【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 其引腳圖如圖 所示： 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 8 圖 AT89C52 的引腳圖 Vcc：供電電壓 Vss：接地。 P0 口 ：在不接外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，分時(shí)復(fù)用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 P1 口 ：可作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口，對(duì)于 52 子系列 ， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù) 脈沖 輸入 端 T2 和 外部控制端 T2EX。 P2 口 ：可作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口，在接有片外 存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過(guò) 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2 口用于高 8 位地址總線。 P3 口 ： 除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 ，詳見(jiàn)表 。 表 P3口的第二功能 引腳號(hào) 功能特性 RXD (串行輸入口） TXD (串行輸出口） 0INT (外部中斷 0請(qǐng)求輸入端） 1INT (外部中斷 1請(qǐng)求輸入端） T0 (定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖輸入端） T1 (定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)脈沖輸入端） WR (片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 9 RD (片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端） RST： 復(fù)位 輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 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)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(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。 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)AT89C52 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。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 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0000H— FFFFH）， 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 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(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。 中斷系統(tǒng) （ 1）中斷源 AT89C52 是一個(gè)多中斷源單片機(jī)，有五個(gè)中斷源：外部中斷 0、定時(shí)器 0 中斷、外部中斷 定時(shí)器 1 中斷和串行接受或發(fā)送中斷。各中斷源的中斷處理程序入口地址如下表 所示。 表 中斷向量表 (2) 中斷控制 中斷的開(kāi)發(fā)或禁止是由中斷允許寄存器 IE 控制的。 IE 的格式如下： EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA中斷允許位。 EA=1，開(kāi)放總中斷，而各個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求允許還是禁中斷源 入口地址 外部中斷 0 0003H 定時(shí)器 0 000BH 外部中斷 1 0013H 定時(shí)器 1 001BH 串行口 0023H 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 10 止，分別由各自的中斷允許位確定； EA=0，禁止一切中斷。 ES串行口中斷允許位。 ET1 和 ET0 分別是定時(shí)器 T1 和 T0 的中斷允許位。 EX1 和 EX0 分別是外部中斷 1（ INT1）和外部中斷 0（ INT0）的中斷允許位。 中斷源優(yōu)先級(jí)控制 — 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP。 AT89C52 單片機(jī)有高低兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)， 5 個(gè)中斷源可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷，實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。一個(gè)正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷源的中斷服務(wù)程序，能被高優(yōu)先級(jí)中斷源所中斷，但不能被同級(jí)別的另一個(gè)中斷源所中斷。 AT89C52的 5 個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的 IP 的相應(yīng)位設(shè)定。 IP 的格式如許下： PS PT1 PX1 PT0 PX0 PS 是串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 PT1 和 PT0 分別是定時(shí)器 T1 和 T0 的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 PX1 和 PX0 分別是外部中斷 INT1 和 INT0 的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 中斷優(yōu)先級(jí)控制位的意義是： 0 設(shè)定為低優(yōu)先級(jí)中斷源； 1 設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷源。如果同優(yōu)先級(jí)的多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，則按照 AT89C52 單片機(jī)的CPU 查詢次序 確定哪個(gè)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，起查詢次序?yàn)椋?IE0、 TF0、 IE TFR1 或 T1 (3)定時(shí)系統(tǒng) 在控制系統(tǒng)中，常常要求有一些實(shí)時(shí)時(shí)鐘以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制，如定時(shí)中斷、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等，也往往要求有計(jì)數(shù)器能對(duì)外部事件計(jì)數(shù)。 AT89C52單片機(jī)有兩個(gè)定時(shí)器，稱為定時(shí)器 0（ T0）和定時(shí)器 1（ T1）。 定時(shí)器結(jié)構(gòu) AT89C52 單片機(jī)的定時(shí)器又計(jì)數(shù)器 0、計(jì)數(shù)器 方式控制寄存器和定時(shí)器控制寄存器組成。計(jì)數(shù)器 0 和計(jì)數(shù)器 1 分別由 8 位計(jì)數(shù)器 TH0、 TL0 和 THTL1 構(gòu)成。 TH0、 TL0、 TH TL1 是不能位 尋址的特殊功能寄存器，通過(guò)對(duì) TH0、TL0、 TH TL1 的初始化編程來(lái)控制 T0 和 T1 的計(jì)數(shù)初值。 AT89C52 單片機(jī)的兩個(gè)計(jì)數(shù)器 TH0、 TL0 和 TH TL1 可以構(gòu)成 16 位的計(jì)數(shù)器、 13 位的計(jì)數(shù)器和 8 位的計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器是定時(shí)器 T0 和 T1 的核心，它可以對(duì)引線 T0 和 T1 來(lái)的外部事件計(jì)數(shù)；也可以對(duì)單片機(jī)的機(jī)器周期計(jì)數(shù)。一個(gè)機(jī)器周期等于 12 個(gè)振蕩脈沖周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/12。這樣，不但可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)事件，也可以反過(guò)來(lái)安定時(shí)時(shí)間的要求來(lái)計(jì)算出計(jì)算器的預(yù)置值。計(jì)數(shù)器是加法計(jì)數(shù)器，所以預(yù)置的計(jì) 數(shù)初值應(yīng)為計(jì)數(shù)值的補(bǔ)碼。 