【文章內(nèi)容簡介】 電池就可以工作。低功耗對單片機芯片在便攜式、手提式或者野外作業(yè)的儀器儀表設備上使用十分有利。第三，AT89C51在功能增強方面也很突出。AT89C51芯片增加了待機和掉電保護兩種工作方式，以保證單片機在掉電的情況下，能以最低的能耗電流維持。最后，在AT89C51系列芯片中，內(nèi)部程序存儲器除了ROM和EPROM型之外，還有E178。PROM型，例如89C51中就有4KB的E178。PROM。并且隨著集成技術的提高，AT89C51系列芯片片內(nèi)程序存儲器的容量也越來越大，64KB的芯片已經(jīng)廣泛的應用了。許多的AT89C51芯片的存儲器還具有程序存儲器保密機制，以防止應用程序的泄密或者被復制[6]。 MCS51單片機的管腳圖和各個管腳的作用 AT89C51的管腳圖AT89C51是典型的40管腳雙列直插式集成電路芯片，其中各個引腳的功能如下所示：(1) 信號引腳的功能介紹① 輸入/輸出口線～ P0口的8位雙向口線；～ P1口的8位雙向口線；～ P2口的8位雙向口線；～ P3口的8位雙向口線。② ALE 地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送，此外由于ALE是以六分之一的晶振頻率的固定頻率輸出正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。③ 外部程序存儲器選通信號在讀外部的ROM時有效（低電平），以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。④ 訪問程序存儲器控制信號當信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當信號為高電平的時候，則對于ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可以延續(xù)至外部程序存儲器。⑤ RST 復位信號當輸入的復位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位操作。⑥ XYAL1和XTAL2 外接晶體引線端當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；但是當使用外部時鐘脈沖信號。⑦ VSS 地線⑧ VCC +5V電源以上就是AT89C51單片機芯片的40條引腳的定義及簡單說明。(2) 信號引腳的第二功能由于工藝及標準化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限的，例如MCS51系列芯片引腳數(shù)目40條，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。① EPROM存儲器程序固化所需要的信號有內(nèi)部EPROM的單片機芯片，如87C51，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，它們是由信號引腳的第二功能的形式提供的，即：編程脈沖： 30腳（ALE/PROG）編程電源：（25V）31腳（/VPP）② 備用電源的引入MCS51單片機的備用電源也是以信號引腳的第二功能方式由9腳（RST/VPD）引入的。當電源發(fā)生故障的時候，電源下降到下限值時，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部的RAM提供電壓，以保護內(nèi)部RAM信息不會丟失。 P3口線的第二功能口線 第二功能 信號名稱 RXD串行數(shù)據(jù)接收 TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷0的申請 外部中斷1的申請 T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入 T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入 外部RAM的寫通道 外部RAM的讀通道(3) 最后，引腳的第一、第二功能是不會在用的時候混淆的，因為：① 對于各種型號的芯片，所有管腳的第一功能信號是相同的，所不同的是引腳的第二功能信號上。② 對于30和31各個引腳，由于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同的工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾。③ P3口線的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機上的重要控制信號，因此，在實際使用的時候，總是先按照需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的再考慮作為口線使用。 單片機的復位與震蕩電路根據(jù)應用的要求，用到單片機，為了可靠的復位要外加一個復位電路。復位操作通常有：上電復位和上電或開關復位。工作原理是通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。上電復位的時間常數(shù)要在10ms以上，才能保證上電，一般可以取電容的大小為10μF。 