【文章內(nèi)容簡介】 二功能）使用。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。端口引腳的第二功能： RXD 串行輸入口； TXD 串行輸出口； INTO 外中斷0； INT1 外中斷1； TO 定時/計數(shù)器0； T1 定時/計數(shù)器1； WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通； RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通；此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號[6]。ALE/PROG——當訪問外部存儲器或數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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）。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(shù)據(jù)）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(shù)據(jù)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0000HFFFFH），EA端必需保持低電平（接地）。RST：復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。VCC：電源。GND：接地。 AT89S52的引腳圖圖31 AT89S52芯片引腳圖 AT89S52存儲器結(jié)構存儲器結(jié)構：MCS51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址[2]。程序存儲器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于AT89S52，如EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲器：AT89S52有256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當一條指令訪問高于7FH的地址。 AT89S52定時、振蕩分析看門狗定時器：WDT是一種需要軟件控制的復位方式。WDT由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復位存儲器（WDTRST）構成。定時器0和定時器1：在AT89S52中，定時器0和定時器1的操作與AT89C51和AT89C52一樣。定時器2：定時器2是一個16位定時/計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇。定時器2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。工作模式由T2CON中的相關位選擇。定時器2有2個8位寄存器，分別是TH2和TL2。在定時工作方式中，每個機器周期，TL2 寄存器都會加1。由于一個機器周期由12個晶振周期構成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。時鐘振蕩器：AT89S52中有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器在一起構成自激振蕩器。用戶也可以采用外部時鐘。在這種情況下，外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。圖33 振蕩電路圖tu 圖32 振蕩電路圖由于外部時鐘信號是通過一個2分鐘觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間產(chǎn)品技術條件的要求。 節(jié)電模式空閑節(jié)電模式：AT89S52有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON（即電源控制寄存器）中的PD（）和IDL（）位來實現(xiàn)的。PD是掉電模式，當PD=1時，激活掉電工作模式，單片機模式，即PD和IOL同時為1，則先激活掉電模式。在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止[11]。 AT89S52編程與中斷編程方法：1．在地址線上輸入編程單元地址信號。2．在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù)。3．激活相應的控制信號。4．把EA/Vpp升至12V。5．每給Flash寫入一個字節(jié)或程序加密位時，都要給ALE/PROG一次脈沖。字節(jié)寫周期時自身定制的，典型值僅僅50us。改變地址、數(shù)據(jù)重復第1步到第5步，知道全部文件結(jié)束。中斷原理：AT89S52有6個中斷源：兩個外部中斷（INT0和INT1），三個定時中斷（定時器0、2）和一個串行中斷。這些中斷每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。 矩陣鍵盤簡介矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是44個。這種行列式鍵盤結(jié)構能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。相比較獨立式鍵盤占用大量的I/O系統(tǒng)資源而言，矩陣鍵盤是很普及得到應用的，一般應用到按鍵較多的系統(tǒng)之中。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鈕加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就能組成4*4=16個按鈕，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，若再多加一條線就能組成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。 矩陣鍵盤的電路和外觀圖圖33 矩陣鍵盤電路上圖已經(jīng)明確了該鍵盤電路和AT89S52的接線原理了，與之對應的是鍵盤外觀排列圖，如圖34所示：圖34 矩陣按鍵排列 44矩陣鍵盤的工作原理先從AT89S52單片機的P1口的高四位輸出低電平，低四位輸出高電平，從P1口的低四位讀取鍵盤狀態(tài)。