【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H~FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意是：如果加密LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。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(lái)自反向振蕩器的輸出。圖24 晶振外接結(jié)構(gòu)引腳圖XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為1MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz~24MHz內(nèi)選擇，在本設(shè)計(jì)電路中選用了12MHz。電容取20PF左右。機(jī)器周期=12*時(shí)間周期，如12MHz的機(jī)器周期為1微秒。（1）控制或復(fù)位引腳RESET此腳為高電平時(shí)（約2個(gè)機(jī)器周期）可將單片機(jī)復(fù)位。RST/VPD：當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位后，P0~P3輸出高電平；SP寄存器為07H；其它寄存器全部清零；不影響RAM狀態(tài)，如圖25所示。圖 25 復(fù)位電路單片機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向單片機(jī)是為了工業(yè)控制需要滿足而誕生的，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，因而也主要用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、家用電器中。它具有體積小、功能多、價(jià)格低、使用方便、系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，除了工業(yè)控制、智能化儀表、通訊、家用電器外，在智能化高檔電子玩具產(chǎn)品中也大量采用單片機(jī)芯片作為核心控制部件。由于單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，入高溫，強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體；在太空中工作的單片機(jī)控制系統(tǒng)，還必須具有抗輻射能力，這決定了單片機(jī)CPU于通用微機(jī)CPU具有不同的技術(shù)特征和發(fā)展方向：可靠性高；控制功能往往很強(qiáng)；指令系統(tǒng)比通用微處理器慢得多；X系列芯片取代；抗干擾性強(qiáng)，工作溫度范圍寬。 LCD1602液晶顯示屏 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(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。 LCD1602的應(yīng)用簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602液晶顯示器采用HD44780及其兼容芯片作為點(diǎn)陣式LCD的控制器驅(qū)動(dòng)器，還采用HD44100進(jìn)行LCD的時(shí)分割驅(qū)動(dòng)。HD44780的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）、字符發(fā)生器ROM（CGROM）、字符發(fā)生器RAM（CGRAM）、指令寄存器IR、數(shù)據(jù)寄存器DR、地址計(jì)數(shù)器AC（Address Counter）和忙標(biāo)志BF（Busy Flag）等邏輯電路。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，豐富的指令可以完成液晶的時(shí)序控制、工作方式設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示等。采用的LCD1602液晶模塊是標(biāo)準(zhǔn)16針插座，接口電路如圖26所示，及各引腳說(shuō)明如表26所示。圖26 LCD1602的引腳接口電路圖表 22 LCD1602的引腳說(shuō)明第1腳Vss為地電源第2腳VDD接5V正電源第3腳Vo為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳Rs為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。第5腳Rw為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)選擇指令寄存器。第6腳E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第1516腳背光陽(yáng)極和背光陰極。 其他方面簡(jiǎn)介DDRAM用來(lái)暫存顯示字符的代碼，共80個(gè)字節(jié)，DDRAM的各個(gè)單元對(duì)應(yīng)著顯示屏上的各個(gè)字符位，如圖226所示。因此，DDRAM的地址也就意味著顯示字符的地址，顯示字符時(shí)首先要向LCD送顯示字符地址。LCD16字*2行000102030405060708090A0B0C0DOEOF10……27404142434445464748494A4B4C4D4E4F50……67圖 226 DDRAM單元地址與顯示屏字符位的對(duì)應(yīng)關(guān)系LCD1602的主要技術(shù)參數(shù)：（1）顯示容量為16*2個(gè)字符；（2）；（3）（）；（4）；（5）*（W*H）mm。LCD的特點(diǎn)：（1）低壓微功耗；（2）平板型結(jié)構(gòu)；（3）被動(dòng)顯示型（無(wú)眩光，不刺激人眼，不會(huì)引起眼睛疲勞）；（4）顯示信息量大（因?yàn)橄袼乜梢宰龅煤苄。唬?）易于彩色化（在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)）；（6）無(wú)電磁輻射（對(duì)人體安全，利于信息保密）；（7）長(zhǎng)壽命（這種器件幾乎沒(méi)有什么劣化問(wèn)題，因此壽命極長(zhǎng)，但是液晶背光壽命有限，不過(guò)背光部分可以更換）。3. 計(jì)算器設(shè)計(jì)原理分析 設(shè)計(jì)方案一本設(shè)計(jì)需要使用LCD液晶顯示屏和編碼鍵盤(pán)。故選擇靜態(tài)顯示和用4*4的按鍵鍵盤(pán)，使用LCD1602液晶顯示屏來(lái)顯示運(yùn)算過(guò)程和運(yùn)算結(jié)果。主程序進(jìn)行初始化，其他的程序選擇模塊式的方式。