【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 INTEL公司將MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó)ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)的。 基本特性8位CPU片內(nèi)振蕩器4k字節(jié)ROM128字節(jié)RAM21個(gè)特殊功能寄存器32根I/O線可尋址的64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間2個(gè)16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器中斷結(jié)構(gòu)：具有二個(gè)優(yōu)先級(jí)、五個(gè)中斷源一個(gè)全雙口串行口位尋址（即可尋找某位的內(nèi)容）功能，適于按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算的位處理器。除128字節(jié)RAM、4k字節(jié)ROM和中斷、串行口及定時(shí)器模塊外，還有4組I/O口P0～P3，余下的就是CPU的全部組成。把4kROM換為EPROM就是8751的結(jié)構(gòu)，如去掉ROM/EPROM部分即為8031，如果將ROM置換為Flash存貯器或EEPROM，或再省去某些I/O，即可得到51系列的派生品種，如89C5AT89C2051等單片機(jī)。單片機(jī)各部分是通過內(nèi)部的總線有機(jī)地連接起來的。其基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖31。圖31 8051系列單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu) 外部引腳8051采用雙列直插式40引腳封裝，圖32(a)為引腳圖，圖32(b)為邏輯符號(hào)圖，各引腳功能如下。1) 電源和晶振Vcc：工作電源輸入，運(yùn)行和程序檢驗(yàn)時(shí)接+5V；Vss：地；XTAL1：輸入到振蕩器的反相放大器；XTAL2：反相放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。2) I/O口4個(gè)(共4*8=32根)P0：8位漏極開路的雙向I/O口；PPP3：8位準(zhǔn)雙向的I/O口。3) 控制線(共4根)① 輸入RST：復(fù)位輸入，高電平有效。在振蕩器起振后，RST引腳上維持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，使單片機(jī)可靠復(fù)位，RST引腳電平變低，復(fù)位結(jié)束。EA/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器訪問允許輸入信號(hào)，低電平有效。第二功能為在編程時(shí)，其上施加編程電壓(僅對(duì)EPROM型單片機(jī)有效)。② 輸入/輸出ALE/PROG:地址鎖存允許輸出信號(hào)。第二功能為在編程時(shí)輸入編程電脈沖。③ 輸出PSEN：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出，低電平有效。圖32 MCS51 引腳及邏輯符號(hào)圖 最小系統(tǒng)單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括電源、復(fù)位、晶振、串口電路。當(dāng)8051與XLF串行口接口時(shí)，必須考慮電平匹配的問題。因?yàn)榇蛴C(jī)串行口為TTL電平，如果8051采用EIA RS232C接口，則應(yīng)經(jīng)MC1489轉(zhuǎn)換之后接到打印機(jī)一側(cè)，否則可直接將8051的TXD與XLF的RXD相接，不過連接距離應(yīng)很短。 微型打印機(jī)模塊電路構(gòu)成微型打印機(jī)的機(jī)械部分是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而機(jī)械部分動(dòng)作的完成則是由電路來控制的。微型打印機(jī)的電路組成一般分為4個(gè)部分，即：控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，接口電路和電源電路等，如圖33所示?？刂齐娐稢PU及相應(yīng)外圍電路構(gòu)成，是整個(gè)打印機(jī)的控制中心，驅(qū)動(dòng)電路受控制電路控制，直接與打印機(jī)相接，驅(qū)動(dòng)打印頭針及有關(guān)電機(jī)的動(dòng)作，完成字符圖形的打??；接口電路是打印機(jī)與主機(jī)通訊的通道，主機(jī)發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)均經(jīng)接口電路送達(dá)打印機(jī)的控制中心。電源電路則給整個(gè)打印機(jī)提供各種規(guī)格的電壓，是寬行打印機(jī)不可缺少的部分，而微型打印機(jī)通常省去此部分，與主機(jī)共用電源。圖33 微型打印機(jī)構(gòu)成原理圖隨著微機(jī)特別是單片機(jī)的發(fā)展，其應(yīng)用已從單機(jī)逐漸轉(zhuǎn)向多機(jī)或聯(lián)網(wǎng)，而多機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵又在于微機(jī)之間的相互通訊，互傳數(shù)據(jù)信息。 串行通信技術(shù)使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別使用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。 　　串行通信是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間以及主機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。使用串口通信時(shí)，發(fā)送和接收到的每一個(gè)字符實(shí)際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0。 　　