【文章內容簡介】 0c51 芯片簡介 80C51 單片機和 80C51 系列單片機 80C51 單片機屬于美國 Intel 公司的 MCS51 系列 產品中的一個型號，它采用CHMOS 工藝，功耗低，性能優(yōu)良，在市場中獲得了廣泛的應用。 80C51 系列單片機，泛指所有具有 MCS51 指令系統(tǒng)，同時采用 CHMOS 工藝的單片機。 在我國，80C51 系列單片機因其性能價格比高、開發(fā)方式多、芯片功能適用、且為國內技術人員所熟知等特點得到了極其廣泛的應用。 80C51 單片機的基本組成 圖所示為 80C51 單片機的基本組成，可以看出在該芯片上集成了一個微型計算機 圖 80c51基本組成1．CPU 系統(tǒng)1 個 8 位微處理器 CPU 內部時鐘電路總線控制邏輯 2．內部存儲器 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 9 頁4KB 的片內程序存儲器（ROM/EPROM/Flash）128B 數據存儲器（RAM）和 128B 特殊功能寄存器 SFR（80C51 只用到其中 21B） 3．I/O 接口及中斷定時功能4 個 8 位可編程的 I/O（輸入/輸出）并行接口5 個中斷源的中斷控制系統(tǒng)，可編程為 2 個優(yōu)先級2 個 16 位定時/計數器，既可以定時，又可以對外部事件進行計數1 個全雙工的串行 I/O 接口，用于數據的串行通信 所有這些都通過單片機內部的總線相連接。 表 1．基本型與增強型 基本型 如 80C51。能滿足基本的控制要求。 增強型 如 80C52。在存儲器配置和中斷定時控制上進行了加強。 2．片內 ROM 形式 無 ROM 型 如 80C31。已淘汰。 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 10 頁 掩模 ROM 型 如 80C51。用戶程序只能由芯片生產廠家寫入，但不能更改，適合成型后的批量生產。 EPROM 型 如 87C51。用戶程序由編程器寫入，通過紫外線照射擦除，使用不便。 FlashROM 型 如 89C51。用戶程序可以由電寫入或者擦除，這是當前的主流芯片。 80C51 的內部結構 圖 CPU CPU 是 80C51 內部的 1 個字長為 8 位的中央處理單元，它由運算器、控制器兩部分組成。實際上構成了單片機的核心。 （1）運算器 以算術邏輯單元 ALU（Arithmetic Logic Unit）為核心，還包括累加器 A、程序狀態(tài)字寄存器 PSW（Program Status Word）、B 寄存器、兩個 8 位暫存器 TMP1 和 TMP2等部件。 可以進行加、減、乘、除、加 減 BCD 數十進制調整、比較等算術運算； 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 11 頁 也可以進行與、或、非、異或等邏輯運算； 還能完成循環(huán)移位、判斷和程序轉移等控制功能。（2）控制器 包括程序計數器 PC、指令寄存器、指令譯碼器、振蕩器、定時電路及控制電路等部件； 它能根據不同的指令產生相應的操作時序和控制信號，控制單片機各部分的運行； 單片機執(zhí)行哪條指令受 PC 控制。 （1）片內 ROM 是程序存儲器； （2）片內 RAM，可用于存放輸入、輸出數據和中間計算結果，或作為數據堆棧區(qū)。3．I/O 口 （1） 并行口 有 4 個 8 位并行 I/O 口 P0～P3，均可并行輸入輸出 8 位數據。 （2）串行口 有 1 個串行 I/O 口，用于數據的串行輸入輸出4．定時器/計數器 （1）產生定時脈沖，實現單片機的定時控制； （2）用于計數方式，記錄外部事件的脈沖個數。 80C51 的引腳功能描述 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 12 頁 圖 80C51的引腳功能描述 DIP40 引腳封裝 （1）電源引腳（2 個）VCC：接+5V 電源VSS：接地端 （2） 外接晶體引腳（2 個）XTAL1：外接晶振輸入端XTAL2：外接晶振輸入端 （3） 并行輸入輸出引腳（32 個，分成 4 個 8 位口）~：通用 I/O 引腳或數據/低 8 位地址總線復用引腳~：通用 I/O 引腳~：通用 I/O 引腳或高 8 位地址總線復用引腳~：通用 I/O 引腳或第二功能引腳 （4） 控制引腳（4 個）RST/VPD：復位信號輸入引腳 /備用電源輸入引腳ALE/ ：地址鎖存允許信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳 / VPP：內外存儲器選擇引腳 /片內 EPROM（或 FlashROM）編程電壓輸入引腳PSENA 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 13 頁 ：片外程序存儲器讀選通信號輸出引腳2．非總線型 DIP2 0 引腳封裝（1） 電源引腳（2 個） VCC：接+5V 電源GND：接地端（2）外接晶體引腳（2 個）XTAL1：外接晶振輸入端XTAL2：外接晶振輸入端3） 并行輸入輸出引腳（15 個） 圖 20引腳的 51單片機~：通用 I/O 引腳（ 和 兼作模擬信號輸入引腳 AIN0、AIN1）~、：通用 I/O 引腳或第二功能引腳（4） 控制引腳（1 個）RST：復位信號輸入引腳 80C51 電路設計 80C51 芯片由 接入頻率信號，由單片機處理，然后 P2 口輸出給 LCD1602 顯示出結果。PROG 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 14 頁 圖 單片機管腳接法 LCD1602 簡介 LCD1602 優(yōu)點 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品中都可以看到，顯示的主要是數字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED 數碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和 LED 數碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應用。 在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：1. 顯示質量高由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。2. 數字式接口 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 15 頁液晶顯示器都是數字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。3. 體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。4. 功耗低相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 液晶顯示簡介①液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA 移動通信工具等眾多領域。②液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（Static）、單純矩陣驅動（Simple Matrix）和主動矩陣驅動（Active Matrix）三種。③液晶顯示器各種圖形的顯示原理:1. 線段的顯示點陣圖形式液晶由 MN 個顯示單元組成，假設 LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128 列，每 8 列對應 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個點組成，屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16 字節(jié)的內容決定，當（000H）=FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點；當（3FFH）=FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H ）=FFH，（001H ）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。這就是 LCD 顯示的基本原理。2. 字符的顯示 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 16 頁用 LCD 顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由 68 或 88 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。3. 漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5……右邊為 6……根據在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數可找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個完整漢字。 1602 字符型 LCD 簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式 LCD，目前常用16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 ： 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 17 頁 圖 1602字符型液晶顯示器實物圖 1602LCD 的基本參數及引腳功能1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 所示： 圖 1602LCD尺寸圖1602LCD 主要技術參數： 顯示容量:162 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:(WH)mm 引腳功能說明1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 貴州大學本科畢業(yè)論文(設計) 第 18 頁 所示:表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 數據2 VDD 電源正極 10 D3 數據3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數據4 RS 數據/命令選擇 12 D5 數據5 R/W 讀/寫選擇 13 D6 數據6 E 使能信號 14 D7 數據7 D0 數據 15 BLA 背光源正極8 D1 數據 16 BLK 背光源負極第 1 腳：VSS 為地電源。第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。第 3 腳：VL 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“ 鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調整對比度。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS 和R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數據。第 6 腳：E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數據線。第 15 腳：背光源正極。第 16 腳：背光源負極。 1602LCD 的指令說明及時序1602 液晶模塊內部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示：表 控制指令表序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0