【文章內(nèi)容簡介】 74HC595的邏輯圖主要性能：l 與MCS51單片機產(chǎn)品兼容2 8K字節(jié)可編程Flash存儲器3 高達1000次的擦寫周期4 全靜態(tài)操作頻率范圍：0Hz～33Hz5 具有三級加密程序存儲器6 具有32個可編程的I/O口線7 具有 三個16位定時器/計數(shù)器8 具有八個中斷源9 全雙工UART串行通道10 低功耗空閑和掉電模式11 掉電后中斷可喚醒12 具有看門狗定時器，能有效防止程序跑飛13 雙數(shù)據(jù)指針 AT89C51單片機的內(nèi)部結構框圖功能特性描述：AT89C51單片機是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司的高密度非易失性存儲器制造技術，能夠與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)上編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有非常靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89C51單片機為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活和非常有效的解決方案。AT89C51單片機具有以下標準功能：8k字節(jié)的Flash，256字節(jié)的RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，3個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。引腳說明：AT89C51單片機芯片有40個引腳。采用的封裝方式為雙列直插式封裝。各主要引腳的說明如下：1主電源引腳Vcc：接5V電源的正端。Vss：接5V電源的地端。2外接晶體引腳XTALL1:片內(nèi)反相放大器的輸入端。XTALL2:片內(nèi)反相放大器的輸出端。外接晶體時，XTALL1和XTALL2各接晶體的一端，外接晶體與片內(nèi)的反向放大器可構成振蕩器。3 I/O引腳~：P0口的八個引腳。在不接片外存儲器與不擴展I/O接口時，可作為準雙向輸入/輸出接口。而在接有片外存儲器或擴展I/O接口時，P0口能分時復用為低八位的地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。~:P1口的八個引腳?？勺鳛闇孰p向及I/O接口使用。：；。~:P1口的八個引腳。一般可以作為準雙向I/O接口；在接有片外存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用為高八位地址總線。 單片機的引腳結構~:P1口的八個引腳。除作為準雙向I/O接口使用外，還具有第二功能，詳見表33。表33 單片機引腳的第二功能引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）INT0（外部中斷0請求輸入端）INT1（外部中斷1請求輸入端）T0（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端）T1（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端）RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端）4 控制線ALE/PROG:地址鎖存有效信號輸出端。在訪問片外程序存儲器時，每個機器周內(nèi)期該信號出現(xiàn)兩次，其下降沿主要用于控制鎖存P0口輸出的低八位的地址。在不訪問片外程序存儲器期間，該信號也以振蕩頻率的1/6出現(xiàn)，因此可用作對外輸出的時鐘脈沖。但在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，ALE脈沖會跳空一個，不能作為時鐘輸出。對于片內(nèi)含EPROM的機型，在編程期間，此引腳用作編程脈沖PROG的輸入端。PSEN:片外程序存儲器讀選通信號輸出端，或稱片外取指信號輸出端。在向片外程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期該信號兩次有效（低電平），以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，PSEN信號將不出現(xiàn)。RST/VDD：RST寫全是RESET,是復位端。單片機的振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平就可實現(xiàn)復位操作，使單片機回到初始狀態(tài)。上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，該引腳上的高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復位。