【文章內(nèi)容簡介】 片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可以提供許多高性低比的系統(tǒng)控制應(yīng)用領(lǐng)域。 AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。1 . I/O引腳和I/O端口 ～ : P0口是一個漏極開路型準(zhǔn)雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它是數(shù)據(jù)總線和地址總線低8位分時復(fù)用的接口；在EPROM編程是，他接收指令字節(jié)；在驗證程序時，輸出指令字節(jié)，并要求外接上拉電阻。 ～： P1口是帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，它是通過I/O端口。在EPROM編程和程序驗證時，它接收底8位地址。 ～： P2口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址；在對EPROM編程和程序驗證時，他接收高8位地址。 ～: P3口是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，它是雙功能I/O端口。除基本輸入/輸出功能外，每個引腳還有專用功能。其專用引腳功能見表31所示。 I/O口線 專 用 功 能 RxD(串行數(shù)據(jù)接收) TxD(串行數(shù)據(jù)發(fā)送) （外部中斷0請求輸入） （外部中斷1請求輸入） T0（定時器0外部計數(shù)脈沖輸入） TI （定時器1外部計數(shù)脈沖輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號）（外部數(shù)據(jù)存儲器讀信號）表31 P3口引 腳 專用功能 2 . 復(fù)位引腳復(fù)位操作是計算機系統(tǒng)經(jīng)常進行的操作，即使其軟，硬件回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備工作。復(fù)位引腳RESET復(fù)位功能RST：單片機的復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的。在震蕩信號正常運行情況下，只要RST引腳保持兩個機器周期以上的高電平，系統(tǒng)就能復(fù)位。理論上按主頻2MHZ～12MHZ計算，復(fù)位高電品持續(xù)時間≧t。 t= ～ =2181。s～12181。s復(fù)位狀態(tài) 復(fù)位狀態(tài)就是單片機復(fù)位后內(nèi)部寄存器及引腳的初始數(shù)據(jù)或初始電平。MCS51系列彈片機復(fù)位后內(nèi)部各寄存器的狀態(tài)如表32所列。 表32 MCS51系列單片機復(fù)位后內(nèi)部寄存器的內(nèi)容寄存器 內(nèi)容寄存器 內(nèi)容PC 0000H TMOD 00HA 00HTCON 00HB 00HTH0 00HPSW 00HTL0 00HSP 07HTH1 00HDPTR 0000HTL1 00HP0～P3 FFHSCON 00HIP xxx00000HSBUF 不定IE 0xx00000HPCON 00H 另外，復(fù)位時，ALE和 配置為輸入狀態(tài)，即ALE=1，=1。內(nèi)部RAM不受復(fù)位的影響。3．控制引腳MCS51系列單片機的控制引腳有一部分占用P3口線，前面已經(jīng)介紹，另一部分是單獨的引腳，介紹如下。1．ALE/：地址鎖存/編程脈沖引腳，輸入/輸出(1) ALE功能：地址鎖存信號，輸出。給應(yīng)用系統(tǒng)中的地址鎖存器提供鎖存控制信號，實現(xiàn)地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用。時序圖中已表明，在每一個機器周期（MOVX指令除外）出現(xiàn)兩個ALE正脈沖，當(dāng)ALE為高電平時，地址鎖存器的輸出隨輸入變化（這時P0口輸出的是低八位地址信息）；當(dāng)ALE由高電平變成低電平時，鎖存器將地址鎖定，即輸出不再隨輸入變化（P0口可傳送數(shù)據(jù)信息）。 另外，ALE信號還可作為應(yīng)用系統(tǒng)中頻率要求較低的其他部件的時鐘信號，計數(shù)信號等（但要注意：若程序中執(zhí)行了MOVX指令，ALE會出現(xiàn)不均勻的情況）。