【文章內容簡介】 ? 可編程串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 功能特性概述： AT89S52 提供以下標準功能； 8k 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 256 字節(jié)內部 RAM，鹽城工學院單片機課程設計（ 2020） 8 32個 I/O 口線。 3 個 16 位定時 /計數器， 1 個 6向量兩級中斷結構， 2 個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時， AT89S52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許RAM，定時 /計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個 硬件復位。 POFP/TQFP封裝形式如圖 42； PLCC 封裝形式如圖 43 POFP/TQFP封裝形式 鹽城工學院單片機課程設計（ 2020） 9 PLCC封裝形式 MCS51單片機共有 4個雙向的 8 位并行 I/O 端口 (port)，分別記作 P0P3，共有 32 根口線，各口的每一位均由鎖存器，輸出驅動器和輸入緩沖器所組成。實際上 P0P3 已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結構上有一些差異，故各口的性質和功能有一些差異。 P0 口是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8 位）及數據總線分時復用口，可驅 動 8 個 LS 型 TTL 負載。 P1口是 8 位準雙向 I/O 口，可驅動 4 個 LS型負載。 P3口是 8 位準雙向 I/O 口，是雙功能復用口，可驅動 4 個 LS 型 TTL負載。 P1口， P2 口， P3口各 I/O口線片內均有固定的上拉電阻，當這 3 個準雙向I/O 口做輸入口使用時，要向該口先寫“ 1”，另外準雙向 I/O 口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為準雙向 I/O 口。 在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)。而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電 流） 4個 TTL邏輯門電路。對端口寫“ l”，通過內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，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。與 AT89C5l 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和輸入（ ）參見表 41Flash 編程和程序校驗期間 ， Pl 接收低 8 位地址。 鹽城工學院單片機課程設計（ 2020） 10 P2 口： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“ 1” ,通過內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，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL 位）。在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR,A 指令時）， P2口送出高 8位地址數據。在訪問 8位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行 MOVX@Ri，A指令）時， P2口輸出 P2鎖存器的內容。 FLASH 編程或校驗時， P2亦接收高位地址一些控制信號。 P3 口： P3 是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出 電流） 4 個 TL 邏輯門電路。對 P3 口寫入“ l”時 ， 它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時 ， 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，更重要的是它的第二功能，如下表所示 P3口引腳 特殊功能 RXD(串行輸入口 ) TXD（串行輸出口） INTO（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時器 0外部輸入） T1（定時器 1外部輸入） WR（寫入外部存儲器控制） RD（ 讀取外部存儲器控制） XTAL1：振蕩器反向放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 RST：復位輸入。當振蕩器工作時 ， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將 使單片機復位。 AT89S52 單片機內部設有三個 16 位的可編程定時器 /計數器?？删幊痰囊馑见}城工學院單片機課程設計（ 2020） 11 是指其功能 （ 如工作方式、定時間、量程、啟動方式等 ） 均可由指令來確定和改變。在定時器 /計數器中除了有兩個 16 位的計數器之外 ， 還有兩個特殊功能寄存器 （ 控制寄存器和方式寄存器 ） 。本設計主要用到定時器 T0 與 T1， 這里簡單介紹一下。 16 位的定時 /計數器分別由兩個 8 位專用寄存器組成 ， 即 ?T0 由 TH0和 TL0 構成 。 T1由 TH1 和 TL1 構成。其訪問地址依次為 8AH 到 8DH。每個寄存器均可單獨訪問。這些寄存器是用于存放定時或計數初值的。此外 ， 其內部還有一個 8 位的定時器方式寄存器 TMOD 和一個 8位的定時控制寄存器 TCON。這些寄存器之間是通過內部總線和控制邏輯電路連接起來的。 TMOD 主要是用于選定時器的工作方式 ?TCON主要是用于控制定時器的啟動停止 ， 此外 TCON還可以保存 T0、T1 的溢出和中斷標志。當定時器工作在計數方式時 ， 外部事件通過引腳T0??和 T1??輸入。單片機最小系統(tǒng)如圖 44。 圖 44單片機最小系統(tǒng) 復位電路 : 當 MCS51 單片機的復位引腳 RST 出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。復位的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號。直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤消復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復位。 51 單片機的復位是由 RESET 引腳來控制的，此引腳與高電平相 接超過 24個振蕩周期后， 51 單片機即進入芯片內部復位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳轉為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。由于本設計只采用內部存儲器，不會執(zhí)行外部程序，因此 EA 端一般為高電平。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數器 PC?0H，這表明程序從 0H 地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內 RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內 RAM 區(qū)中的內容， 21 個特殊功能寄存器復位后的狀態(tài)為確定值。 與 其他鹽城工學院單片機課程設計（ 2020） 12 計算機一樣， MCS51 單片機系統(tǒng)常有上電復位和操作復位兩種方法。操作復位指用戶按下“復位”按鈕使計算機進入復位狀態(tài)。上電復位電路是 — 種簡單的復位電路，只要在 RST 復位引腳接一個電容到 VC，接一個電阻到地就可以了。上電復位是指在給系統(tǒng)上電時，復位電路通過電容加到 RST 復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復位信號隨著 VC 對電容的充電過程而回落，所以 RST 引腳復位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復位， RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。 MCS51 單片機的復位是由外部的復位 電路來實現(xiàn)的。上電復位電路圖如 45 圖 45 上電復位電路 時鐘電路 時鐘是單片機的心臟 ， 單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準 ， 有條不紊的一拍一拍地工作。因此 ， 時鐘頻率直接影響單片機的速度 ， 時鐘電路的質量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 單片機的定時功能是用片內的時鐘電路和定時電路來完成的 ， 而片內的時鐘產生有兩種方式：內部時鐘方式和外部時鐘方式。本設計用的是內部時鐘方式。 本系統(tǒng)采用內部時鐘方式 ， 片內高增益反相放大器通過 XTAL1， XTAL2 外接作為反饋元件的晶體 （ 呈感性 ） 與電容組成的并聯(lián) 諧振回路過程的一個自激振蕩向內 部時鐘提供振蕩時鐘。電容值通常取 30pF 左右。 時鐘電路如圖 46： 鹽城工學院單片機課程設計（ 2020） 13 圖 46 時鐘電路 單片機以晶體振蕩器的振蕩周期為最小的時序單位，片內的各種微操作都以此周期為時序基準。振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期，一個狀態(tài)周期包含 2個振蕩周期，振蕩頻率二分頻后形成機器周期，一個機器周期包含有 6個狀態(tài)周期或者 12 個振蕩周期， 1 到 4 個機器周期確定一條指令的執(zhí)行時間，這個時間便是指令周期。在 MCS51 單片機的所有指令中，有些完成的比較快，只需一個機器周期就行，有些完成的比較慢，則需兩個機 器周期或者四個機器周期才能完成。具體的周期計算是這樣的。如果外接晶振頻率為 12MHZ，那么振蕩周期為1/12MHZ=，態(tài)狀周期為 ，機器周期為 1us，指令周期為 1 到4us。當單片機 工作于定時模式時，它的初值為（定時間 /機器周期）求補，根據不同的工作模式對初值進行裝入。 紅外線接收電路的設計 紅外接收電路選用了市面上常見的一體化紅外接收頭 SM381。 SM381 集光電轉換、解碼和放大于一體，可以不接任何外接原件就可以解出需要的脈沖。 SM381平時輸出為高電平，當有遙控信號輸入 時，其輸出為高低電平脈沖，故接收時一個碼由一個低電平后跟一個高電平構成。利用不同長短高低電平的組合，可構成不同的碼。 SM381