Vcc掉電期間，該引腳如果接了備用電源VDD（+5V+）,可用于保存片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)。當Vcc下降到某規(guī)定值以下時，VDD便向片內(nèi)RAM供電。EA/VDD片外程序存儲器選用端。該引腳有效時（低電平）只能選用片外數(shù)據(jù)，否則計算機上電或復位后先選用片內(nèi)程序存儲器。在AT89C51單片機中片內(nèi)含EPROM在編程時，此引腳作為21V編程電源VDD的輸入端。綜上，對于AT89C51單片機的引腳可以歸納出以下兩點。（1）AT89C51單片機功能多，引腳少，致許多引腳都具有第二功能。（2）AT89C51單片機對外呈三總線形式。由PP0組成的十六位地址總線，而P0可以分時復用為數(shù)據(jù)總線；由ALE、PSEN、RST、EA與P3口中的INT0、INTT0、TWR、RD共十個引腳組成控制總線。因是十六位地址線，所以片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍可達64KB。 七段數(shù)碼管示意圖在本設計中采用七段LED數(shù)碼管來顯示計時的時間。本設計選取的兩位七段數(shù)碼管中共有十個引腳。其中共有A、B、C、D、E、F七個段選引腳，控制數(shù)字的七筆。DP引腳控制小數(shù)點（在本設計中不用）。2引腳控制位選信號，選擇輸出的位。數(shù)碼管的內(nèi)部接法分為共陽極接法和共陰極接法兩種，本設計中采用共陽極接法。根據(jù)七段數(shù)碼管的內(nèi)部接法和結構，可以對應數(shù)字寫出各字對應的字形碼。各字對應的字形碼如表33所示表33各數(shù)字對應的字碼數(shù)字字形碼00xc010xf920xa430xb040x9950x9260x8270xf880x8090x90為防止系統(tǒng)在運行時發(fā)生程序跑飛現(xiàn)象，在設計中加入手動復位電路。復位電路由直流電源，上拉電阻，電容和開關組成。上拉電阻一般選用100歐姆，電容選擇10uF。當程序跑飛時合上開關，復位電路輸出高電平到單片機的REST引腳，該引腳出現(xiàn)兩個機器周期的高電平時，單片機復位。 復位電路時鐘是一切微處理器、微控制器內(nèi)部電路工作的基礎。單片機的內(nèi)部都有一個自激振蕩電路，自激振蕩電路是定時控制部件中的一部分，可以通過內(nèi)部自激振蕩或外部提供振蕩源這兩種方式，來實現(xiàn)驅(qū)動內(nèi)部時鐘電路產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘信號的功能。 內(nèi)部方式：在XTALXTAL2跨接在晶振和兩個接地電容之間就構成了自激振蕩器，電容CC2一般取530uF，主要是起穩(wěn)定和微調(diào)的作用。 ，常用頻率為110592MHZ。 外部方式：外部振蕩脈沖信號直接由XALT1端輸入，此時，XALT2端懸浮。這種方式通常用于多片單片機系統(tǒng)，以使相互的時鐘信號保持同步。 晶振周期：振蕩器輸出的時鐘脈沖頻率的倒數(shù)。晶振周期是單片機中最小、最基本的時間單位。 狀態(tài)周期：也叫時鐘周期，是振蕩頻率經(jīng)2分頻后獲得的信號周期，顯然，狀態(tài)周期為晶振周期的2倍。 機器周期：12個晶振周期為一個機器周期，機器周期一般是單片機執(zhí)行一條機器指令時所用的時間。 指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時間就是指令周期，至少包含一個機器周期。 指令字節(jié)：指令占用存儲空間的字節(jié)數(shù)，有單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)共三類。 當時鐘頻率為12MHZ和6MHZ時，晶振周期分別為1/12μs和1/16μs，則機器周期分別為1us和2us。這里使用12MHZ晶振和兩個電容就構成的自激振蕩器。 振蕩電路，完成硬件的整體設計。將振蕩電路接于單片機的XTAL1和XTAL2引腳，將復位電路接于RST引腳。P1引腳用于控制東西方向的交通信號燈，其中具體接法為：P0引腳用于控制南北方向的交通信號燈，其中具體接法為：，將OE端接地。將電容C1和C2的值調(diào)到20uF，將芯片 4 軟件設計和調(diào)試根據(jù)解決方案畫流程圖 流程圖:初始化 特殊按鍵恢復T9特殊按鍵被按下步1 90s步2 5s步3 45s 步4 5s 步5 90s步6 5s步7 45s步8 5s 根據(jù)流程圖和真值表編寫程序P1引腳和P2引腳的真值表如表41和表42表41 P0引腳的真值表P0南北方向右轉(zhuǎn)綠燈人行紅黃燈人行綠紅燈左轉(zhuǎn)數(shù)值1X001001012H2X001001012H3X101001153H4XS01001S53H/12H5X010010024H6X0001S000CH/08H7X101001052H8XS0S00S052H/00HJJX001001012H表42 P1引腳的真值表P1東西方向右轉(zhuǎn)綠燈人行綠黃燈人行紅