(2) 功能：片內(nèi)程序存儲器編程脈沖，輸入。對于EPROM型單片機，在對片內(nèi)程序 存儲器編程時，該引腳輸入編程脈沖信號。2. ：外部程序存儲器讀信號，輸出，低電平有效由于MCS51系列單片機外部程序存儲空間和外部數(shù)據(jù)存儲空間是獨立的，但地址是重疊的，因此除了在指令上加以區(qū)分外，控制信號也有所不同。前面介紹的RD，WR是用于讀/寫數(shù)據(jù)存儲器的，而PSEN是用于讀程序代碼的，它在應(yīng)用系統(tǒng)中接程序存儲器的讀控制端。在訪問外部程序存儲器時，在每個機器周期，PSEN兩次有效。3． /Vpp：內(nèi)部程序存儲器選擇/編程電壓引腳，輸入。這是一個雙功能引腳(1) 功能：內(nèi)，外程序存儲器選擇信號。當(dāng)訪問該地址范圍的存儲單元時，由于MCS51系列單片機的片內(nèi)程序存儲器與片外程序存儲器低端地址是重疊的，所以用引腳電平來區(qū)分是訪問內(nèi)部程序存儲器，還是訪問外部程序存儲器。當(dāng) =“1”時選擇訪問單片機內(nèi)部的程序存儲器；當(dāng) =“0”時選擇訪問外部的程序存儲器。但應(yīng)注意，8031，8032，80C31等幾個型號的單片機無片內(nèi)程序存儲器，使用它們時應(yīng)接地。(2) Vpp功能：片內(nèi)程序存儲器編程電壓。對于EPROM型單片機，在對片內(nèi)EPROM編程 時Vpp引腳輸入21V的編程電源電壓。4．主電源引腳1． Vcc：+5V工作電壓。正常工作時Vcc引腳接+5V電源電壓。2． Vss：接地端。正常工作時Vss引腳接地。5．時鐘引腳XTAL1和XTAL2 ：是MCS51系列單片機的時鐘引腳，兩引腳連接于單片機內(nèi)部的一個高增益反向放大器，用于與外部震蕩源一起構(gòu)成震蕩電路，其中XTAL1為該放大器的輸入引腳，XTAL2為該放大器的輸出引腳。  表 主要功能特性 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM 32個雙向I/O口 256x8bit內(nèi)部RAM 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 時鐘頻率024MHz 2個串行中斷 可編程UART串行通道 2個外部中斷源 共6個中斷源 2個讀寫中斷口線 3級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能3．2．2 89C2051處理器89C2051，AT89C52與MCS51系列單片機指令系統(tǒng)完全兼容，引腳功能相同。如圖所示， 20條引腳的MCS51系列的2051和1051沒有P0口和P2口，不能進行外部擴展。它們的內(nèi)部有一個模擬比較器，（AIN0）（AIN1）輸入，模擬比較器的輸出（）。 圖 35 89C2051的引腳圖 38譯碼器74LS138為3—8譯碼器，如圖35所示為74LS138的引腳圖 圖35 74LS138引腳74LS138在編碼時，每一種使用了的二進制碼狀態(tài)，都賦予了特定的含義，即表示了一個確定的信號或者對象。把代碼的特定含義即表示了一個確定的信號或者對象。把代碼的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼，實現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。或者說，譯碼器可以將輸入代碼的狀態(tài)翻譯或相應(yīng)的輸出信號，以表示其原意，譯碼器是多輸入，多輸出的組合邏輯電路。譯碼器輸入為3位2進制數(shù)，C，B，A，輸出為8個2進制數(shù)，分別對應(yīng)輸入的8種狀態(tài)組合，另外設(shè)有使能控制端，E3，E2，E1，當(dāng)E3=1，E2=0，E1=0時，譯碼器正常譯碼。否則，譯碼器不實現(xiàn)譯碼，即不管譯碼輸入C，B，A為何值8個譯碼輸出～均為高電平。 在實際的應(yīng)用中，有時使能控制端也可以用作復(fù)位端，實現(xiàn)38譯碼器的“清零”，在該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，后面將用到這方面的知識。 由真值表，表24可知： 對應(yīng)每個輸入狀態(tài)，僅有一個輸出為0，其余皆為1，輸出為低電平有效。例如： CBA=000時，僅Y0=0，即Y0是輸入代碼000的譯碼器輸出。8個輸出對應(yīng)8個最小項的非。