【文章內容簡介】 兩個 16位定時器 /計數器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作 輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2口被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內 部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數 據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。LED 漢字顯示 6 P3口： P3 口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當 P3口寫入 “1” 后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外 部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正 脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 [3] 7 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器 。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可 選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 時鐘電路設計 時鐘電路由 AT89C51 的 18， 19腳的時鐘端 (XTALl 及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X電容 C2， C3 組成，采用片內振蕩方式。 在 AT89S51 芯片內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接 晶體震蕩器和微調電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激震蕩器，這就是單片機的數字電路。數字電路產生的震蕩脈沖經過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的數字脈沖信號。一般地，電容 C1 和 C2取 30pF 左右，可使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免雜波干擾而導致死機 ,系統(tǒng)數字電路如圖 22。 晶體的震蕩頻率范圍是 ~12MHz。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的數字頻率也高，單片機運行速度也就快。 MCS51 在通常情況下，使用震蕩頻率為 6MHz 或12MHz。 時鐘電路一般有兩種接法：內部時鐘方式和外部時鐘方式；不同計算機的時鐘電路接法是不完全相同的； (1)內部時鐘方式：通過在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體或陶瓷諧振器，再利胙芯片內部的振蕩電路，就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內部時鐘電路； (2)外部時鐘方式：此方式是利用外部振蕩脈沖接入 XTAL1，對于 AT89C52 單片LED 漢字顯示 8 機，因為內部時鐘發(fā)生器的信號取自反相放大器的輸入端，故采用外部時鐘源時，接線方式為外時鐘信號接至 XTAL1， XTAL2 懸空，注意：外接晶振時，C1 和 C2 值通常選擇為 20～ 30PF；外接陶瓷諧振器時， C1 和 C2 為 30～ 50PF；C1 、 C2 對頻率有微調作用，影響振蕩 的穩(wěn)定性和起振速度。 在這里我們選用的是內部時鐘方式 C13 3 pC23 3 pX1C R Y S T A LX T A L 1X T A L 21918 圖 22 單片機的時鐘電路 復位電路設計 復位電路采用簡易的上電復位電路，主要由電阻 R1， R2，電容 C1，開關K1組成，分別接至 AT89C51 的 RST 復位輸入端。 單片機復位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復位后 PC=0000H，使單片機從第一個取指令。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。 AT89C51 的系統(tǒng)重置是由 RESET 引腳控制的，如圖 23 所示。當此 引腳送入高電位超過 24 個震蕩周期時（即 2 個機器周）。 AT89S51 即進入芯片內部重置狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 為低電位后，才檢測 EA 為高電位或是低電位，若為高電位，則實行內部的程序代碼，若為低電位，則實行外部的程序代碼。復位時， ALE 和 /PSEN 呈輸入狀態(tài)，即 ALE=/PSEN=1，片內 RAM不受復位影響；但在系統(tǒng)剛上電（也稱為“冷啟動”）時， RAM 的內容是隨機的。復位后， P0~P3 口輸出高電平且使這些雙向口皆處于輸入狀態(tài)，并將 07H寫入堆棧摜針 SP，同時將 PC 和其余專用寄存器清 0，此時單 片機從起始地址0000H 開始重新執(zhí)行程序。因此，單片機運行出錯或進入死循環(huán)時，可使其復位后重新運行。 9 C32 2 0 u FR14 7 0 RV C CR E S E T9 圖 23 單片機的復位電路 AT89C51 主要由接收與發(fā)送緩沖寄 存器 SBUF、輸入移們寄存器以及串行控制寄存器 SCON 等組成。波特率發(fā)生器可以利用定時器 T1 或 T2 控制發(fā)送和接收的速率。特殊 功能寄存器 SCON 用于存放串行口的控制和狀態(tài)信息；發(fā)送數據緩沖寄存器 SBUF 用于存準備發(fā)送出去的數據；接收數據緩沖寄存器SBUF 用于接收由外部輸入到輸入移位寄存器中的數據。 80C52 串行口正是通過對上述專用寄存 器的設置、檢測與讀取來管理串行通信的；在進行串行通信時，外界數據通過引腳 RXD 輸入。輸入數據首先逐位進入輸入移位寄存器，由串行數據轉換為并行數據，然后再送入接收寄存器。在接收寄存器中采用了雙緩沖結構，以避免在接收到第 2 幀數據前， CPU 未及時響應接收寄存器前一幀的中斷請求，沒把前一幀數據讀走，而造成 2 幀數據重疊的錯誤。在發(fā)送時，串行數據通過引腳 TXD 輸出。 由于 CPU 是主動的，因此不會產生寫重疊問題，一般不需要雙緩沖器結構。要發(fā)送的數據通過發(fā)送控制器控制邏輯門電路逐位輸出。 [4] 1616L ED點陣屏 LED 點陣顯示屏采用 1616 共 256 個象素的點陣，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布，如圖 24所示LED 漢字顯示 10 圖 24 LED點陣顯示屏底視圖 我們把行列總線接在單片機的 IO 口，然后把上面分析到的掃描代碼送人總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將 LED 點陣的行列端口全部直接接入89S51 單片機，則需要使用 32 條 IO 口，這樣會造成 IO 資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，我們在實際應用中只是將