【文章內(nèi)容簡介】 AT89S52 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 公司高密度 非 易失性存儲器技術(shù)制造，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)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié)Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，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(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 8 武漢理工大學《數(shù)字電子技術(shù)基礎》課程設計說明書 6 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52 晶振電路 晶振電路原理圖如 322： 322 晶振模塊原理圖 晶振電路的作用 晶振是給單片機提供工作信號脈沖的 .這個脈沖就是單片機的工作速度 .比如 12M 晶振 .單片機工作速度就是每秒 12M. 為了電路的穩(wěn)定性起見 ,在晶振的兩引腳處接入兩個10pf50pf 的瓷片電容接地來削減諧 波對 減 電路的穩(wěn)定性的影響 。 復位電路 323 復位電路 原理圖 復位方式有多種，本設計采用按鍵復位。在設定的定時時間內(nèi)， 89S52 必須在 RST引腳產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時器 . 武漢理工大學《數(shù)字電子技術(shù)基礎》課程設計說明書 7 LED 數(shù)碼管顯示模塊 LED 數(shù)碼管分共陽極與共陰極兩種，本設計中采用 2 位共陰極八段數(shù)碼管。 共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極 管的陰極（二極管負端）連接在一起。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 LED 紅綠燈顯示模塊 本實驗有四種狀態(tài)： 狀態(tài) 1， 東西綠燈亮，南北紅燈亮 。 狀態(tài) 2， 東西黃燈亮，南北紅燈亮 。 狀態(tài) 3， 東西紅燈亮，南北綠燈亮。 狀態(tài) 4， 東西紅燈亮，南北黃燈亮。 再采用顯示子程序與延時子程序可使 LED 顯示燈 按照要求點亮 （如圖 325 進入循環(huán)） 。 325 狀態(tài)循環(huán)流程圖 程序初始化 狀態(tài) 1(S1) 狀態(tài) 2 (S2) 狀態(tài) 3（ S3） 狀態(tài) 4（ S4） 324 2 位共陰極八段數(shù)碼管引腳圖 武漢理工大學《數(shù)字電子技術(shù)基礎》課程設計說明書 8 軟件設計 軟件設計應用單片機 C 語言編程， c 語言是一種編譯型設計語言 .它兼顧了多種高級語言的特點 ,并具備匯編語言的功能 .用 c 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件 ,會大大縮短開發(fā)周期 ,且明顯的增加軟件的可讀性 ,便于改進和擴充 ,以研制出規(guī)模更大 ,性能更完備的系統(tǒng) 。 而且采用 c 語言也不必對單片機和硬件接口的結(jié)構(gòu)有很深入的了解 ,編譯器可以自動完成變量的存儲單元的分配 .采用 c 語言可以很容易地進行單片機的程序移植工作 [4]。 主程序流程圖如圖 326 所示。 326 主程序流程圖 武漢理工大學《數(shù)字電子技術(shù)基礎》課程設計說明書 9 4 電路 仿真 本次設計使用的仿真軟件為 Protues. Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：①實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路 仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有： 68000系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功 能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能； 同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2等軟件。④具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件 [7]。仿真電路圖如圖 41。 41 Protues 仿真電路圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2C13 3 pC23 3 pC31 0 u2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8X1CR Y S T A LR11 0 kR21 0 kR32 .2 kR42 .2 kR52 .2 kR62 .2 kR72 .2 kR82 .2 kD1L E D R E DD2L E D R E DD3L E D Y E L L O WD4L E D Y E L L O WD5L E D G RE E ND6L E D G RE E N武漢理工大學《數(shù)字電子技術(shù)基礎》課程設計說明書 10 5 調(diào)試 調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試 [1]。 硬件調(diào)試時 將加工的印制板認真對照原理圖，看兩者是否一致。應特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時通電前，一定要檢查電源電壓的 幅值和極性利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。 確認各元器件可以正常工作。 軟件調(diào)試 利用軟件編程的方 法來實現(xiàn) 。 51 系列單片機的信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號（ PSEN）、地址鎖存信號（ ALE）、復位信號等幾大類。這些信號大多屬于脈沖信號，對于脈沖信號借助示波器（這里指通用示波器）用常規(guī)方法很難觀測到，必須采取一定措施才能觀測到 。 因此要使用一些簡單的調(diào)試程序來確定硬件的組裝是否正確、功能是否完整 。 在調(diào)試過程中，出現(xiàn)數(shù)碼管顯示過暗的情況，通過查資料和咨詢 同學，得知出現(xiàn)此種情況是由于單片機驅(qū)動電流過低所致，可添