串行通信可以分為同步通信和異步通信兩類。同步通信是按照軟件識(shí)別同步字符來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，異步通信是一種利用字符的再同步技術(shù)的通信方式。 　　同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。 它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)沒有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長(zhǎng)度來決定；校驗(yàn)字符有1到2個(gè)，用于接收端對(duì)接收到的字符序列進(jìn)行正確性的校驗(yàn)。同步通信的缺點(diǎn)是要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘保持嚴(yán)格的同步。 異步通信中，在異步通行中有兩個(gè)比較重要的指標(biāo)：字符幀格式和波特率。數(shù)據(jù)通常以字符或者字節(jié)為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備逐幀接收。發(fā)送端和接收端可以由各自的時(shí)鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步。接收端檢測(cè)到傳輸線上發(fā)送過來的低電平邏輯0（即字符幀起始位）時(shí)，確定發(fā)送端已開始發(fā)送數(shù)據(jù)，每當(dāng)接收端收到字符幀中的停止位時(shí)，就知道一幀字符已經(jīng)發(fā)送完畢。 串行接口電路目前，串行接口電路芯片種類和型號(hào)繁多，能夠完成異步通訊的硬件電路為UART，即通用異步接收器/發(fā)送器；能夠完成同步通訊的硬件電路稱為USRT；既能異步又能同步通訊的硬件電路稱為USART。從本質(zhì)上講，所有的串行接口電路都是以并行數(shù)據(jù)形式與CPU接口，而以串行數(shù)據(jù)形式與外部邏輯接口它們的基本功能是從外部邏輯接受串行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后傳送給CPU；或者從CPU接受并行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變成串行數(shù)據(jù)后輸出給外部邏輯。圖34和圖35分別給出了UART電路中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)操作的情況。 從圖34和圖35可以看出，串行通訊接口電路至少包括一個(gè)接受器和一個(gè)發(fā)送器，而接收器和發(fā)送器都分別包括一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和一個(gè)移位寄存器，以便實(shí)現(xiàn)CPU輸出→并行→串行→發(fā)送或接受→串行→并行→CPU輸入操作。圖34 UART發(fā)送操作圖35 UART接受操作 串行接口標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通訊主要采用異步串行通訊方式。在設(shè)計(jì)通訊接口時(shí)，必須根據(jù)需要選擇接口，并考慮傳輸介質(zhì)、電平轉(zhuǎn)換等問題。異步串行通訊接口有三類：RS232C(RS232A，RS232B)RS449，RS422，RS423和RS48520mA電流環(huán)該設(shè)計(jì)中8051采用EIA RS232C接口，則應(yīng)經(jīng)1489轉(zhuǎn)換之后接到打印機(jī)一側(cè)。EIA RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)正式公布的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前最常用的標(biāo)準(zhǔn)，用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。RS232C串行接口總線適用于，設(shè)備之間的通訊距離不大于15m，傳輸速率最大為20KB/s。RS232C是OSI基本參考模型物理層部分的規(guī)格，它決定了連接器形狀等物理特性、以0和1表示的電氣特性及表示信號(hào)意義的邏輯特性。采用負(fù)邏輯，即：邏輯“1”： 5V~15V邏輯“0”： +5V~+15V MC1489模塊EIA RS232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同XLF微型打印機(jī)的TTL器件連接，必須在EIA RS232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1489可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。因此，RS232C所有的輸出、輸入信號(hào)都要分別經(jīng)過MC1498 轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后才能送到XLF微型打印機(jī)上去或從XLF微型打印機(jī)上送進(jìn)來。其引腳排列如圖36所示：圖36 MC1489引腳排列 接口電平轉(zhuǎn)換電路RS232C規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，而此標(biāo)準(zhǔn)并不能滿足TTL電平傳送要求，因此當(dāng)RS232C電平與TTL電平接口時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。目前RS232C與TTL的電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片是傳輸線驅(qū)動(dòng)器MC1489和傳輸線接受器MC1489。其作用除了電平轉(zhuǎn)換外，還實(shí)現(xiàn)正負(fù)邏輯電平的轉(zhuǎn)換。MC1489內(nèi)部有四個(gè)反相器，輸入為RS232C電平，輸出為TTL電平，供電電壓為+5V，MC1489中每