首先對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)模塊調(diào)試成功后，逐一地加入主程序中，最后完成整個(gè)軟件部分的設(shè)計(jì)。 計(jì)算器硬件方案及硬件資源分配 硬件資源分配主要用到的硬件：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52 、液晶顯示屏LCD1602 、4*4按鍵鍵盤(pán)硬件分配： P3口：作為輸入口，與鍵盤(pán)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入； P0、P2口：作為輸出口（P2口為高位，P0口為低位），控制LCD液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)的結(jié)果； 液晶顯示屏LCD1602顯示輸出。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)為了更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，硬件電路的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下原則：優(yōu)化硬件電路采用軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法。盡管采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的功能時(shí)，也許響應(yīng)的時(shí)間會(huì)比單純使用硬件時(shí)長(zhǎng)，而且還要占用微處理器（MCU）的時(shí)間；但是，用軟件實(shí)現(xiàn)硬件的功能可以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，提高電路的可靠性。所以，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的時(shí)候，在滿足可靠性和實(shí)時(shí)性的前提下，盡可能地通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件功能。可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)根據(jù)可靠性設(shè)計(jì)理論，系統(tǒng)所用芯片數(shù)量越少，系統(tǒng)的平均無(wú)故障時(shí)間越長(zhǎng)。而且，所用芯片數(shù)量越少，地址和數(shù)據(jù)總線在電路板上受干擾的可能性也就越小。因此，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是在滿足功能的情況下?tīng)?zhēng)取較少數(shù)量的芯片。功能擴(kuò)展是否靈活是衡量一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。一次設(shè)計(jì)往往不能完全考慮到系統(tǒng)的各個(gè)方面，系統(tǒng)需要不斷完善以及進(jìn)行功能升級(jí)。進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)該在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)修改軟件程序和少量硬件完成。對(duì)于本系統(tǒng)而言，就是要求在系統(tǒng)硬件不變的情況下，能夠通過(guò)修改軟件程序，完成功能的升級(jí)和擴(kuò)展。根據(jù)提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合以上三條原則，確定了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。計(jì)算器主要由以下一些功能模塊組成：非編碼鍵盤(pán)模塊、運(yùn)算模塊（單片機(jī)內(nèi)部）、LCD液晶顯示模塊等。該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。STC89C52單片機(jī)與LCD液晶顯示屏顯示電路是整個(gè)電路的核心，它們能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。簡(jiǎn)易計(jì)算器主要包括：鍵盤(pán)電路、運(yùn)算電路、輸出顯示電路。前面說(shuō)明了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用了比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案，所以該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的總外圍電路不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的干擾。下面對(duì)系統(tǒng)的外圍電路分別作了說(shuō)明。鍵盤(pán)部分采用4*4按鍵鍵盤(pán)，顯示部分采用LCD液晶顯示屏完全能夠很好地實(shí)現(xiàn)顯示方面的要求。 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)鍵盤(pán)可分為兩類(lèi)：編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。編碼鍵盤(pán)是較多按鍵（20個(gè)以上）和專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片的組合；當(dāng)按下某個(gè)按鍵時(shí)，它能夠處理按鍵抖動(dòng)、連擊等問(wèn)題，直接輸出按鍵的編碼，無(wú)需系統(tǒng)軟件干預(yù)。圖31 鍵盤(pán)電路通用計(jì)算機(jī)使用的鍵盤(pán)就是編碼鍵盤(pán)。在智能儀器中，使用并行接口芯片8279或串行接口HD7279均可以組成編碼鍵盤(pán)，同時(shí)還可以兼顧數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)，其相關(guān)的接口電路和接口軟件均可在芯片資料中得到。當(dāng)系統(tǒng)功能比較復(fù)雜，按鍵數(shù)量很多時(shí)，采用編碼鍵盤(pán)可以簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)。非編碼鍵盤(pán)成本低廉。從成本角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)選用的是非編碼鍵盤(pán)。如圖31所示。 顯