再從P1口的低四位輸出低電平，高四位輸出高電平，從P1口的高四位讀取鍵盤狀態(tài)。將兩次讀取結(jié)果組合起來就可以得到當前按鍵的特征編碼。使用上述方法我們得到16個鍵的特征編碼。舉例說明如何得到按鍵的特征編碼：假設“1”鍵被按下，找其按鍵的特征編碼。從單片機AT89S52的P1口的高四位輸出低電平，－。低四位輸出高電平，－。讀P1口的低四位狀態(tài)為“1101”，其值為“0DH”。再從P1口的高四位輸出高電平，－。低四位輸出低電平，－，讀P1口的高四位狀態(tài)為“1110”，其值為“E0H”。將兩次讀出的P0口狀態(tài)值進行邏輯或運算就得到其按鍵的特征編碼為“EDH”。用同樣的方法可以得到其它15個按鍵的特征編碼。根據(jù)按鍵的特征編碼，查表得到按鍵的順序編碼：將用上述方法得到的16個按鍵的特征編碼依照按鍵排列的順序排成一張?zhí)卣骶幋a與順序編碼的對應關系表，然后用當前讀得的特征編碼來查表，當表中有該特征編碼時，它所在的位置就是對應的順序。 矩陣鍵盤鍵值查找程序設計的思路識別鍵盤有無按鍵按下，若無鍵按下返回。如果有鍵按下，找出具體的按鍵值，通過查找程序我們就可以知道那個案件按下去了，并可以通過具體公式計算出來。掃描一個按鍵通常為幾微妙，而測試者用手來按鍵盤時候大概需要零點幾秒來完成，所以在每次掃描鍵盤時候就得看看先前的那個按下的按鈕是否有放開。 如何掃描矩陣鍵盤按鍵從總電路圖接線上可以看到鍵盤設計的0—9，ABCDFE，16個鍵依次順序排列，第一行為：03，第二行為：47，第三行為：A、B，第四行為C、D、E、F。當掃描第一行0、3四個按鍵：“0”，“0”時，只要把0、3四個鍵中任意一鍵按下，那么從P1口輸入到ACC（累加器）的值的高4位D4D7中就會有“0”出現(xiàn)。此時把ACC值依次送入進位信號中檢查，每送入檢查一次后，將R0的值加1。R0最先值為00H，所以第一次掃描“0”號鍵時，R0為00H，再掃描“1”號鍵時，R0的值為01H。當4個鍵盤都掃描完后，如果有鍵盤按下，則跳轉(zhuǎn)到KEYIN處執(zhí)行，在判斷有鍵閉合時，調(diào)用軟件延時程序去除鍵盤抖動，若該鍵仍然處于閉合狀態(tài)，則該鍵按下。用同樣的依次方法去掃描確定第二、第三、第四行鍵盤。但是如何識別鍵盤鍵值是設計乘法口訣鍵盤的關鍵地方，其識別公式是：鍵值N=所在行的首鍵號+列號（03）。如第二行的第一列的按鍵被按下，我們可以判斷，第二行的首鍵號是4，列號是1，所以鍵值N=4+1=5，與設計吻合。 鍵盤的防抖動技術在設計里的應用一般情況下，鍵盤采用機械彈力開關來反映一個電壓信號的開、斷。由于機械觸點的彈性作用，在閉合和斷開會發(fā)生有抖動現(xiàn)象。抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般在510ms之間。為保證按鍵不發(fā)生誤動作，在編寫按鍵處理程序中必須有防抖動措施。防抖動措施有軟件和硬件兩種方法。硬件防抖動電路的典型辦法是采用RS觸發(fā)器，構成雙穩(wěn)態(tài)消抖電路，一般在用對按鍵的操作過程中要求比較嚴格。對于初學者而言，采用上面那個方法去抖動的技術難度較大，因此使用軟件消抖的辦法是很簡單的。它的工作原理是：當軟件檢測到第一次按鈕按下時，執(zhí)行一個1020ms的軟件延時程序，之后再檢測該鍵電平是否仍然維持在閉合狀態(tài)，若仍然保持，則確認此按鍵真正按下，從而消去了抖動的影響。根據(jù)如小程序，就可以算出鍵盤抖動的時間：DELAY: MOV R7,240 DEL4: MOV R6,250 DEL5: DJNZ R6,DEL5 DJNZ R7,DEL4 結(jié)合設計要求，使矩陣鍵盤的抖動時間成為了120ms,當晶體的頻率為12MHz時,其計算值為:2502402=120000us=120ms。 單片機復位電路復位是單片機的初始化操作，其作用是使CPU中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。當MCS5l系列單片機的復位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關復位，單片機的復位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵S1后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關復位的操作。其電路圖35如示：圖35 開關復位與上電復位其中VCC接+5v電壓，RST接單片機的復位端口RST，具體參數(shù)見總原理圖。在這種復位電路中，干擾容易串入復位端，在大多數(shù)情況下不會造成單片機錯誤復位，但是會引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復位，這時可在復位引腳上一個去耦合電容。如果應用到現(xiàn)場抗干擾嚴重，或整個系統(tǒng)干擾嚴重，引起單片機復位，可采用屏蔽的辦法解決，如加屏蔽網(wǎng)或移動位置等。 LCD1602液晶模塊功能液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、文字、圖形等[4]。1602可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。 缺點：不能使用中文，不能顯示圖形。PCB尺寸：81*37mm 液晶尺寸：69*26mm?，F(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件了。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。 LCD1602主要參數(shù)介紹表31 LCD1602主要技術參數(shù)顯示容量16X2個字符芯片工作電壓~工作電流（）模塊最佳工作電壓字符尺寸(WXH)mm LCD1602基本操作程序讀狀態(tài)：此時輸入端RS=L，RW=H，E=H，輸出端D0~D7=狀態(tài)字。讀數(shù)據(jù)：此時輸入端RS=H，RW=H，E=H 輸出端：無。寫指令：此時輸入端RS=L，RW=L，D0~D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)輸入[12]。表32 寄存器選擇功能RSR/W操作00指令寄存器(IR)寫入01忙標志和地址計數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日