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 11定時(shí)器的工作方式 AT89C52 單片機(jī)的 T0 有方式 0、方式 方式 2 和方式 3 四種工作方式；T1 有方式 0、方式 1 和方式 2 三種工作方式。 工作方式控制器 TMOD:TMOD 寄存器是不能尋址的特殊功能寄存器，用于控制 T1 和 T0 的工作方式，各位的定于如下： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD 的高半字節(jié)和低半字節(jié)的定義相同，高半字節(jié)用于控制 T1,低半字節(jié)用于控制 T0，其中， GATE 是門(mén)控位。 GATE 為 1 時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)器受外部引線 INT0 或 INT1 的輸入電平 的控制，輸入高電平計(jì)數(shù)，輸入低電平停止計(jì)數(shù)，這時(shí)可以用于測(cè)量在 INTX 引線出現(xiàn)的正脈沖寬度； GATE 為 0 時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)不受 INT0 或 INT1 的控制。 C/T 是定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的選擇位。 C/T 為 1，選擇計(jì)數(shù)器方式，計(jì)數(shù)器 THi和 TLi 對(duì) Ti 引線輸入的外部事件計(jì)數(shù)； C/T 為 0，選擇定時(shí)器方式，計(jì)數(shù)器 THi和 TLi 對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。 M1 和 M0 是定時(shí)器的工作方式選擇位。 M1 和 M0 這 2 位有 0011 四個(gè)狀態(tài)，分別選擇方式 0（ 13 位定時(shí)器）、方式 1（ 16 位定時(shí)器）、方式 2（ 8 位自動(dòng)重裝定時(shí)器）和方式 3（ T0 分成兩個(gè) 8 位 的定時(shí)器）。 存儲(chǔ)芯片 AT24C02 AT24C02 是美國(guó) atmel 公司的 低功耗 CMOS 型 EEPROM,內(nèi)含 256 8? 位存儲(chǔ)空間 ,具有工作電壓寬 (~)、擦寫(xiě)次數(shù)多、寫(xiě)入速度快、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。而且它是采用了 I2 C 總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行器件，占用很少的資源和 I/O 線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便， AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫(xiě)入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字 節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫(xiě)入時(shí)間，一次操作可寫(xiě)入多達(dá) 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 I2 C總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。他通過(guò) SDA 及 SCL 兩根線在連到總線上的器件之間傳遞信息 ，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I2 C 規(guī)程，使用主 /從機(jī)雙向通信，主機(jī)和從機(jī)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并 產(chǎn)生開(kāi)始和停止的條件。無(wú)論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個(gè)字節(jié) 后必須發(fā)出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)ACK。 AT24C02 的控制字由 8 位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開(kāi)始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線的傳送方向。仿真過(guò)程中用 24C02C 代替芯片 AT24C02。 管腳如圖 所示。管腳描述： 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 12 SCL 為串行時(shí)鐘： 串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘，這是輸入管腳。 SDA 為串行數(shù)據(jù) /地址： 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳可與其他開(kāi)漏輸出或集成電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或。 A0、 A A2 為器件地址輸入端： 當(dāng)使用 24C02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián) 8 個(gè)器件，如果只有一個(gè) 24C02 被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳 A0、 A A2 可以懸空或連接到 VSS。 WP 為寫(xiě)保護(hù)位： 如果 WP 管腳連接到 VCC，所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù)只能讀，當(dāng) WP 連接到VSS 或懸空，允許器件進(jìn)行正常讀 /寫(xiě)操作。 圖 AT24C02 引腳圖 LM032L 顯示器 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。LM032L 型 LCD 顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。 LM032L型 LCD 可以顯示 2 行 20 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0~D7 和 RS， RW， E 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)功能。 接口信號(hào)說(shuō)明： LM032L 型 LCD 的接口信號(hào)說(shuō)明如表 所示 。 表 LM032L 型 LCD 的接口信號(hào)說(shuō)明 基本操作程序： 讀狀態(tài)：令 RS=L， RW=L， E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù)：令 RS=H， RW=H， E=H 輸出：無(wú) 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 13 寫(xiě)指令：令 RS=L， RW=L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 D0~D7=數(shù)據(jù) 寫(xiě)數(shù) 據(jù)：令 RS=H， RW=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無(wú) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 主控芯片 AT89C52 的 XTAL2， XTAL1引腳外接上 12MHz石英晶體以及 30pF電容 C2 和 C3，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，在 RST 腳上外接按鍵與上電復(fù)位電路，在VCC 引腳接上 +5V 電壓， EA 腳上接高電平， VSS 接地，就構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)，如圖 所示。接通 +5V 電源后，用示波器檢測(cè) XTAL2 有無(wú)脈沖信號(hào)，在ALE/PROG 上檢測(cè)到 12/6MHz 的脈沖，系統(tǒng)就可以進(jìn)行工作 。 圖 AT89C52最小單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 鍵盤(pán)輸入模塊 由于本設(shè)計(jì)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤(pán)。所以采用的是矩陣式按鍵鍵盤(pán)，它由行和列組成 ，也稱行列式鍵盤(pán)，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤(pán)輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)相比，要節(jié)省很多 I/O口。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè) 4? 4鍵盤(pán)不但能完成密碼的輸入還能做特別功能鍵使用。鍵盤(pán)的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。鍵盤(pán)如圖 。 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 14 圖 鍵盤(pán)輸入模塊 密碼存儲(chǔ) 模塊 如圖 。 AT24C02的 3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址，在 A