【文章內(nèi)容簡介】 相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 RST,ALE,PSEN 和 EA： RST/VPD(9 腳 )： RST 是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。當(dāng)主電源 Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，將＋ 5V 電源自動兩個機(jī)器周期 (24 個時鐘振蕩周期 )的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。RST 引腳的第二功能是 VPD,即接入 RST 端，為 RAM 提供備用電源，以保證存儲在 RAM 中的信息不丟 失，從而合復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許信號端。當(dāng) 8051 上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。 CPU 訪問片 9 外存儲器時， ALE 輸出信號作為鎖存低 8 位地址的控制信號。 平時不訪問片外存儲器時， ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果想確定 8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查看 ALE 端是否有脈沖信號輸出。如有脈沖信號輸出，則8051/8031 基本上 是好的。 ALE 端的負(fù)載驅(qū)動能力為 8 個 LS 型 TTL(低功耗甚高速 TTL)負(fù)載。 此引腳的第二功能 PROG 在對片內(nèi)帶有 4KB EPROM 的 8751 編程寫入 (固化程序 )時，作為編程脈沖輸入端。 PSEN(29 腳 )：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此引肢接 EPROM 的 OE 端 (見后面幾章任何一個小系統(tǒng)硬件圖 )。 PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ ROM 中的指令碼。 PSEN 端同樣可驅(qū)動 8 個 LS 型 TTL 負(fù)載。要檢查一個 8051/8031 小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到 EPROM／ ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN 端有無脈沖輸出。如有則說明基本上工作正常。 EA/Vpp(31 腳 )：外部程序存儲器地址允許輸入端 /固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA 引腳接高電平時， CPU只訪問片內(nèi) EPROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但當(dāng) PC(程序計數(shù)器 )的值超過 0FFFH(對 8751/8051 為 4K)時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序。 當(dāng) 輸入信號 EA 引腳接低電平 (接地 )時， CPU 只訪問外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程 序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。對于無片內(nèi) ROM 的 8031 或 8032,需外擴(kuò) EPROM，此時必須將 EA 引腳接地。此引腳的第二功能是 Vpp 是對 8751 片內(nèi) EPROM 固化編程時，作為施加較高編程電壓 (一般 12V～ 21V)的輸入端。 /輸出端口 P0/P1/P2/P3： P0 口 (～ ， 39~32 腳 )： P0 口是一個漏極開路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動 8 個 LS 型 TTL 負(fù)載。當(dāng) P0 口作為輸入口使用時，應(yīng)先向口鎖存器 (地址 80H)寫入全 1,此時 P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時要先寫 1,這就是準(zhǔn)雙向口的含義。在 CPU 訪問片外存儲器時， P0 口分時提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。在此期間，P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1 口 (～ ， 1~8 腳 )： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O口。 P1 口每位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。在 P1 口作為輸入口使用時，應(yīng)先向P1 口鎖存地址 (90H)寫入全 1,此時 P1 口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。 P2 口 (～ ， 21~28 腳 )： P2 口是一個帶 內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向I/O口。 P 口每位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。在訪問片外 EPROM/RAM 時，它輸出高 8 位地址。 P3 口 (～ ， 10~17 腳 )： P3 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向I/O 口。 P3 口每位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。 P3 口與其它 I/O 端口有很大的區(qū)別，它的每個引腳都有第二功能，如下： ： (RXD)串行數(shù)據(jù)接收。 ： (RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。 ： (INT0)外部中斷 0 輸入。 ： (INT1)外部中斷 1 輸入。 ： (T0)定時 /計數(shù)器 0 的外部計數(shù)輸入。 ： (T1)定時 /計數(shù)器 1 的外部計數(shù)輸入。 10 ： (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。 STC89C52 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) STC89C52系列單片機(jī)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(wù)嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU是否響應(yīng)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(nèi)各中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。 在單片機(jī)應(yīng)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(jìn)行計數(shù)。 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)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。