【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了 CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和 I/O 口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些部件連接在一起。STC89C516RD 單片機(jī)內(nèi)部包含以下一些功能部件：1. 一個(gè) 8 位 CPU；2. 一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；3. 4KB 的 ROM4. 128x8 字節(jié)內(nèi)部 RAM；5. 可尋址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制電路；6. 兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；7. 21 個(gè)特殊功能寄存器；8. 4 個(gè) 8 位并行 I/O 口，共 32 條可編程 I/O 端線；9. 一個(gè)可編程全雙工串行口；10. 5 個(gè)中斷源； STC89C516RD 單片機(jī)的引腳功能STC89C516RD 單片機(jī)一般采用雙列直插 DIP 封裝，共 40 個(gè)引腳，圖 為單片機(jī)引腳排列圖。40 個(gè)引腳大致可分為 4 類：電源、時(shí)鐘、控制和 I/O 引腳。圖 單片機(jī)引腳排列圖 電源（40 腳）——芯片電源，接+５Ｖ；（GND20 腳）——接地端。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì)8 時(shí)鐘XTAL1（19 腳）、XTAL2（18 腳）——晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)外接石英晶體如圖 。圖 晶體振蕩電路 控制信號(hào)引腳線控制線共有 4 根，其中 3 根是復(fù)用線。所謂復(fù)用線是指具有兩種功能，正常使用時(shí)是一種功能，在某種條件下是另一種功能。 （30 腳）地址鎖存允許/片內(nèi) EPROM 編程脈沖。(1)ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址。STC89C516RD 在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器（包括并行擴(kuò)展 I/O 口）時(shí)，P0 口用于分時(shí)傳送低 8 位地址和數(shù)據(jù)信號(hào)，且均為二進(jìn)制數(shù)。那么如何區(qū)分是低 8 位地址還是 8 位數(shù)據(jù)信號(hào)呢？當(dāng) ALE 為高電平時(shí)，P0 口傳送的是低 8 位地址信號(hào)；ALE 為低電平時(shí)，P0口傳送的是 8 位數(shù)據(jù)信號(hào)。在 ALE 信號(hào)的下降沿，鎖定 P0 口傳送的內(nèi)容，即低 8 位地址信號(hào)。需要指出的是，當(dāng) CPU 不執(zhí)行訪問外 RAM 指令（MOVX）時(shí)，ALE 以時(shí)鐘振蕩頻率 1 / 6 的固定頻率輸出，因此 ALE 信號(hào)也可作為外部芯片 CLK 時(shí)鐘或其他需要。但是，當(dāng)CPU 執(zhí)行 MOVX 指令時(shí)，ALE 將跳過一個(gè) ALE 脈沖。ALE 端可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 門電路。(2)PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。（29 腳）——外 ROM 讀選通信號(hào)。80C51 讀外 ROM 時(shí)，沒個(gè)機(jī)器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。PSEN 可作為外 ROM 芯片輸出允許 OE 的選通信號(hào)。在讀內(nèi) ROM 或讀外 RAM 時(shí)，PSEN 無效。PSEN 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)LSTTL 門電路。 3. RST/Vpd（9 腳）——復(fù)位/備用電源。(1)正常工作時(shí)，RST（Reset）端為復(fù)位信號(hào)輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平，80C51 芯片即實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后一切從頭開始，CPU 從0000H 開始執(zhí)行指令。8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖 上電自動(dòng)復(fù)位電路 和圖 手動(dòng)復(fù)位電路。 圖 上電自動(dòng)復(fù)位電路 圖 手動(dòng)復(fù)位電路 (2)Vpd 功能：在 Vcc 掉電情況下，該引腳可接上備用電源，由 Vpd 向片內(nèi)供電，以保持片內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。4. EA/VPP（31 腳） ——內(nèi)外 ROM 選擇/片內(nèi) EPROM 編程電源。(1)EA 功能：正常工作時(shí)，EA 為內(nèi)外 ROM 選擇端。AT89C51 單片機(jī) ROM 尋址范圍為64KB，其中 4KB 在片內(nèi)，60KB 在片外。