 RST 恢復低電平后，單片機才能進入其他工作狀態(tài)。單片機的復位方式有上電自動復位和手動復位兩種，圖 6 是 51 系列單片機統(tǒng)常用的上電復位和手動復位組合電路，只要 Vcc 上升時間不超過 1ms，它們都能很好的工作 [1]。 圖 6 復位電路 時鐘電路設計 單片機中 CPU 每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時鐘脈沖的控制下嚴格按時間節(jié)拍進行，而這個時鐘脈沖是單片機控制中的時序電路發(fā)出的。 CPU 執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應時間順序稱為單片機的時序。 MCS51 單片機芯片內部有一個高增益反相放大 器，用于構成震蕩器， XTAL1 為該放大器的輸入端， XTAL2 為該放大器輸出端，但形成時鐘電路還需附加其他電路 [1]。 本設計系統(tǒng)采用內部時鐘方式，利用單片機內部的高增益反相放大器，外部電路簡，只需要一個晶振和 2 個 諧振 電容即可，如圖 7 所示。 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 18 圖 7 時鐘電路 電路中的器件選擇可以通過計算和實驗確定，也可以參考一些典型電路的參數，電路中，電容器 C1 和 C2對震蕩頻率有微調作用，通常的取值范圍是 30177。10pF，在這個系統(tǒng)中選擇了 33pF；石英晶振選擇范圍最高可選 24MHz，它決定了單片機電路產生的時鐘信號震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是 12MHz，因而時鐘信號的震蕩頻率為 12MHz。 數碼管 顯示系統(tǒng)設計 LED 數碼管 的選擇 在應用系統(tǒng)中，設計要求不同，使用的 LED 數 碼管 的位數也不同，因此就生產了位數，尺寸，型號不同的 LED 顯示器供選擇，在本設計中，選擇 4 位一體的 寸紅色高亮 LED 數碼管 ，簡稱“ 4LED”。本系統(tǒng)中前一位顯示 溫度的 負位 ，在正溫度不顯示， 后三位顯示十位，個位還有小數位 。 4LED 顯示器引腳如圖 9 所示，是一個共 陽 極接法的 4 位 LED 數碼顯示管，其中 11， 7， 4， 2， 5， 3 為 4 位 LED 各段的公共輸出端， 1 6 分別是每一位的位數選端， 3 是小數點引出端， 4 位一體 LED 數碼顯示管的內部結構是由 4個單獨的 LED 組成，每個 LED 的段輸出引腳在內部都并聯 后，引出到器件的外部。 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 19 圖 9 4 位 LED 引腳 對于這種結構的 LED 數碼管 ，它的體積和結構都符合設計要求，由于 4 位 LED陰極的各段已經在內部連接在一起，所以必須使用動態(tài)掃描方式（將所有數碼管的段選線并聯在一起，用一個 I/O 接口控制）顯示。 LED 譯碼方式 譯碼方式是指由顯示字符轉換得到對應的字段碼的方式，對于 LED 數碼管， 基于單片機的簡易 數字溫度計 設計 20 通常的譯碼方式有硬件譯碼和軟 件譯碼方式兩種。 硬件譯碼是指利用專門的硬件電路來實現顯示字符碼的轉換。 軟件譯碼就是編寫軟件譯碼程序，通過譯碼程序來得到要顯示的字符的字段碼，譯碼程序通常為查表程序 [3]。 本設計系統(tǒng)中為了簡化硬件線路設計， LED 譯碼采用軟件編程來實現。由于本設計采用的是共 陽 極 LED，其對應的字符和字段碼如下表 所示。 表 共 陽 極字段碼表 顯示字符 共 陽 極字段碼 0 C0H 1 F9H 2 A4H 3 B4H 4 B0H 5 99H 6 92H 7 82H 8 80H 9 90H LED 與單片機接口設計 由于單片機的并行口不能直接驅動 LED 數碼管，所以，在一般情況下，必須增加 驅動電路，使之產生足夠大的電流， 數碼管 才能正常工作 [7]。 如果驅動電路能力差，即 驅動電流 不夠時， 數碼管 亮度就低，而且驅動電路長期在超負荷下運行容易損壞