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1單片機(jī)+5V12Y212MHZ30pFC330pFC41 2 3 4 5 6 7 8 9P1 10K 排阻+5VS1SWPB10KR310uFC2+5V 圖 33 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 圖 33 為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，單片機(jī)最小系統(tǒng)有單片機(jī)、時鐘電路、復(fù)位電路組成，時鐘電路選用了 12MHZ 的晶振提供時鐘，作用為給單片機(jī)提供一個時間基準(zhǔn)，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時間為一個機(jī) 器周期，單片機(jī)的復(fù)位電路，按下復(fù)位按鍵之后可以使單片機(jī)進(jìn)入剛上電的起始狀態(tài)。圖中 10K 排阻為P0 口的上拉電阻，由于 P0 口跟其他 IO 結(jié)構(gòu)不一樣為漏極開路的結(jié)構(gòu)，因此要加上拉電阻才能正常使用。 LCD 液晶顯示器簡介 由于本設(shè)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(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示。 液晶 原理介紹 液晶顯示器 (LCD)英文全稱為 Liquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實現(xiàn)色彩的顯示器。和 CRT 顯示器相比， LCD 的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時，液晶也保持不變，這 11 樣就無須考慮刷新率的問題。 顯示接口用來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是 LCD 液晶模塊，采用一個 162 的字符型液晶顯示模塊。 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M 行 N 列個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64行，每行有 128 列，每 8 列對應(yīng) 1 個字節(jié)的 8 個位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個點(diǎn)組成，屏上 6416 個顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi) 容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。一個字符由 68 或 88 點(diǎn)陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為 ?1?，其它的為 ?0?，為 ?1?的點(diǎn)亮，為 ?0?的點(diǎn)暗，這樣一來就組成某個字符。但對于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 液晶模塊簡介 LCD1602 液晶模塊采用 HD44780 控制器， hd44780 具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實現(xiàn)字符移動，閃爍等功能， LM016L 與單片機(jī) MCU通訊可采用 8位或 4位并行傳輸兩種方式， hd44780控制器由兩個 8位寄存器，指令寄存器（ IR）和數(shù)據(jù)寄存器（ DR）忙標(biāo)志（ BF），顯示數(shù) RAM（ DDRAM），字符發(fā)生器 ROMA（ CGOROM）字符發(fā)生器 RAM（ CGRAM），地址計數(shù)器 RAM(AC)。 IR 用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出， DR 用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動寫入DDRAM 和 CGRAM,或者暫存從 DDRAM 和 CGRAM 讀出的數(shù)據(jù)， BF 為 1 時，液晶模塊處于內(nèi) 部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)， DDTAM 用來存儲顯示的字符，能存儲 80 個字符碼， CGROM 由 8 位字符碼生成 5*7 點(diǎn)陣字符 160 中和 5*10 點(diǎn)陣字符 32 種 .8 位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系， CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量僅 64 字節(jié)，可以自定義 8 個 5*7 點(diǎn)陣字符或者 4 個5*10 點(diǎn)陣字符， AC 可以存儲 DDRAM 和 CGRAM 的地址，如果地址碼隨指令寫入 IR,則 IR 自動把地址碼裝入 AC，同時選擇 DDRAM 或 CGRAM， 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 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 12 0 1 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 液晶顯示部分與 STC89C52的接口 如圖 35 所示。用 STC89C52 的 P0 口作為數(shù)據(jù)線，用 、 、 分別作為 LCD 的 EN、 R/W、 RS。其中 EN 是下降沿觸發(fā)的片選信號， R/W 是讀寫信號， RS 是寄存 器選擇信號本模塊設(shè)計要點(diǎn)如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為 8 位，顯示行數(shù)為 1 行，字型為 57 點(diǎn)陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消光標(biāo)和字體閃爍 ,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。向 LCD 的顯示緩沖區(qū)中送字符，程序中采用 2 個字符數(shù)組，一個顯示字符，另一個顯示電壓數(shù)據(jù)，要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應(yīng)的數(shù)組中，完成后再統(tǒng)一顯示 .首先取一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)送到 LCD的顯示緩沖區(qū)，程序延時 ,判斷是否夠顯 示的個數(shù)，不夠則地址加一取下一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)。 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1單片機(jī)+5V12Y212MHZ30pFC330pFC41 2 3 4 5 6 7 8 9P1 10K 排阻VSS1VCC2VEE3RS4RW5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16LCD1lcd1602+5V10KR1+5V+5V+5VS1SWPB10KR310uFC2+5V 圖 35 LCD1602 與 STC89C52 的接口 鍵盤模塊設(shè)計 本按鍵模塊使用的是多位獨(dú)立按鍵，按鍵一端接 IO 口，一端接地，由于單片機(jī)的 IO 口都有內(nèi)部上拉，因此當(dāng)按鍵沒有按下的時候， IO 檢測到的時候高電平，當(dāng)按鍵按下的時候，相當(dāng)于 IO 短接地，因此這時候單片機(jī)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 個按鍵分別代表以下功能，第一為功能按鍵，可以切換不同參數(shù)設(shè)置界面，第二個為切換按鍵，可以切換時、分、秒等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，第三個為增加按鍵，第四個為減少按鍵。其中按鍵還可以設(shè)置鬧鐘，重置時間等功能。 鍵盤模塊電路圖 如圖 36 所示。 13 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL1