【文章內(nèi)容簡介】 39P 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 .01P 1 .12P 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 1 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 序控制引腳上的邏輯電平），起到控制外部設備的作用。 4．復 位和復位電路 RST/VPD 當振蕩器運行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位。在 Vcc 掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。 MCS51單片機最常用的復位電路如圖 14 所示。 該電路具有上電自動復位和手動復位兩種功能。加電瞬間，由于電容的作用， RST 端產(chǎn)生高電平，隨著 RC 電路充電電流的減小 RES 的電位逐漸下降為 0。于是在 RST 端形成幾個毫秒的高電平脈沖，使 MCS51 單片機復位。 按鈕 Sm 為手動復位。按下按鈕時 RST 為高電平，松開按鈕恢復為低電平，形成的高電平脈沖使系統(tǒng)復位。 5．其它引腳 以下引腳一般只在外部并行擴展存儲器時才用到，這里只作簡略介紹。 表 11 51 單片機并行 I/O 口特性 端口 P0 P1 P2 P3 共性 8 位 I/O 口，既可字節(jié)操作（ 8 位），也可位操作（ 1位）； 準雙向口，作輸入時要向端口 寫 1 使下拉 FET 截止 存在讀引腳和讀鎖存器指令的區(qū)別 性質(zhì) 雙向 /準雙向 準雙向 準雙向 準雙向 驅動能力 8 個 TTL 4個 TTL 4 個 TTL 4個 TTL 內(nèi)部端口電路 作 外 部 總 線時： FET 推拉輸出； 作 I/O 輸出時：上拉 FET 截止，為漏極開路電路 輸出時為帶上拉電阻的 FET 輸出 其它功能 系統(tǒng)擴展時作為 片外數(shù)據(jù) /地址總線低 8 位 系統(tǒng)擴展時作為片外地址總線高 8位 串口 : RXD。TXD 中斷：INT0。INT1 計數(shù)器 :T0。T1 片外 RAM 讀寫 控制 :WR。RD 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 8 ALE/PROG 正常操作時為 ALE 功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器， ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的 1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。 PSEN 外部程序存儲器讀選通信號輸出端 EA /Vpp 、 EA /Vpp 為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當 EA /Vpp 為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當EA /Vpp 為低電平時，則訪問外部程序存儲器。 三 數(shù)字鐘的硬件設計 LED 顯示電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器、 CRT顯示器等 。LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下圖所示。 圖 34 LED顯示器的符號圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式 LED 顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（ LED 數(shù)碼管）由 7 條線段圍成 8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。 LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和符號 . MCS51 RST 圖 14 復位電路 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 9 圖 35 共陽式、共陰式 LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖 顯示電路 顯示模塊需要實時顯示當前的時間 ,即時、分、秒，因此需要 6個數(shù)碼管，另需兩個數(shù)碼管來顯示橫。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數(shù)碼管，秒的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED 顯示器的顯示控制方式按驅動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位 LED 顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 10 圖 36 數(shù)碼管的硬件連接示意圖 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA 數(shù)碼管使用注意事項說明： （１）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角； （２）焊接溫度：２６０度；焊接時間：５Ｓ （３）表面有保護膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。 鍵盤控制電路 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 11 鍵盤是由若干按鍵組成的開關矩陣，它是微型計算機最常用的輸入設備，單片機中應用的一般是由機械觸點構成的按鈕，鍵盤與單片機一般通過 I/O 口連接。最簡單的方法是將每個按鍵的一端接到單片機的 I/O 口，另一端接地，如圖 8－ 1 所示，四個按鍵分別接到 、 、 和 。當關 S1 未被按下時， 輸入為高電平， S1按下閉合后， 輸入為低電平。可以采用程序不斷查詢 電平的方法來判斷 S1是否按下。 由于按鍵是機械觸點，當機械觸點斷開、閉合時，會有抖動，造成 輸入端的波形如圖 8－ 2 所示。 這種抖動雖然人感覺不到，但計算機完全可以感覺到，會當作多次按鍵處理。為使 CPU 能正確地讀出 P3 口的狀態(tài)，對每一次按鍵只作一次響應，就必須考慮如何去除抖動，單片機中為了節(jié)省硬件，常用軟件法去除抖動，就是在單片機獲得 口為低的信息后，不是立即認定按鈕已被按下，而是延時 10毫秒或更長一些時間后再次檢測，如果 口仍為低，說明該位按鈕的確按下了，這實際上是排除了按鍵按下時的抖動時間。而在檢測到按鍵釋放后（ 為高）再對鍵值處理。相應的程序流程如圖 83。 圖 82 鍵合斷時的電壓抖動 鍵穩(wěn)定 鍵按下 后沿抖動 前沿抖動 10mS 圖 81 簡單的鍵盤接口 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 12 KEY: MOV P3,0FFH MOV A,P3 CPL A JZ K_RET；無鍵按下 LCALL DELAY ；延時 MOV P3,0FFH MOV A,P3 CPL A JZ K_RET 。無鍵按下，返回 MOV B, A 。 保存按鍵值 K_RS: MOV P3,0FFH MOV A,P3 CPL A JNZ K_RS。等待鍵釋放 K_RET: RET 該子程序的功能就是：檢 測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則通過延時再檢測以排除鍵抖動，然后等待按鍵釋放后返回所按下的鍵號。該子程序出口參數(shù)是： 四位中為 1 的位，表示連接到 P3 口該位的按鍵按下并釋放了，可以據(jù)此執(zhí)行相應的操作。 四 數(shù)字鐘的軟件設計 系統(tǒng)的軟件設計也是工具系統(tǒng)功能的設計。單片機軟件的設計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設計和監(jiān)控軟件的設計。單片機的軟件設計通常要考慮以下幾個方面的問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結構，使軟件開發(fā)清晰、簡潔 和流程合理； 延時消抖 保存鍵號 有按鍵閉合？ 確有按鍵？ 按鍵釋放？ 返回 鍵盤掃描子程序 讀口線 N N N Y Y Y 圖 83 鍵盤掃描子程序流程 安徽電氣工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 13