【文章內(nèi)容簡介】 行，這個過程被叫做中斷。計數(shù)器采用軟件編程來實現(xiàn)時鐘，數(shù)碼管顯示采用動態(tài)顯示。 成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計報告 4 第 3 章 系統(tǒng)各單元電路分析 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 的 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和 輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器 。 AT89C51 單片機(jī)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。引腳排列所示 圖 31 所示。 圖 31 單片機(jī)引腳圖 由于電路原理中只用到單片機(jī)的 p0、 p p2 口，所示下面對這三個端口進(jìn)行詳細(xì)介紹。 P0 口： P00～ P07 統(tǒng)稱為 P0 口，在不接片外存儲器與不擴(kuò)展 I/O 接口時，作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口。在接有片外存儲器或擴(kuò)展 I/O 接口時 ,P0 口分時復(fù)用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 P0口 是一個三態(tài)雙向口，由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)緩沖器、輸出驅(qū)動電路和輸出控制電路組成。在輸入數(shù)據(jù)時，應(yīng)人為地先向 P0 口 寫“ 1”， 定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計報告 5 時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P10～ P17 統(tǒng)稱為 P1 口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。 P1 口是一個內(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 4LSTTL 門電流。 P1 口管腳寫入 “ 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P20 ～ P27 口統(tǒng)稱為 P2 口，一般可以作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用，在接有片外存儲器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過 256 字節(jié)時， P2 口用作高 8 位地址總線。 P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “ 1” 時，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， 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)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存 儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 復(fù)位電路 計算機(jī)在啟動運(yùn)行時都需要復(fù)位，復(fù)位時使中央處理器 CPU 和內(nèi)部其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作。 AT89C51 單片機(jī)有一個復(fù)位引腳 RST，高電平有效。在時鐘電路工作以后，當(dāng)外部電路使得 RST端出現(xiàn)兩個機(jī)器周期（ 24 個時鐘周期）以上的高電平，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。復(fù)位有 兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。在此次的設(shè)計中，我采用按鍵復(fù)位，其電路圖如圖 32 所示。 圖 32 復(fù)位電路 只要 RST 保持高電平， AT89C51 單片機(jī)將循環(huán)復(fù)位。復(fù)位期間， ALE、 PSEN 輸出高電平。 RST 從高電平變?yōu)榈碗娖胶螅?PC 指針變?yōu)?0000H，使單片機(jī)從程序存儲器地址為 0000H 的單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位后，內(nèi)容各寄存器的初始內(nèi)容如表 41 所示，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行程序出錯或進(jìn)入死循環(huán)時，可按復(fù)位按鈕重新啟動。 時鐘電路 在本次設(shè)計中，時鐘電路設(shè)計就是采用內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 是高增益反相放大器的輸入端和輸出端。這個高增益反相放大器將與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計報告 6 器。外接晶體振蕩器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小會影響起振的快速和溫度的穩(wěn)定性、振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率的高低。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz,電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22uF。在焊接刷電路板時，我們應(yīng)注意晶體振 蕩器和電容盡可能安裝的與單片機(jī)芯片靠近些，用以減少寄生電容，為了更好地保證振蕩器可靠地工作和穩(wěn)定行，其電路圖如圖 33 所示。 圖 33 時鐘電路 時鐘電路 在本次設(shè)計中，時鐘電路設(shè)計就是采用內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 是高增益反相放大器的輸入端和輸出端。這個高增益反相放大器將與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體振蕩器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中 ，對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小會影響起振的快速和溫度的穩(wěn)定性、振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率的高低。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz,電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22uF。在焊接刷電路板時，我們應(yīng)注意晶體振蕩器和電容盡可能安裝的與單片機(jī)芯片靠近些，用以減少寄生電容，為了更好地保證振蕩器可靠地工作和穩(wěn)定行，其電路圖如圖 34 所示。 圖 34 時鐘電路 成都學(xué)院（成都大學(xué)）課程設(shè)計報告 7 按鍵電路 獨(dú)立式鍵盤是各按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根 I/O 接口線，每根 I/O 接口線上的按鍵是不會影響其他 的 I/O 接口線。在本次設(shè)計中，按鍵為 K0、 K K2，他們分別與單片機(jī) P P1 P12接口線相接。通過按鍵控制顯示器的顯示。其電路圖如 35 所示。 圖 35 按鍵電路 LED 顯示電路 在本次的設(shè)計中，采用的 8 位的數(shù)碼管顯示器。 數(shù)碼管如果按照段數(shù)分可為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元，也就是多了一個小數(shù)點(diǎn)的顯示；如果按能夠顯示多少個“ 8”分類的話，也可以可分為 1 位、 2 位、 4 位等數(shù)碼管 。 如果 按 照 發(fā)光二極管單元 的 連接方式 又可以 分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共 陽 極的 數(shù)碼管是將所有