【文章內(nèi)容簡介】 貴資金，適合大眾使用內(nèi)置看門狗STC89S52RC的基本結(jié)構(gòu)與8051相同，但是比傳統(tǒng)的8051單片機(jī)擁有更多的內(nèi)部Flash，最高可達(dá)64KB。片內(nèi)SRAM容量同樣是非常吸引的數(shù)字，最高可擁有1280Byte的SRAM。而且還內(nèi)置EEPROM存儲器、AD轉(zhuǎn)換等功能。另外它還可以用串口直接仿真程序，不需要另外加用仿真器或者下載線。 STC89S52RC單片機(jī)引腳功能VCC：接電源正極，一般輸入電壓為5V。GND：接電源地端。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每個(gè)腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（計(jì)數(shù)器0外部輸入） T1（計(jì)數(shù)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 復(fù)位電路設(shè)計(jì)為確保單片機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般單片機(jī)正常工作所需要的供電電壓為+5V，由于單片機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC在特定的工作電壓范圍內(nèi)以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號才被撤除，單片機(jī)開始正常工作。目前為止，單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型：（1）微分型復(fù)位電路；（2）積分型復(fù)位電路；（3）比較器型復(fù)位電路；（4）看門狗型復(fù)位電路。復(fù)位電路工作原理如圖32所示，VCC上電時(shí)，C充電，在10k電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒后，C充滿，10k電阻上電流降為零，電壓也為零，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作期間，按下S、C放電。S松手，C又充電，在10k電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。幾個(gè)毫秒后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。圖32 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 內(nèi)部時(shí)鐘，是用芯片內(nèi)部振蕩電路，精度不高，溫飄也較大，不需要外部振蕩器件。外部時(shí)鐘，分RC振蕩和石英晶振，RC精度不高，成本低，石英晶振，精度高，穩(wěn)定性好，根據(jù)使用場合選擇，適合的時(shí)鐘方式。STC89S52RC內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或搪瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器，這種方式形成的時(shí)鐘信號稱為內(nèi)部時(shí)鐘方式。利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體（或陶瓷）振蕩器和兩個(gè)電容就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器?！?2MHz之間選擇。電容值無嚴(yán)格要求，但其取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度稍有影響，CC2可在20pF～100pF之間取值。一般當(dāng)外接晶體時(shí)，電容選為30pF。本設(shè)計(jì)采用外部時(shí)鐘電路，電路圖如圖33所示。圖33 時(shí)鐘電路 電源電路電源電路不單單是為單片機(jī)運(yùn)行提供工作電壓，還需要對單片機(jī)的外圍電路提供工作電源。這里我們用的是5號電池座，該電池座可以上4個(gè)5號電池，在系統(tǒng)中很方便，也容易攜帶。 控制單元設(shè)計(jì)控制單元是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用51系列單片機(jī)為核心器件，用來發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容，并且直接輸出數(shù)據(jù)通過譯碼電路控制LED顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。在51系列單片機(jī)中選定一款合適的機(jī)型來作為控制單元的主控芯片。根據(jù)題目的要求該芯片必須要具有的就是方便的編程能力，因?yàn)樵谲浖O(shè)計(jì)時(shí)方便的程序下載對程序的驗(yàn)證和編寫非常有用。還有就是為了提高LED顯示屏的掃描速度，單片機(jī)的執(zhí)行速度要盡可能的快。根據(jù)這兩點(diǎn)要求，選擇STC89S52RC為控制單元的主控芯片。STC89S52RC的最小系統(tǒng)包括了外界時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的I\O口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)端口添加外圍的器件，具體電路如圖35所示。在該系統(tǒng)中，P0各口主要用作鍵盤的輸入。由于端口的驅(qū)動能力有限所以該端口外接了10K的上拉電阻來提高驅(qū)動能力。具體接法為：，，、kkk4，~（類似于74hc154）16線的ABCD端。向74HC138送入串行數(shù)據(jù)經(jīng)過其轉(zhuǎn)換后并行輸出； 74HC595的SCK，上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時(shí)存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。，上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位，QAQBQC...QH；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。引腳29，EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。因?yàn)闆]有擴(kuò)展外部程序存儲器所以將EA置為高電平。圖35 控制部分電路圖 驅(qū)動電路設(shè)計(jì) 列驅(qū)動列驅(qū)動電路由集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達(dá)到重疊處理的目的。圖37 74HC595結(jié)構(gòu)圖表74HC595的外形如圖37所示。它的輸入側(cè)有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。引腳DS是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳ST是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。74HC595引腳說明見表31。列驅(qū)動電路見圖38。表31 74HC595引腳說明符號引腳描述Oo~O71~7并行數(shù)據(jù)輸出GND8地Q7’9串行數(shù)據(jù)輸出SRCLR10主復(fù)位（低電平）SRCLK11移位寄存時(shí)鐘輸入RCLK12存儲寄存時(shí)鐘輸入CE13輸出有效（低電平）SER14串行數(shù)據(jù)輸入VCC16電源移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當(dāng)其為低時(shí)鎖存器的輸出才開放，否則為高組態(tài)。SCLR信號是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個(gè)信號是互相獨(dú)立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QA～QH，最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時(shí)，向上一級的級聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。