表34 74LS138真值表輸 入輸 出使 能選 擇C B A1 0 01 0 01 0 01 0 00 0 00 0 10 1 00 1 1011110111101111011111111111111111 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 11 1 01 1 1111111111111111101111011110111100 X XX 1 XX X 1X X XX X XX X X111111111111111111111111 74LS244 隔離器74LS244是8位3態(tài)總線驅(qū)動器，如圖 36 。外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號，可以通過數(shù)據(jù)輸入 3態(tài)緩沖器或3態(tài)總線驅(qū)動器經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給微處理器。8個數(shù)據(jù)輸出端1Y1～1Y4，2Y1～2Y4與微型計算機的數(shù)據(jù)總線相連，8個數(shù)據(jù)輸入端1A1～1A4，2A1～2A4與外設(shè)相連。加到輸出允許1G和2G的負(fù)脈沖將數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)輸出端。執(zhí)行MOVX（IN）指令時，微處理器發(fā)出讀寄存器信號，該信號通常是端口地址和讀信號RD產(chǎn)生的。將讀寄存器信號接至74LS244的輸出允許端，MOVX指令就把3態(tài)緩沖器74LS244數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)總線輸入到累加器A中。 圖36 74LS244三態(tài)總線驅(qū)動器 1A 2A數(shù)據(jù)輸入1Y 2Y數(shù)據(jù)輸出 1A→1Y 輸出允許 2A→2Y 輸出允許 表35 引腳功能 RS485總線 單片微機應(yīng)用系統(tǒng)中，相互通道接口主要采用串行通信方式，在設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)通信接口時，主要考慮的是串行標(biāo)準(zhǔn)通信接口，傳輸介質(zhì)，電平轉(zhuǎn)換等。目前，許多廠家生產(chǎn)了各種集成芯片，能滿足單片微機的TTL或CMOS電平與RS232，RS485，20mA電流環(huán)各自規(guī)定的電氣標(biāo)準(zhǔn)之間的匹配及轉(zhuǎn)換。 RS485總線在許多工業(yè)環(huán)境中，為了使設(shè)備簡單和維護方便，總希望用最少的信號線來完成遠程數(shù)據(jù)的采集與控制。在RS485發(fā)送端，驅(qū)動器將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號輸出，在接收端將差分信號還原成TTL信號，所以RS485有很強和很高的抗共模干擾能力和接收靈敏度。在傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)達100kb/s，RS485的通信距離可1200m，在傳輸距離過長的情況下，可用中繼器來增加傳輸距離。 MAX485 這是用于RS485和RS422通信的底功耗收發(fā)器。MAX485的驅(qū)動器轉(zhuǎn)換率沒有限制?？晌?20～500uA之間的電流，另外，MAX485有一種低電流關(guān)機模式。所有這些器件均由一個5V電源供電。驅(qū)動器設(shè)有短路電流限制，當(dāng)過熱時，關(guān)機電路可將驅(qū)動器輸出置成一種高阻狀態(tài)；接收器輸入有一種防故障功能，這種功能保證輸入在開路狀態(tài)下為邏輯高電平輸出。 MAX485管腳功能介紹：（1）R0 接收器輸出端 若A比B大200mA；若A比B小200mA，R0為低。（2）RE 接收器輸出使能端 RE為低時，R0有效；RE為高時，R0為高阻狀態(tài)（3）DE 驅(qū)動器輸出使能端 若DE為高，驅(qū)動器輸出A（Y）和B（Z）有效；若DE為低，它們?yōu)楦咦锠顟B(tài)。若驅(qū)動器輸出有效，器件作為線驅(qū)動器用；若為高阻狀態(tài)時，RE為低，器件作為線接收器用（4）DI 驅(qū)動器輸入端 DI為低，將使輸出A為低，輸出B為高；若DI為高，將使輸出A為高，B為低（5）GND 接地。（6）Y 不倒相驅(qū)動器輸出。（7）