【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TO 位（地址 8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 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(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻 10 率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，囚此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁正 ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú)效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許 (PSEN)輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S51由外部程序存儲(chǔ)器取指令 (或數(shù)據(jù) )時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器 (地址為 0000HFFFFH), EA 端必須保持低電平 (接地 )。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平 (接 Vcc 端 )， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12 V 的編程電壓 Vpp。 XTAL 1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 特殊功能寄存器：特殊功能寄存器的于片內(nèi)的空間分布的這些地址并沒(méi)有全部占用，沒(méi)有占用的地址亦不可使用，讀這些地址將得到一個(gè)隨意的數(shù)值。而寫這些地址單元將不能得到預(yù)期的結(jié)果。 中斷寄存器：各中斷允許控制位于 IE 寄存器， 5 個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)控制位于 IP 寄存器。 雙時(shí)鐘指針寄存器：為更方便地訪問(wèn) 內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，提供了兩個(gè) 16 位數(shù)據(jù)指針寄存器： DP0 位于 SFR(特殊功能寄存器 )區(qū)塊中的地址 82H, 83H 和 DP1位于地址 84H, 85H，當(dāng) SFR 中的位 DPS=0 選擇 DP0，而 DPS=1 則選擇 DP1。用戶應(yīng)在訪問(wèn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)指針寄存器前初始化 DPS 位。 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（ POF）在特殊功能寄存器 SFR 中 PCON 的第 4位 (}，電源打開(kāi)時(shí) POF 置‘ 1’，它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。 程序存儲(chǔ)器：如果 EA 引腳接地 (GND)，全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。在 AT89S51,假如 EA 接至 Vcc(電源 +)，程序首先執(zhí)行地址從 0000HOFFFH （ 4KB）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，而執(zhí)行地址為 1000HFFFFH (60KB)的外部程序存儲(chǔ)器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S51 的具有 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM，這 128 字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問(wèn)，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行， 128 字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。 看門狗定時(shí)器 (WDT)： WDT 是為了解決 CPU 程序運(yùn)行時(shí)可能進(jìn)入混亂或死循環(huán)而設(shè)置，它由一個(gè) 14bit 計(jì)數(shù)器和看門狗復(fù)位 SFR (WDTRST)構(gòu)成。外部復(fù)位時(shí)，WDT 默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)，要打開(kāi) WDT，用戶必須按順序?qū)?01EH 和 0E1H 寫到 11 WDTRST 寄存器（ SFR 地址為 OA6H},當(dāng)啟動(dòng)了 WDT，它會(huì)隨晶體振蕩器在每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，除硬件復(fù)位或 WDT 溢出復(fù)位外沒(méi)有其它方法關(guān)閉 WDT，當(dāng) WDT溢出，將使 RSF 引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖。 定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1：定時(shí)器 0 和 1 都是一個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 12 第 3 章 數(shù)碼管電子時(shí)鐘硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 利用單片機(jī)（ AT89S51）制作簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘，由六個(gè) LED 數(shù)碼管分別顯示小時(shí)十位、小時(shí)個(gè)位、分鐘十位、分鐘個(gè)位、秒鐘十位、秒鐘個(gè)位。 6 個(gè) PNP 管（ 9012）分別控制六個(gè)數(shù)碼管的亮滅，兩個(gè)按鍵用于時(shí)間調(diào)整。 系統(tǒng)硬件組成 圖 31系統(tǒng)框圖 根據(jù)系統(tǒng)框圖和設(shè)計(jì)方案本文硬件電路主要分為五個(gè)部分：第一部分為以AT89S51 單片機(jī)為核心的控制模塊；第 二部分是復(fù)位電路；第三部分位選部分，用以對(duì)顯示部分的選通；第四部分為由 LED 數(shù)碼管和發(fā)光二極管組成的顯示模塊；第五部分是按鍵部分，用來(lái)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)時(shí)；第六部分為電源部分，為系統(tǒng)提供電源如圖 31 所示。 顯示部分 控制部分 單片機(jī)（ AT89S51） 按鍵 復(fù)位電路 電源部分直流電源 5V 6 個(gè)七段共陰極數(shù)碼管 顯示秒，分鐘及小時(shí)位 位選部分 6 個(gè) PNP 三極管（ 9012） 13 模塊設(shè)計(jì) 控制部分 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板 [13]是一臺(tái)含有 AT89S51。內(nèi)含 CPU、 ROM、 RAM、 CTC、 INT及 I/O 接口的微控制器，芯片外部還配有復(fù)位電路、振蕩器蜂鳴器按鍵數(shù)碼管及發(fā)光二極管等電路，將這些器件焊接在一塊電路板上，組成的一臺(tái)最簡(jiǎn)單的單片機(jī)控制系統(tǒng)。 （ 1）實(shí)驗(yàn)板的主要組成有 89S5復(fù)位電路、時(shí)鐘電路（最小系統(tǒng)）、外部中斷按鈕、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、蜂鳴器和撥碼開(kāi)關(guān)等組成。 （ 2） AT89S51 的 P P P P4 口可用作數(shù)碼管顯示端口，如果用 7 段數(shù)碼管顯示數(shù)字，應(yīng)當(dāng)把電路板上的 J J J J4 短路， J J6 開(kāi)路，使正 5V 電壓加到數(shù)碼管上，數(shù)碼管才能正常工作，否則數(shù)碼管不亮。 （ 3） P0 作為發(fā)光二極管輸出口時(shí)，應(yīng)當(dāng)把 J1 短路環(huán)去掉，數(shù)碼管不供電，將 J5 短路環(huán)插上給發(fā)光二極管供電，發(fā)光二極管才能正常工作。 （ 4） P1 口也可以作為下載程序的輸入口，與專用下載線相連 接通過(guò) PC 機(jī)的并行口可以下載二進(jìn)制碼或十六進(jìn)制碼文件到單片機(jī)的 ROM 中。 本電路板中 P3 口即是輸入口又是輸出口，當(dāng)作為輸入口時(shí)，應(yīng)當(dāng)把 J J6短路環(huán)去掉，這時(shí) K K K K4 及 S1 才能正常工作。 （ 5）當(dāng) P3 口作為輸入口時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)把 S1 撥碼開(kāi)關(guān)開(kāi)路，如果輸出給數(shù)碼管，將 J4 短路 J6 開(kāi)路，如果用蜂鳴器，將 J6 短路 J4 開(kāi)路。蜂鳴器連接的是 P3口的 RXD 端，使用蜂鳴器時(shí)，將 J6 短路蜂鳴器才能正常工作。 （ 6） 40 芯插頭（ JP1）的各個(gè)插針與 AT89S51 的各管腳一一對(duì)應(yīng)，可以通過(guò)40 芯插頭擴(kuò)展各種外圍接 口芯片或接口板。 （ 7） 89S51 的 31 腳為訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器允許端，當(dāng)用外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，31 腳應(yīng)接地，如果訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 31 腳應(yīng)接 5V，即 31 腳為高電平，此電路板接高電平，使用內(nèi)部 ROM。 AT89S51 (8 位微控制單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 可系統(tǒng)編程的存儲(chǔ)器 ) AT89S51是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)介，可 靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 單片機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的震蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。時(shí)鐘電路可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。在 14 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。晶體可以在 — 12MHz 之 間選擇，電容值在 5PF— 30PF 之間選擇，電容的大小可起頻率微調(diào)作用。外部方式的時(shí)鐘電路中， XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12MHz 的方波信號(hào)。 本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡(jiǎn)便，采用內(nèi)部振蕩方式。 MCS51 內(nèi)部有一個(gè)可以構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 MCS51 雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件構(gòu)成震蕩 時(shí)鐘電路。外接晶體以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中。對(duì)接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性，晶振頻率可在 之間任選，電容 C1 和 C2 的典型值在 20pF100pF 之間選擇，考慮到本系統(tǒng)對(duì)于外接晶體頻率穩(wěn)定性要求不高，所以采取比較廉價(jià)的 陶瓷諧 振 器，根據(jù)調(diào)試電容選擇 30pF。 外部振蕩電路單片機(jī)必須在 AT89S51 的驅(qū)動(dòng)下才能工作 .在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路 ,只需要外接一個(gè) 振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元。 AT89S51 的管腳圖如 32 所示。 15 圖 32控制電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) MCS51 單片機(jī)在 RESET 輸入端出現(xiàn)高電平是實(shí)現(xiàn)復(fù)位和初始化。在振蕩器運(yùn)行的情況下，要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使 RST 引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩器周期）的高電平。 CPU 在第二個(gè)機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作，以后每一個(gè)機(jī)器周期重復(fù)一次，直到 RST 端電平變低。復(fù)位期間不產(chǎn)生 ALE 及 PSEN 信號(hào)。內(nèi)部復(fù)位操作使堆棧指示器 SP為 07H,各端口都為 1（ P0— P3口的內(nèi)容均為 OFFH） ,特殊功能寄存器都復(fù)位為 0，但不影響 RAM 的狀態(tài)。當(dāng) RST 引腳返回低電平以后，CPU 從 0 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。 MCS— 51 復(fù)位電路有兩種：一種是加電自動(dòng)復(fù)位電路，一種是開(kāi)關(guān)復(fù)位電路。加點(diǎn)復(fù)位電路在加電瞬間， RST 端的電位與 VCC 相同，隨著 RC 電路充電電流的減少， RST 端的電位逐漸下降。只要 RST 端保持 10ms 以上的高電平就能使 MCS— 51 單片機(jī)有效地復(fù)位。復(fù)位電路中的 RC 參數(shù)通常由實(shí)驗(yàn)調(diào)整。當(dāng)振蕩頻率選用 6MHz 時(shí)， Cr 選 選 1k 便能可靠地實(shí)現(xiàn)加電自動(dòng)復(fù)位。若采用 RC 電路接通施密特電路的輸 入端，施密特電路輸出端接 MCS51 和外圍電路的復(fù)位端，即可使系統(tǒng)可靠地同步復(fù)位。 16 本系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)復(fù)位方式的復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從0000H 地址單元開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi) RAM 為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見(jiàn)下表 31。 A＝ 00H，表明累加器已被清零； PSW＝ 00H，表明選寄存器 0 組為工作寄存器組； SP＝ 07H，表明堆棧指針指向片內(nèi) RAM 07H 字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫入到 08H 單元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口線寫入 1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸；IP＝ 00000B，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)； IE＝ 0 00000B，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷； 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò) 24 個(gè)振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳 轉(zhuǎn)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(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。