AT89C51 的復位與震蕩電路Imel8279芯片是種通用可編程的鍵盤、顯示，單個芯片就能完成鍵盤輸入和LED自動顯示控制兩種功能。內(nèi)含8個字符的鍵盤輸入F1FO，16個字節(jié)的顯示RAM。鍵盤部分提供的掃描方式，可以顯示和具有 64個按鍵或傳感器的陣列。能自動清除開關抖動以及N鍵同時按下的保護。顯示部分按掃描力式ll作，可以顯示8或16位LED數(shù)碼管。(1)8279的引腳及功能8279芯片采用雙列直插式封裝，各引腳排列如圖23所示A0：地址輸入線，A0一O為數(shù)據(jù)口地址，A0一l為命令 狀態(tài)口地址。D7～D0：雙向數(shù)據(jù)線，三態(tài)，用于與CPU之間的命令數(shù)據(jù)傳送。CLK：時鐘輸入線，用于8279的時鐘輸入，以產(chǎn)生內(nèi)部定時的時鐘脈沖，其l作頻率為1KMz， 般由CPU的ALE信號分頻得到。CS：片選輸入線，低電半有效。RD：讀信號輸入控制線，低電平有效。WR：寫信號輸入線，低電平有效。INT：rr『斷請求輸出線，高電平有效。在鍵盤___作方式卜，當FTFO／傳感器RAM巾有數(shù)據(jù)時，輸出高電平，在FIFO／傳感器RAM每次讀出時， 卜降為低電平工作方式，若在RAM中還有信息，則義變?yōu)楦唠娖?。在傳感器工作方式中，每當探測到傳感器信號變化時。中斷線就變?yōu)楦唠娖?。sLO～sL3：掃捕輸出線，用來掃捕按鍵開關、傳感器陣列和顯示。RL0～RL7：回送輸入線，按鍵或傳感器掃描時，回送掃描狀態(tài)。其內(nèi)部有上拉電阻，使之保持為高電平，當有按鍵閉合時，對應的回送輸入線變?yōu)榈碗娖健?SHIFT：換擋輸入線，高電半有效，用于鍵盤上下?lián)豕δ茉O置，在傳感器工作方式中，輸入無效。 CNTL在鍵盤工作方式時，常用來擴展開關的控制功能。 OA3～OAO及OB3～OBO：A組顯示輸出線和B組顯示輸出線，輸出與掃描線sL0～sL3同步，可被獨立控制輸出。BD：消隱信號輸出線，低電平有效，也可看成一個8位端口控制輸出。在顯示信息切換時。不使切換信息輸出仝LED上顯不。 VCC：+5v電源輸入線。 VSS：地線輸入線。 命令及命令格式 8279有三種I作方式：鍵盤l作方式、顯示_ll作方式和傳感器_ll作方式。鍵盤工作方式：雙鍵互鎖和 N鍵輪回。雙鍵互鎖是指當有兩個以卜按鍵同時按下時，只 能識別最后一個被放的按鍵，并把其鍵值送入內(nèi)部FlFO RAM中。N鍵輪回是指當有多個按鍵 同時按下時，所有按鍵的鍵值均可按掃描順序依次存入FIFORAM中。 顯示_l_作方式：是指當CPU輸入至8279內(nèi)部FIFO RAM的數(shù)據(jù)的輸出格式，有8個字符芹端入口顯示、8個字符右端入口顯示、16個字符芹端入口顯示、16個字符右端入口顯示四種方式。 傳感器工作方式：是指掃描傳感器陣列時，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化就置位INT向CPU申請中斷。選擇不 同的工作方式均是通過CPU對8279送入命令來進行控制。8279共有8種命令，命令寄存器為8位，其巾D7～D5為命令特征位，D4～D0為命令的控制位。CPU對8279寫入的命令數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。第三章 調(diào)試 硬件調(diào)試單片機應用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是存調(diào)試軟件時發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結合起來調(diào)試。常見的硬件故障有：邏輯錯誤：樣機硬件的邏輯錯誤是由丁設計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路、相位等。元器件失效：元或怎能不符合要求；方向裝反、二極管極器件失效的原因包括兩個方面， 方面是器件本身已損壞另‘方面是組裝過程中造成元器件失效，如電解電容方面性接反、集成電路或排電阻方向錯誤、三極管引腳接錯等可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過人、器件負載過大或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。電源故障：若樣機中存在電源故障，!J!IJ加電后將造成器件損壞。電源故障包括：電壓值不符合設計要求，電源引出線和插座不對應，電源功率不足，負載能力差等。更件的調(diào)試方式有：脫機調(diào)試：脫機調(diào)試是存樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。就特別注意電源的走線，防止 電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。對于樣機所用電源事先必須單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負載能力、極性等均符合設計要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應注意甲．片機插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機。聯(lián)機調(diào)試：通過脫