【文章內容簡介】 ]有些 SFR 還可以進行位尋址 .128 個字節(jié)的 SFR 塊中僅有 21 個字節(jié)是由定義的 .對于尚未定義的字節(jié)地址單元 ,用戶不能作寄存器使用 ,若訪問沒有定義的單元 ,則將得到一個不確定的隨機數 . 并行 I/O 口 MCS51 單片機共有 4 個雙向的 8 位并行 I/O 端口（ Port），分別記作 P0P3，共有 32 根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅動器和輸入緩沖器所組成。實際上 P0P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結構上有一些差異，故各口的性質和功能有一些差異。 P0 口是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8 位）及數據總線分時復用口，可驅 動 8個 LS 型 TTL 負載。 P1口是 8位準雙向 I/O 口，可驅動 4 個 LS 型負載。 P2 口是 8 位準雙向 I/O 口，與地址總線（高 8 位）復用，可驅動 4 個LS 型 TTL 負載。 P3 口是 8 位準雙向 I/O 口，是雙功能復用口，可驅動 4 個 LS型 TTL 負載。 P1 口、 P2 口、 P3 口各 I/O 口線片內均有固定的上拉電阻，當這 3個準雙向 I/O 口做輸入口使用時，要向該口先寫“ 1”，另外準雙向 I/O 口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài) I/O 口。 時鐘電路與時序 時鐘電路用于產生 MCS51 單片機工作時所必需的時鐘信號。 MCS51 單 片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為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，嚴格地按時序執(zhí)行進行工作，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各個信號的關系。 在執(zhí)行指令時， CPU 首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時序電路產生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。 CPU 發(fā)出的時序信號有兩類，一類用于片內對各個功能部件的控制，這列信號很多。另一類用于片外存儲器或 I/O 端口的控制，這部分時序對于分析、設計硬件接口電路至關重要。這也是單片機應用系統(tǒng)設計者普遍關心的問題。 6 單片機的應用領域 單片機應用領域可以歸納為以下幾個方面。 1．智能儀表 用單片機系統(tǒng)取代老式的測量、控制儀表，實現(xiàn)從模擬儀表向數字化、智能化儀表的轉化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、電能計量儀表等。 2. 測控系統(tǒng) 用單片機取代原有的復雜的模擬數字電路，完成各種工業(yè)控制、數據采集系統(tǒng)等工作。 3．電能變換 應用單片機設計變頻調速控制電路。 4．通信 用單片機開發(fā)通信模塊、通信器材等。 5．機電產品 應用單片機檢測、控制傳統(tǒng)的機械產 品，使傳統(tǒng)的機械產品結構簡化，控制智能化，提高了機電產品的可靠性，增強了產品的功能。 6．智能接口 在數據傳輸中，用單片機實現(xiàn)外部設備與微機通信。 本章小結 本章介紹了單片機的一些基本硬件結構。單片機是微計算機的一個分支，在原理和結構上，單片機與微型機之間沒有根本性的差別，而且微計算機的許多技術都被單片機繼承下來。單片機的基本結構依然是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結構模式，但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 7 第 3 章 電路的硬件設計 復位電路 MCS51 單片機的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。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。 上電復位：上電復位電路是 — 種簡單的復位電路，只要在 RST 復位引腳接一個電容到 VCC，接一個電阻到地就可以了。上電復位是指在給系統(tǒng)上電時，復位電路通過電容加到 RST 復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復位信號隨著 VCC對電容的充電 過程而回落，所以 RST 引腳復位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復位， RST 引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。 電路圖如下： 上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位。 時鐘電路 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，有條不紊的一拍一拍地工作。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，另一種為外部時鐘方式。本文用的是內部時鐘方式。 電路圖如下： 8 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，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 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。 按鍵電路 按鍵的開關狀態(tài)通過一定的電路轉換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相應的 I/O 端口形成一個負脈沖。閉合和釋放過程都要經過一定的過程 才能達到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。抖動持續(xù)時間的常長短與開關的機械特性有關，一般在 510ms 之間。為了避免 CPU 多次處理按鍵的一次閉合，應采用措施消除抖動。本文采用的是獨立式按鍵，直接用I/O 口線構成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條 I/O 口線，每個按鍵的工作狀態(tài)不會產生互相影響。 電路圖如下： 口表示功能移位鍵，按鍵選擇要調整的時十位、時個位、分十位或分個位。 口表示數字“ +“鍵， 按一下則對應的數字加 1。 口表示數字“ ”鍵，按一下則對應的數字減 1。 口表示時間表的切換，程序默認為日常時間表，當按下該開關，使輸入為低電平時，表示當前執(zhí)行的是考試時間表，并有綠發(fā)光二極管顯示。再按鍵， 9 使鍵抬起，輸入維高電平時，表示當前執(zhí)行的是日常作息時間表，用紅發(fā)光二級管顯示。 相關控制電路 控制打鈴電路 口控制繼電器進而控制電鈴工作。當時鐘當前的時間和當前所執(zhí)行的時間表的時間一致時，相應得標志位為 1， 口輸出高電平，控制繼電器閉合，從 而合上開關，啟動電鈴進行打鈴。打鈴一定時間，標志位置 0， 輸出低電平，繼電器打開，電鈴停止工作。 電路圖如下： 時間表顯示電路 因為該電路可以執(zhí)行兩個時間表，即正常作息時間表和考試時間表。為了能夠從外觀上看出當前正在執(zhí)行的是那種時間表。