【文章內(nèi)容簡介】 拉電阻把端口拉倒高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。.P2口：P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVE @DPTR指令）時。P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @RI指令）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)總R2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時，P2亦接收高位地址和其他控制信號。.P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： P3口的第二功能端 口 引 腳 第 二 功 能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） （外中斷0）P3,3 （外中斷1） T0 （定時/計數(shù)器0） T1 （定時/計數(shù)器1） （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。.RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。.ALE/：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器。ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。但要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，來禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被激活，此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE無效。.：程序存儲允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的信號不出現(xiàn)。./VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存端狀態(tài)。若EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部會鎖存端狀態(tài)。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用+12V編程電壓VPP。.XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。.XTAL2：振蕩器3放大器的輸出端。 時鐘振蕩器AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖： 內(nèi)部振蕩電路 外部振蕩電路外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，則推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40pF10 pF。用戶也可以采用外部時鐘，采用時鐘的電路如圖。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分鐘觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 空閑節(jié)電模式AT89C51有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON（即電源控制寄存器）中的PD（）和IDL（）位來實(shí)現(xiàn)的。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即PD和IOL同時為1，則先激活掉電模式。在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活，IDL（）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。程序會首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)有硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機(jī)器周期（24個時鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止CPU訪問片內(nèi)RAM，而允許訪問其它端口。為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲器ALEP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 程序存儲器的加密AT89C51可使用對芯片上的3個加密位LBLBLB3進(jìn)行編程（P）或不編程（U）來得到下表所示的功能： 加密位保護(hù)功能表程序加密位保護(hù)類型LB1LB2 LB31UUU沒有程序保護(hù)功能2PUU禁止從外部程序存儲器中執(zhí)行MOVC指令讀取內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)容3PPU除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn)4PPP除以上功能外，同時禁止外部執(zhí)行當(dāng)加密位LB1被編程時，在復(fù)位期間，EA端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個隨機(jī)數(shù)，且這個隨機(jī)數(shù)會一直保存到真正復(fù)位為止，為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存的EA電平必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。 Flash閃速存儲器的編程 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有4K字節(jié)的Flash PEROM，這個Flash存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。編程接口可接收高電壓（+12V）或低電壓（VCC）的允許編程信號。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。AT89C51單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。如下表。 單片機(jī)AT89C51型號、簽名字節(jié)Vpp=12VVpp=5V芯片頂面標(biāo)識AT89C51xxxxyywwAT89C51xxxx—5yyww簽名字節(jié)（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=FFH（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=05HAT89C51的程序存儲器列陣采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個字節(jié)，要對整個芯片內(nèi)的PEROM程序存儲器寫入一個非空字節(jié)，必須使用擦除的方式將整個存儲器的內(nèi)容清楚。 編程方法 編程前，先設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，—(11位地址范圍為0000H—0FFFH)，數(shù)據(jù)從P0口輸入，、為低電平/VPP引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，RST保持高電平，ALE/引腳輸入編程脈（負(fù)脈沖）。編程時，可采用4—20MHz的時鐘振蕩器，AT89C51編程方法如下：1. 在地址線上加上要編程單元的地址信號。2. 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。3. 激活相應(yīng)的控制信號。4. 在高電壓編程方式時，將/VPP端加上+12V編程電壓。5. 每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù)1—5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的， 數(shù)據(jù)查詢AT89C51單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一個寫周期是否結(jié)束，在一個寫周期中，如需讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（）是原來寫入字節(jié)最高的反碼，寫周期完成后，有效的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時，可進(jìn)入下一個字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。Ready/Busy：字節(jié)編程的進(jìn)度可通過RDY/BSY輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變成高電平“H”，表示正在編程狀態(tài)。編程完成后。 程序校驗(yàn)及芯片擦除如果加密位LBLB2沒有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù)。采用下圖電路。，數(shù)據(jù)有P0口讀出，、ALE、和RST保持高電平。校驗(yàn)時P0口須接上10K左右的上拉電阻。加密位不可直接校驗(yàn)，加密位的校驗(yàn)可通過對存儲器的校驗(yàn)和寫入狀態(tài)來驗(yàn)證。利用控制信號的正確組合并保持ALE/引腳10ms的低電平脈沖寬度即可將PEROM陣列（4k字節(jié)）和三個加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。 讀片內(nèi)簽名字節(jié)及編程接口AT89C51單片機(jī)內(nèi)有3個簽名字節(jié)，地址為030H、031H和032H。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。讀簽名字節(jié)的過程和單元030H、031H和032H的正常校驗(yàn)相仿，、返回值意義如下：（030H）=1EH 聲明產(chǎn)品由ATMEL公式制造。 （031H）=51H 聲明為AT89C51單片機(jī)。（032H）=FFH 聲明為12V編程電壓。（032H）=05H 聲明為5V編程電壓。編程接口：采用控制信號的正確組合可對Flash閃速存儲陣裂中的每一代碼字節(jié)進(jìn)行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。 AT89C51的極限參數(shù)：極限參數(shù)：工作溫度………………55℃ ～ +125℃ 儲藏溫度………………65℃ ～ +150℃ 任一引腳對地電壓……… ～ + 最高工作電壓……………………… 直流輸出電流…………………… 顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡單易行。LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng)a～g筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點(diǎn)。因此這種LED顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管。如圖所示： 七段位LED 八段位LEDLED數(shù)碼管按電路中的連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，共陽型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，a～g、Dp各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時，該筆段發(fā)光，高電平時不發(fā)光。控制某幾段筆端發(fā)光，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。共陰型是將各段發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過限流電阻接高電平時發(fā)光。在自動加料機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)行是要顯示輸送、排料、滿料、空料時間，有時間切換鍵和標(biāo)志哪條生產(chǎn)線的發(fā)光二極管表示，顯示的位數(shù)少，所以就采用靜態(tài)顯示的方式。LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或+5V）；每位的段選線（a~dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。所以稱為靜態(tài)顯示。各個LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。也正因此如此，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。這種顯示方式接口編程容易。若用I/O接口，則要占用4個8位I/O口，若用鎖存器接口，則要用4片74LS373芯片。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式便無法適應(yīng)。在設(shè)計中，LED顯示電路采用74LS377驅(qū)動器和MC14511B譯碼器控制LED數(shù)碼管。 74LS377芯片介紹 74LS377的引腳圖.D0～D7：8個信號輸入端。.Q0～Q7：8個信號輸出端。.CLK：時鐘信號輸入端。. ：鎖存允許信號。當(dāng)=0時，CLK端的上跳變將把8位D輸入端的數(shù)據(jù)打入8位鎖存器。 74LS377真值表CLKDQ1XXQ00↑110↑00X0XQ0 MC14511B芯片介紹