【文章內(nèi)容簡介】 備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 7 圖 復(fù)位電路和晶振電路圖 8 位微處理器和控制器 ； 內(nèi)部含有 4KB 的程序 ROM； 2 個 16位的計數(shù) /定時器 ； 內(nèi)部時鐘振蕩器 ； 全雙工方式的串行接口（ UART）種尋址方式 ； 最高時鐘振蕩頻率可達(dá) 12MHZ，大部分指令執(zhí)行時間為 1s，乘、除指令為 4s。 二、 信號引腳介紹： /輸出口線 。 地址鎖存控制信號 。 ， ALE 用于控制把 口輸出的底 8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于 ALE 是以十二分之一晶振頻率的固定頻率輸 出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。 。 ROM 時 有效（低電平），以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作 。 。 ，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存儲器；而當(dāng) 信號為高電平時，則對 ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲 。 復(fù)位信號 ， 當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù) 2 個機(jī)器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。 8 和 XTAL2 外接晶體引線端 ， 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端 用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 地線 。 +5V 電源 。 三、 單片機(jī)的存儲器配置 圖 單片機(jī)的內(nèi)部存儲器配置 從用戶的角度存儲器分 3個邏輯地址空間： 1. 片內(nèi)外統(tǒng)一編址的 64KB 程序存儲器地址空間 0000H～ FFFFH 即（ a）圖； 2. 256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間 00H～ FFH（包括低 128B 的內(nèi)部 RAM 地址00H～ 7FH 和高 128B 的特殊功能寄存器地址空間）即（ b）圖； 的外部數(shù)據(jù)存儲器或擴(kuò)展 I/O 接口地址空間 0000H～ FFFFH 如（ c）圖。 RAM 的組成 ， RAM 共有 256個單元，按功能分為兩部分低 128單元（單元地址 00H～ 7FH）和高 128單元（單元地址 80H～ FFH）。其中高 128單元是供給專用寄存器使用，因這些寄存器的功能已作為專門規(guī)定故此稱之為特殊功能寄存器 SFR11個 SFR 有位尋址作用，而且要說明低 128單元是單片機(jī)的真正 RAM 存儲器。 9 表 RAM 的組成圖 30H～ 7FH 通用 RAM 區(qū) 20H～ 2FH 位尋址區(qū)（ 00H～ 7FH） 18H～ 1FH 工作寄存器 3區(qū)（ R7～ R0） 10H～ 17H 工作寄存器 2區(qū)（ R7～ R0） 08H～ 0FH 工作寄存器 1區(qū)（ R7～ R0） 00H～ 07H 工作寄存器 0區(qū) (R7～ R0) 低 128 單元是單片機(jī)的真正 RAM 存儲器，按其用途劃分為三個區(qū)域： ⒈ 通用寄存器區(qū) ， 通用寄存器為 CPU 提供了就近數(shù)據(jù)存儲的便利，有利于提高單片機(jī)的運算速度。此外，使用通用存儲器還 能提高程序編制的靈活性，因此在單片機(jī)的應(yīng)用編程中應(yīng)充分利用這些寄存器，以簡化程序設(shè)計，提高程序運行速度。 ⒉ 位尋址區(qū) ， 內(nèi)部 RAM 的 20H～ 2FH 單元，即可作為一般 RAM 單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該 區(qū)稱之為位尋址區(qū)。 ⒊ 工作寄存區(qū) ， 用戶存儲數(shù)據(jù)的。 10 第三章 硬件設(shè)計 第一節(jié) 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 圖 單片機(jī)的最小系統(tǒng)圖 說明 : （ 1） 復(fù)位電路 :由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成 ,由圖并結(jié)合 “ 電容電壓不能突變 ” 的性質(zhì) ,可以知道 ,當(dāng)系統(tǒng)一上電 ,RST 腳將會出現(xiàn)高電平 ,并且 ,這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC值來決定。典型的 51 單片機(jī)當(dāng) RST 腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上就將復(fù)位 ,所以 ,適當(dāng)組合 RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位 .一般教科書推薦 C 取 10,R 取。當(dāng)然也有其他取法的 ,原則就要讓 RC組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2個機(jī)周期的高電平； （ 2） 復(fù)位輸入高電平有效，當(dāng)振蕩器工作是， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平，使單片機(jī)復(fù)位。