【文章內容簡介】 /O口，1個全雙工異步串行口，同時內含5個中斷源，2個優(yōu)先級，2個16位定時/計數(shù)器。STC89C52的存儲器系統(tǒng)由4K的程序存儲器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)組成[3]。STC89C52單片機的基本組成框圖見圖31。圖31 STC89C52單片機結構圖 STC89C52單片機主要特性一個8位的微處理器（CPU）。片內數(shù)據(jù)存儲器RAM（128B），可以讀/寫操作的數(shù)據(jù)存儲，如中間結果，最終結果要顯示數(shù)據(jù)，用STC89系列單片機提供高達1K的RAM。片內程序存儲器ROM（4KB），用于存儲程，一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機內部無ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。目前的發(fā)展趨勢是RAM和ROM芯片集成在一個芯片，便于提高系統(tǒng)抗干擾能力的用戶設計。STC公司推出的89系列單片機集成16K，32K，64K FLASH存儲器，用戶可以根據(jù)需要選擇。四個8位并行I/O接口P0 ~ P3，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出。個定時器/計數(shù)器，每個定時器/計數(shù)器可設置和計數(shù)的方式，用來計數(shù)外部事件，可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時實現(xiàn)計算機控制的結果。為了方便的串行通信的設計，52系列將提供3個16位定時器/計數(shù)器。五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。新的已經(jīng)超過了5單片機的中斷源例如STC89E58RD，有9個中斷源。一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于單片機之間或單片機與微機之間的串行通信。片上振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和電容需要外接。最高振蕩頻率為12MHz。并且，STC89V58RD最高振蕩頻率可達40MHz，大大提高了指令的執(zhí)行速度[3]。圖32 STC89C52單片機管腳圖 STC89C52單片機的中斷系統(tǒng)STC89C52系列單片機的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可以實現(xiàn)二級中斷服務嵌套。由片內特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內各中斷同時提出中斷請求時，由內部的查詢邏輯確定其響應次序。在單片機應用系統(tǒng)中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經(jīng)常要對外部事件進行計數(shù)。STC89C52單片機內集成有兩個可編程的定時/計數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時模式，也可以工作于外部事件計數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器[5]。 單片機最小系統(tǒng)設計圖33 單片機最小系統(tǒng)電路圖圖33為單片機最小系統(tǒng)電路圖，單片機最小系統(tǒng)有單片機、時鐘電路、復位電路組成，時鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時鐘，根據(jù)官網(wǎng)的數(shù)據(jù)手冊，要讓晶振起振還要配備2個30PF的電容，時鐘電路作用為給單片機提供一個時間基準，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時間為一個機器周期，單片機的復位電路可以對單片機進行復位，按下復位按鍵之后可以使單片機進入剛上電的起始狀態(tài)，這里RC電路的作用就是讓單片機有個充電的過程，為了保證復位成功電容充放電時間要大于2US，選擇了10K和10UF較為常規(guī)的值，充放電時間遠大于2US。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結構不一樣為漏極開路的結構，因此要加上拉電阻才能正常使用[5]。 LCD液晶顯示器簡介由于本設計中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了LCD1602作為界面顯示，可以把一些相關的參數(shù)進行顯示。 液晶原理介紹液晶顯示器（LCD）英文稱為液晶顯示器，這是一個液晶來實現(xiàn)顏色控制透射顯示技術。與CRT顯示器相比，液晶顯示器的優(yōu)勢是非常明顯的。因為控制是控制光與暗的傳輸，當顏色變化，液晶是不變的，所以不需要考慮刷新率的問題。顯示界面用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)是采用1602LCD液晶顯示模塊。液晶由m行n列的顯示單元構成，假定液晶顯示64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，其中包括16每行字節(jié)，共168＝128點，6416的屏幕顯示單元顯示1024字節(jié)RAM區(qū)對應的屏幕上，內容和相應的光與暗的對應位置的每一個字節(jié)。從68或88點陣組成一個字符，這是顯示一個數(shù)對應的位置顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，并使每個字節(jié)的比特“1”，“0”，其中“1”控制亮，“0”控制暗，”小暗，于是形成了一個字符。但對于字符發(fā)生器的控制器，顯示字符比較簡單，可以讓控制器工作文本模式，根據(jù)列數(shù)設置光標顯示在LCD上，開始在RAM查找相應的地址，發(fā)送代碼的字符[6]。LCD1602液晶顯示模塊采用HD44780控制器，HD44780擁有簡單和強大的指令集，可以實現(xiàn)字符運動，閃爍等功能，單片機和CAN通信用LM016L 4位并行傳輸位或4位并行傳輸方式。HD44780控制器是兩個8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標志（BF），顯示數(shù)RAM（驅動器），字符發(fā)生器（cgorom），字符發(fā)生器內存（RAM），地址計數(shù)器。LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖34所示。圖34 LCD1602引腳圖液晶寄存器選擇控制如表31。表31寄存器選擇控制RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 如圖35所示。用STC89C52的P0口作為數(shù)據(jù)線，、R/W、RS。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號，R/W讀寫信號，RS為寄存器選擇信號，分為：模塊的顯示模塊的初始化設計：第一個清屏，然后設置接口的數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，57點陣字體，然后設定總體顯示，取消光標和字體閃爍，最后設置一個正向的的增量并且不移位。向LCD發(fā)送緩沖區(qū)字符，在程序中采用2字符數(shù)組，其中一個顯示字符，另一個顯示電壓數(shù)據(jù)，顯示文字或數(shù)據(jù)發(fā)送到相應的數(shù)組，完成后統(tǒng)一的顯示。，確定是否顯示是不夠的，再加上一個地址將要顯示的字符或數(shù)據(jù)[6]。圖35 LCD1602與STC89C52的接口本按鍵模塊使用的是多位獨立按鍵，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機的IO口都有內部上拉，因此當按鍵沒有按下的時候，IO檢測到的時候高電平，當按鍵按下的時候，相當于IO短接地，因此這時候單片機檢測到的電平為低電平，通過檢測不同時刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是那個按鍵[4]。鍵盤模塊電路圖如圖36所示。圖36鍵盤模塊電路圖本設計還帶有脈搏超出設定范圍報警的功能，當檢測到當前的脈搏跳動次數(shù)超出用戶所設定的上限或者下限的時候，單片機就可以驅動蜂鳴器發(fā)聲。