單片機音樂門鈴畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-01-04 05:02 本頁面
【文章內容簡介】 第三 章 硬件設計 系統(tǒng)以 AT89S51單片機為核心加上外圍電源時鐘電路、 LM386功放電路及揚聲器電路組成。 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89S51單片機是一種低功耗且電壓性能高的 8位單片機，內部除CPU外，還包括 128字節(jié) RAM， 4個 8位并行 I/O口， 5個中斷優(yōu)先級， 2層中斷嵌套， 2個16位可編程計數(shù)器，片內集成 4k字節(jié)可改變程序 FLASH，具有低功耗、速度快、程序擦寫方便等優(yōu)點，完全滿足本系統(tǒng)設計需要，系統(tǒng)通過 電子樂聲， 。 芯片簡介 AT89S51單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O口、串 行口、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。他們都是通過片內單一總線連接而成，其基本結構依舊是 CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結構模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 1）微處理器 該單片機中有一個 8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進行位變量的處理。 2）數(shù)據(jù)存儲器 片內為 18個字節(jié)， 2片外最多可外擴至 64k字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位 等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。 5 3）程序存儲器 由于受集成度限制，片內只讀存儲器一般容量較小，如果片內的只讀存儲器的容量不夠，則需要擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至 64k字節(jié)。 4）中斷系統(tǒng) 具有 5個中斷源， 2個中斷優(yōu)先權 5）定時器 /計數(shù)器 片內有 2個 16位的定時器 /計數(shù)器，具有四種工作方式 6）串行口 1個全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕磉M行串行通訊，擴展并行 I/O口，甚至與多個單片機相連接構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣 。 7） I/O 口 4個并行 8位 I/O口 8）特殊功能寄存器 共有 21個，用于對片內的各功能的部件進行管理、控制、監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的 RAM區(qū)。 由上可見， AT89S51單片機的硬件結構具有功能部件種類全，功能強等特點。特別值得一提的是該單片機 CPU中的微處理器實際上是一個完整的 1位微計算機。這個 1位微計算機有自己的 CPU、位寄存器、 I/O口和指令集。其在開關決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而 8位機在數(shù)據(jù)采集、運算處理方面有明顯的長處。 MCS51單片機中 8位機和 1位機的硬件資源復合在一起，二者相輔相成，它是單片機技術上的一個突破，也是MCS51單片機在設計上的精美之處。 MCS51是標準的 40引腳雙列直插式集成電路芯 片，引腳分布可參照單片機引腳。 ~ P0口 8位雙向線（在引腳的 32~39號端子）； ~ P1口 8位雙向線（在引腳的 1~8號端子）； 6 ~ P2口 8位雙向線（在引腳的 21~28號端子）； ~ P3口 8位雙向線（在引腳的 10~17號端子）。 （ 1） P0口有三個功能： （ 1）外部擴展存儲器時，當作數(shù)據(jù)總線（如圖中的 D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口） （ 2）外部擴展存儲器時，當作地址總線（如圖中的 A0~A7為地址總線接口） （ 3）不擴展時 ，可作一般的 I/O口使用，但內部無上拉電阻，作為輸入輸出時應在外部接上拉電阻。 （ 2） P1口功能 P1口只作 I/O口使用，其內部有上拉電阻。 （ 3） P2口功能 擴展外部存儲器時，當作地址總線使用； 作一般 I/O口使用，其內部有上拉電阻。 （ 4） P3口功能 除了作為 I/O口使用外（其內部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置。 當作為輸入時，上拉電阻將其電位拉高，若輸入為低電平則可提供電流源，所以如果 P0口作為輸入時，或處在高阻抗狀態(tài)，只有外接一個上拉電阻才能有效。 （ 5） ALE/PROG 地址鎖存控制信號 在系統(tǒng)擴展時， ALE用于控制把 P0口的輸出低 8位地址送鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 7 PROG為編程脈沖的輸入端，在 AT89S51單片機內部有一個 4kB的程序存儲器（ ROM），ROM的作用就是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序。我們如何把編寫好的程序存入這個 ROM中的呢？實際上是通過編程脈沖輸入采能寫進去，而這個脈沖的輸入端口就是 PROG。 （ 6） PSEN外部程序存儲器讀選通信號 在讀外部 ROM時 PSEN低電平有效，以實現(xiàn)外部 ROM單元的讀操作 ： 內部 ROM讀取時， PSEN不動作； 外部 ROM讀取時，在每個機器周期會動作兩次； 外部 RAM讀取時，兩個 PSEN脈沖被跳過不會輸出； 外接 ROM時，與 ROM的 OE 腳相接。 （ 7） EA/VPP 訪問程序存儲器控制信號 接高電平時： CPU讀取內部程序存儲器（ ROM） 接低電平時： CPU讀取外部程序存儲器（ ROM）。 8031單片機內部是沒有 ROM的，因此在應用 8031單片機時，這個腳時一直接低電平的。 （ 8） RS
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