當(dāng) EA 保持高電平時(shí)，先訪問內(nèi)部 ROM，但當(dāng)PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過 4KB（0FFFH）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外 ROM 中的程序。當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則 CPU 只訪問外 ROM，當(dāng) EA 為高電平時(shí)，則 CPU 要先對(duì)內(nèi)部 ROM 訪問,然后自動(dòng)延至外部超過 4KB 的 ROM。(2)Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳用于施加編程電源 Vpp。 輸入/輸出引腳（I/O 口線） 口（32—39 腳）——8 位雙向 I/O 口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展I/O 口)時(shí), P0 口可用作雙向 I/O 口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O 口)時(shí), P0 口可用于分時(shí)傳送低 8 位地址(地址總線)和 8 位數(shù)據(jù)信號(hào)(數(shù)據(jù)總線)。P0 口能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) LSTTL 門。 口（1——8 腳）——8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口(“準(zhǔn)雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電阻)。 P1 口能驅(qū)動(dòng)為 4 個(gè) LSTTL 門。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì)103. P2 口（21——28 腳）——8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O 口)時(shí), P2 口可用作雙向 I/O 口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O口)時(shí), P2 口可用于傳送高 8 位地址(屬地址總線) 。P2 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門。引腳上拉電阻同 P1 口。在結(jié)構(gòu)上，P2 口比 P1 口多一個(gè)輸出控制部分。4. P3 口（10——17 腳）——8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口?？勺饕话?I/O 口用,同時(shí) P3 口每一引腳還具有第二功能,用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)(屬控制總線)。P3 口驅(qū)動(dòng)能力為 4 個(gè) LSTTL 門。 P3 口第二功能如下:——RXD:串行口輸入端。——TXD:串行口輸出端?！狪NT0:外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端?！狪NT1:外部中斷 1 請(qǐng)求輸入端——T0:定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 外部信號(hào)輸入端?！猅1:定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外部信號(hào)輸入端?！猈R:外 RAM 寫選通信號(hào)輸出端?！猂D:外 RAM 讀選通信號(hào)輸出端。上述 4 個(gè) I/O 口,各有各的用途。 在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O 口)時(shí), 4 個(gè) I/O 口都可作為雙向 I/O 口用。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O 口)時(shí), P0 口專用于分時(shí)傳送低 8 位地址信號(hào)和 8 位數(shù)據(jù)信號(hào),P2 口專用于傳送高 8 位地址信號(hào)。P3 口根據(jù)需要常用于第二功能,真正可提供給用戶使用的 I/O 口是 P1 口和一部分未用作第二功能的 P3 口端。 繼電器的選擇繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，用來接通和斷開控制電器，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。根據(jù)控制電路的電源電壓，能提供的最大電流，被控電路需的觸點(diǎn)形式。根據(jù)單片機(jī)的控制特點(diǎn) AT89C51單片機(jī)帶負(fù)載能力不強(qiáng)，一般用三極管控制繼電器，因此本系統(tǒng)采用的是：松樂 T73 SRD5VDCSLC 繼電器。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì)電源為單片機(jī)提供+5V 電壓供電，交流220V 電源經(jīng)變壓器降壓在經(jīng)過整流、濾波后產(chǎn)生直流電壓，輸入到集成穩(wěn)壓器7805的輸入端，7805輸出穩(wěn)定的+5V 電壓為單片機(jī)供電。