【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 74HC595的邏輯圖主要性能：l 與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容2 8K字節(jié)可編程Flash存儲(chǔ)器3 高達(dá)1000次的擦寫(xiě)周期4 全靜態(tài)操作頻率范圍：0Hz～33Hz5 具有三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器6 具有32個(gè)可編程的I/O口線(xiàn)7 具有 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8 具有八個(gè)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(mén)狗定時(shí)器，能有效防止程序跑飛13 雙數(shù)據(jù)指針 AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖功能特性描述：AT89C51單片機(jī)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(chǔ)器。使用Atmel 公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器制造技術(shù)，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(chǔ)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(jī)為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活和非常有效的解決方案。AT89C51單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)的Flash，256字節(jié)的RAM，32 位I/O口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)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。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。引腳說(shuō)明：AT89C51單片機(jī)芯片有40個(gè)引腳。采用的封裝方式為雙列直插式封裝。各主要引腳的說(shuō)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(shí)，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(gòu)成振蕩器。3 I/O引腳~：P0口的八個(gè)引腳。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出接口。而在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口時(shí)，P0口能分時(shí)復(fù)用為低八位的地址總線(xiàn)和雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。~:P1口的八個(gè)引腳。可作為準(zhǔn)雙向及I/O接口使用。：；。~:P1口的八個(gè)引腳。一般可以作為準(zhǔn)雙向I/O接口；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口且尋址范圍超過(guò)256個(gè)字節(jié)時(shí)，P2口用為高八位地址總線(xiàn)。 單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)~:P1口的八個(gè)引腳。除作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用外，還具有第二功能，詳見(jiàn)表33。表33 單片機(jī)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(qǐng)求輸入端）INT1（外部中斷1請(qǐng)求輸入端）T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端）T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端）WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端）RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端）4 控制線(xiàn)ALE/PROG:地址鎖存有效信號(hào)輸出端。在訪(fǎng)問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，每個(gè)機(jī)器周內(nèi)期該信號(hào)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(fǎng)問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器期間，該信號(hào)也以振蕩頻率的1/6出現(xiàn)，因此可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖。但在訪(fǎng)問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，ALE脈沖會(huì)跳空一個(gè)，不能作為時(shí)鐘輸出。對(duì)于片內(nèi)含EPROM的機(jī)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(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，或稱(chēng)片外取指信號(hào)輸出端。在向片外程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期該信號(hào)兩次有效（低電平），以通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)P0口讀回指令或常數(shù)。在訪(fǎng)問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。RST/VDD：RST寫(xiě)全是RESET,是復(fù)位端。單片機(jī)的振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上的高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)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(dāng)Vcc下降到某規(guī)定值以下時(shí)，VDD便向片內(nèi)RAM供電。EA/VDD片外程序存儲(chǔ)器選用端。該引腳有效時(shí)（低電平）只能選用片外數(shù)據(jù)，否則計(jì)算機(jī)上電或復(fù)位后先選用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。在A(yíng)T89C51單片機(jī)中片內(nèi)含EPROM在編程時(shí)，此引腳作為21V編程電源VDD的輸入端。綜上，對(duì)于A(yíng)T89C51單片機(jī)的引腳可以歸納出以下兩點(diǎn)。（1）AT89C51單片機(jī)功能多，引腳少，致許多引腳都具有第二功能。（2）AT89C51單片機(jī)對(duì)外呈三總線(xiàn)形式。由PP0組成的十六位地址總線(xiàn)，而P0可以分時(shí)復(fù)用為數(shù)據(jù)總線(xiàn)；由ALE、PSEN、RST、EA與P3口中的INT0、INTT0、TWR、RD共十個(gè)引腳組成控制總線(xiàn)。因是十六位地址線(xiàn)，所以片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址范圍可達(dá)64KB。 七段數(shù)碼管示意圖在本設(shè)計(jì)中采用七段LED數(shù)碼管來(lái)顯示計(jì)時(shí)的時(shí)間。本設(shè)計(jì)選取的兩位七段數(shù)碼管中共有十個(gè)引腳。其中共有A、B、C、D、E、F七個(gè)段選引腳，控制數(shù)字的七筆。DP引腳控制小數(shù)點(diǎn)（在本設(shè)計(jì)中不用）。2引腳控制位選信號(hào)，選擇輸出的位。數(shù)碼管的內(nèi)部接法分為共陽(yáng)極接法和共陰極接法兩種，本設(shè)計(jì)中采用共陽(yáng)極接法。根據(jù)七段數(shù)碼管的內(nèi)部接法和結(jié)構(gòu)，可以對(duì)應(yīng)數(shù)字寫(xiě)出各字對(duì)應(yīng)的字形碼。各字對(duì)應(yīng)的字形碼如表33所示表33各數(shù)字對(duì)應(yīng)的字碼數(shù)字字形碼00xc010xf920xa430xb040x9950x9260x8270xf880x8090x90為防止系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)發(fā)生程序跑飛現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中加入手動(dòng)復(fù)位電路。復(fù)位電路由直流電源，上拉電阻，電容和開(kāi)關(guān)組成。上拉電阻一般選用100歐姆，電容選擇10uF。當(dāng)程序跑飛時(shí)合上開(kāi)關(guān)，復(fù)位電路輸出高電平到單片機(jī)的REST引腳，該引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。 復(fù)位電路時(shí)鐘是一切微處理器、微控制器內(nèi)部電路工作的基礎(chǔ)。單片機(jī)的內(nèi)部都有一個(gè)自激振蕩電路，自激振蕩電路是定時(shí)控制部件中的一部分，可以通過(guò)內(nèi)部自激振蕩或外部提供振蕩源這兩種方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的功能。 內(nèi)部方式：在XTALXTAL2跨接在晶振和兩個(gè)接地電容之間就構(gòu)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(hào)直接由XALT1端輸入，此時(shí)，XALT2端懸浮。這種方式通常用于多片單片機(jī)系統(tǒng)，以使相互的時(shí)鐘信號(hào)保持同步。 晶振周期：振蕩器輸出的時(shí)鐘脈沖頻率的倒數(shù)。晶振周期是單片機(jī)中最小、最基本的時(shí)間單位。 狀態(tài)周期：也叫時(shí)鐘周期，是振蕩頻率經(jīng)2分頻后獲得的信號(hào)周期，顯然，狀態(tài)周期為晶振周期的2倍。 機(jī)器周期：12個(gè)晶振周期為一個(gè)機(jī)器周期，機(jī)器周期一般是單片機(jī)執(zhí)行一條機(jī)器指令時(shí)所用的時(shí)間。 指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間就是指令周期，至少包含一個(gè)機(jī)器周期。 指令字節(jié)：指令占用存儲(chǔ)空間的字節(jié)數(shù)，有單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)共三類(lèi)。 當(dāng)時(shí)鐘頻率為12MHZ和6MHZ時(shí)，晶振周期分別為1/12μs和1/16μs，則機(jī)器周期分別為1us和2us。這里使用12MHZ晶振和兩個(gè)電容就構(gòu)成的自激振蕩器。 振蕩電路，完成硬件的整體設(shè)計(jì)。將振蕩電路接于單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳，將復(fù)位電路接于RST引腳。P1引腳用于控制東西方向的交通信號(hào)燈，其中具體接法為：P0引腳用于控制南北方向的交通信號(hào)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(shè)計(jì)和調(diào)試根據(jù)解決方案畫(huà)流程圖 流程圖:初始化 特殊按鍵恢復(fù)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(xiě)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