此電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位只需按 “RST”鍵，此電源 Vcc 經(jīng)電阻分壓，在 RST 端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平； （ 3） 晶振電路 :典型的晶振取 (因為可以準(zhǔn)確地得到 9600 波特率和19200 波特率 ,用于有串口通訊的場合 )/12MHz(產(chǎn)生精確的方波便于 12 分頻 ,方便定時操作 )； 11 （ 4） 單片機(jī) :一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容單片機(jī)； 注意 :對于 31 腳 (EA/Vpp),當(dāng)接高電平時 ,單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的 0000H開始執(zhí)行；當(dāng)接低電平時 ,復(fù)位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行； （ 5） 電源部分：接 +5伏特的電壓。 第二節(jié) 數(shù)碼管顯示電路 LED 顯示器，實現(xiàn)七段數(shù)碼管的顯示三位十六進(jìn)制數(shù)。來進(jìn)行倒計時，即來限制搶答的時間。 其中數(shù)碼管的顯示可以分為兩種：靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的段選位和位選位均單獨連接，因此占用的 I/O 接口多，無法擴(kuò)展多個數(shù)碼管，在這種采用這種方式，必須要給 LED 恒定的電壓，要求電壓一直保持，所以一般在 LED 和單片機(jī)之間加鎖存 器，這種顯示方式亮度高，編程較簡單，結(jié)構(gòu)清晰，管理也較簡單，占用的 CPU時間少。數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共端 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù) 碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 12 圖 數(shù)碼管顯示電路 圖 第三節(jié) 按鍵控制電路 在一些按鍵控制電路中 ,人機(jī)接口通常是 LED 顯示器和小型按鍵。常見的工作方式有兩種 :一 是直接使用系統(tǒng)中的 CPU 對顯示器進(jìn)行動態(tài)顯示和鍵盤檢測；二是專用的顯示、鍵盤芯片。但這兩種方式存在著不能及時響應(yīng)、價格較高等缺點。介紹了一種性價比高的顯示 /鍵盤電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。以 ATMEL89C51 系列單片機(jī)為核心構(gòu)成的顯示 /鍵盤電路 ,他具有功能強(qiáng)、價格低廉等特點。 按鍵可直接連接到 STC89C52 的 P1口，這樣其電路結(jié)構(gòu)最為簡單，工作時可使用中斷方式，但使用 STC89C52 在不用掃描方式時最多只可以有 8 個按鍵，此次設(shè)計搶答器利用 六 個按鍵 與 ～ 相連。如圖 按鍵控制電路。 圖 按鍵控制電路 13 第四章 軟件設(shè)計 第一節(jié) 搶答器流程圖 流程圖是使用圖形表示算法的思路是一種極好的方法，不論采用何種程序設(shè)計方法，程序總體結(jié)構(gòu)確定后，一般以程序流程圖的形式對其進(jìn)行描述?？傮w框圖中的各個子模塊或各個子任務(wù)也應(yīng)該結(jié)合具體的教學(xué)模型和算法畫出較詳細(xì)的程序流程圖，供后面編寫具體程序和閱讀程序使用。 流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號表示操作的內(nèi)容，流程線表示操作的先后 次序。流程圖的基本結(jié)構(gòu)為順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)（又稱選擇結(jié)構(gòu)），循環(huán)結(jié)構(gòu)。為便于識別，繪制流程圖的習(xí)慣做法是： 方框表示：要執(zhí)行的處理（ Process） 平行四邊型表示：代表資料輸入（ Input） 不規(guī)則圖形代表資料輸出（ Output）或報表輸出（ Print） 菱形表示：決策或判斷（例如： If...Then...Else） 圖 搶答器主程序流程圖 14 圖 搶答器定時器中斷流程圖 圖 外部中斷程序圖 第二節(jié) 主程序 我們組所設(shè)計的搶答器的程序采用的是 C程序設(shè)計， C 語言的顯著特點是用二進(jìn) 15 制來編寫程序 ,程序的各個部分除了必要的信息交流 外彼此之間相互獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。雖然 C 語言也是強(qiáng)類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。本次設(shè)計的主程序中包括時鐘設(shè)計程序，定時器中斷子程序， LED 顯示程序以及按鍵控制子程序，程序設(shè)計如下： include sbit k0=P1^0。 sbit k1=P1^1。 sbit k2=P1^2。 sbit k3=P1^3。 void delay(unsigned int)。 main() { TMOD=0X01。 /*采用方式一，即十六位計數(shù)器 */ TH0=(6553650000)/256。 /*設(shè)置初始值 */ TL0=(6553650000)%256。 IT0=0。 EA=1。ET0=1。 /*開啟總中斷源 */ EX0=1。 /*啟動外部中斷 0*/ {while(1) {display()。 if(kz==0)