圖 電源電路 進(jìn)排水電路設(shè)計(jì)圖 保護(hù)電路 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì)12 顯示電路設(shè)計(jì)顯示部分主要是通過一個(gè)兩位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)的工作時(shí)間信息。該數(shù)碼管共有10個(gè)管腳，其中 A——G 7個(gè)管腳為數(shù)碼管的段選，1和2為數(shù)碼管的位選，DP 為小數(shù)點(diǎn)顯示。其中數(shù)碼管的段選與單片機(jī)的 ——，數(shù)碼管的位選1和2分別與單片機(jī)的 。圖 顯示電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)紅外檢測(cè)電路設(shè)計(jì)圖 紅外檢測(cè)電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路設(shè)計(jì)：圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 按鍵控制設(shè)計(jì)該系統(tǒng)通過四個(gè)獨(dú)立按鍵來控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止和工作狀態(tài)設(shè)置，四個(gè)鍵分別為：程序、增加、減少、啟動(dòng)，其中四個(gè)鍵分別與單片機(jī)的 —：具。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì)14圖 按鍵連接 狀態(tài)指示電路設(shè)計(jì)狀態(tài)指示是通過8個(gè) LDE 顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，LED 與74LS138的輸出端相連接，其中74LS138的三個(gè)使能端分別與單片機(jī)的 —，通過單片機(jī)輸出高低電平控制74LS138相應(yīng)的引腳，使 LED 點(diǎn)亮，指示出工作狀態(tài)。圖 指示燈電路 硬件總體電路設(shè)計(jì) 通過上面的分析硬件電路（）主要有這幾部分組成：：（1）復(fù)位電路 （2）時(shí)鐘電路 （3）AT89C51 與數(shù)碼顯示部分 4. 74LS138譯碼器（蜂鳴器） 其中按鍵部分為四個(gè)獨(dú)立按鍵與單片機(jī)的 —，分別是程序的增加、減少和啟動(dòng)主要用于設(shè)置洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。D0—D7是洗衣機(jī)的工作狀態(tài)指示燈，其中 D0—D5與38譯碼器的 Y0—Y5相連接分別表示：進(jìn)水時(shí)間設(shè)定，脫水剩余時(shí)間，脫水定時(shí)，洗衣剩余時(shí)間，洗衣定時(shí)，洗滌次數(shù)。D6與 D7分別與單片機(jī)的 連接表示：弱洗和強(qiáng)洗。數(shù)碼管用于顯示洗衣機(jī)工作的時(shí)間，其中 P0口控制數(shù)碼管的段選， 。報(bào)警部分（蜂鳴器）用于洗衣完畢是的報(bào)警，通過三極管驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)的 。繼電器控制部分主要用于電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，通過三極管驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)的 —。單片機(jī)的 個(gè)電控水龍頭用于洗衣機(jī)的進(jìn)水和脫水。圖 電路原理圖 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì)164. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的主要程序圖框如圖 所示。系統(tǒng)程序可以分為：主程序，定時(shí)器中斷1 程序，定時(shí)器中斷 0 程序，外部中斷 0 和外部中斷 1 程序，延時(shí)程序，數(shù)碼管顯示程序，等幾部分組成。定時(shí)中斷 1 和外部中斷 0 來控制電控水龍頭進(jìn)水,利用定時(shí)器中斷0 記錄洗衣時(shí)間,通過外部中斷 1 判斷水是否放完，來進(jìn)行脫水,定時(shí)中斷 1 記錄脫水時(shí)間。下面分別以各部分的程序流程圖進(jìn)行分析程序 主程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析首先，開機(jī)可以先進(jìn)行選擇強(qiáng)洗和弱洗（弱洗是電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)每 10s 交替運(yùn)行）并且相應(yīng)指示燈亮。連續(xù)按下“程序”鍵可進(jìn)行相應(yīng)功能的選擇,當(dāng)進(jìn)水時(shí)間、洗衣時(shí)間、脫水時(shí)間、洗滌次數(shù)、脫水時(shí)間以及強(qiáng)洗或弱洗設(shè)置完成后，按下“啟動(dòng)”鍵系統(tǒng)開始工作，進(jìn)水龍頭打開，當(dāng)進(jìn)水時(shí)間到或水加滿開始進(jìn)行洗衣，當(dāng)洗衣時(shí)間到，開始進(jìn)行脫水。當(dāng)脫水時(shí)間到，若洗滌次數(shù)不到，繼續(xù)下一次洗滌，否則結(jié)束工作且蜂鳴器報(bào)警 5 秒，工作結(jié)束。其應(yīng)用程序如下： 是