【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：隨著集成度的不斷提高，有可能吧眾多 的各種外圍功能器件集成在片內(nèi)。除了一般必須具備的 CPU、 RAM、 ROM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器等之外，片內(nèi)集成的部件還有 A/D， D/A轉(zhuǎn)換器， DMA 控制器，聲音發(fā)生器，監(jiān)視定時(shí)器，液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。 （ 5）增強(qiáng) I/O 接口功能：為了減少外部驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)一步增加單片機(jī)并行口的驅(qū)動(dòng)能力，現(xiàn)在有些單片機(jī)可直接輸入大電流和高電壓，以便直接驅(qū)動(dòng)顯示器。 （ 6）加快 I/O 接口的傳輸速度：有些單片機(jī)設(shè)置了高速 I/O 接口，以便更快的速度讀取數(shù)據(jù)。 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)廣 泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)： （ 1）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用； （ 2）在工業(yè)控制中的營(yíng)運(yùn)； （ 3）在家用電器的應(yīng)用； （ 4）在只能儀器儀表上的應(yīng)用； （ 5）在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用； 簡(jiǎn)介 MCS51 系列單片機(jī)在基本結(jié)構(gòu)相同，只是在個(gè)別模塊和功能上有些區(qū)別， MCS51 單片機(jī)是在一塊芯片中的集成了一個(gè) 8 位 CPU、 128BRAM、 4KBROM、兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù) 器、 2 個(gè)可編程 I/O口和一個(gè)可編程的全雙工串行接口、五個(gè)中斷源、一個(gè)片內(nèi)振蕩器等。 （ 1）中央處理器（ CPU）：中央處理器是單片機(jī)的核心部分，是一個(gè) 8位的中央處理單元，它對(duì)數(shù)據(jù)的處理是以字節(jié)為單位進(jìn)行的， CPU 主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器陳列組成。 （ 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi) RAM）：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。在 8051 單片機(jī)中，通常把控制與管理寄存器（簡(jiǎn)稱(chēng)“專(zhuān)用寄存器”）在邏輯上劃分在片內(nèi) RAM 中，因?yàn)槠渌刂放c RAM是連續(xù)的。 8051 單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間為 256 個(gè) RAM 單元，但其中能 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶(hù)使用的僅有前面 128 個(gè)，后 128 個(gè)被專(zhuān)用寄存器占有。 （ 3）程序存儲(chǔ)器 (片內(nèi) ROM）：程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)、變格等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其有多種類(lèi)型。 （ 4）定時(shí) /計(jì)數(shù)器：定時(shí) /計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。 8051 單片機(jī)共有兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。 8052 單片機(jī)共有三個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 （ 5）并行 I/O 口： 8051 單片機(jī)共有四個(gè) 8 位的并行 I/O（ P0、 P P P3），每個(gè)口都由一個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。并行 I/O 口主要是用于實(shí)現(xiàn)與外 部設(shè)備中的數(shù)據(jù)的并行輸入 /輸出，有些 I/O 口還具有其他功能。 （ 6）并行 I//O 口： 8051 單片機(jī)又一個(gè)全雙工異步串行口，用以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他具有相應(yīng)接口的設(shè)備之間的異步串行數(shù)據(jù)傳送。 （ 7）時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。 （ 8）中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的主要作用是對(duì)外部或內(nèi)部的中斷請(qǐng)求進(jìn)行管理與處理。 8051 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)可以滿(mǎn)足一般控制應(yīng)用的需要：共有五個(gè)中斷源，其中有兩個(gè)外部中斷源 INT0和 INT1,三個(gè)內(nèi)部中斷源 (兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行口中 斷）；此外， 8052 單片機(jī)還增加了一個(gè)定時(shí)器 2 的中斷源。 第三章 交通燈單片機(jī)控制 硬件電路 芯片選用 選用設(shè)備 8031 單片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07， MAX692（看門(mén)狗）一片，工陰極的七段數(shù)碼管兩個(gè)，雙向晶閘管若干， 7805 三端文雅電源一個(gè)，紅、黃、綠交通燈各兩個(gè)，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)，連線(xiàn)若干。 硬件電路圖： 系統(tǒng)工作原理： 1）開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò) 8051 單片機(jī) P1輸入到系統(tǒng)。 2）由 8051 單片機(jī)的定時(shí)器每秒鐘通 過(guò) P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口傳送信息，由 8255 的 PA口顯示紅、綠、黃等的燃亮情況；由 8255 的 PC 口顯示每個(gè)燈的燃亮?xí)r間。 3） 8051 通過(guò)設(shè)置各個(gè)信號(hào)等的燃亮?xí)r間，通過(guò) 8031 設(shè)置，綠、紅時(shí)間分別為 60 秒， 80 秒循環(huán)由 8051 的 P0口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 4）通過(guò) 8051 單片機(jī)的 位來(lái)控制系統(tǒng)的工作或設(shè)置初值，當(dāng)牌位 0 就對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1 系統(tǒng)就開(kāi)始工作。 5）紅燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)有車(chē)輛闖紅燈時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警， 3S后恢復(fù)正常。 6）增減每次綠燈時(shí)間車(chē)流量監(jiān)測(cè) 的功能，并且通過(guò)查詢(xún) 端口的電平是否為低，開(kāi)關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車(chē)流量，直到下一次綠燈時(shí)間重新記下。 7）綠燈時(shí)間倒計(jì)時(shí)完畢，重新循環(huán)。 軟件設(shè)計(jì) 每秒鐘的設(shè)定： 利用 MCS51 內(nèi)部定時(shí)器材溢出中斷來(lái)確定 1秒的時(shí)間。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算： 定時(shí)器工作是必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到 TH和 TL 中的，他是以加法計(jì)數(shù)的，并能從全 1到全 0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿(mǎn)為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)為 C 和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC，即： TC=MC。式中， M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)，在方式 0時(shí) M 為 213；在方式1 時(shí) M的值為 216；在方式 2和 3時(shí)為 28. 綜合計(jì)算： T=(MTC） T1或者 TC=MT/T1 式中 T1 是單片機(jī)時(shí)鐘周期的 12 倍； TC 為定時(shí)初值。這種方法在使用后會(huì)超過(guò)計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以再采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的方法。 設(shè)定一秒的方法： 我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為 20 的軟件計(jì)數(shù)器和使用 T0到 50 毫秒，這樣每當(dāng) T0 到50 毫秒時(shí) CPU 就響應(yīng)它溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù) 子程序，在終端子程序中， CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1，然后判斷它是否為零，為零表示 1 秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序。 程序設(shè)計(jì)： 1）主程序： 定時(shí)器定時(shí) 50 毫秒，故 T0 工作方式 1，初值： TC=MT/TI=21650ms/1us=3CBOH ORG 1000H START。MOVTMOD,01H,令 T0 為定時(shí)器方式 1 MOV TH0， 3CH。裝入定時(shí)器初值 MOV TL0， BOH。 MOV IE,82H,開(kāi) T0 計(jì)數(shù)器 MOV R0， 14H。軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LOOP。SJMP S。等待中斷 2）中斷服務(wù)子程序； ORG 000BH AJMP BRT0 ORG 00BH BRT0。DJNZ R0， NEXT AJMP TIME。跳轉(zhuǎn)到時(shí)間及信號(hào)燈顯示子程序 AJNE:MOV R0， 14H。恢復(fù) R0 值 MOV TH0， 3CH。重裝入定時(shí)器初值 MOV TL0， BOH。 MOV LE,82H RET1 END 軟 件延時(shí) MCS51 的工作頻率為 212MHZ，我們選用的 8051 單片機(jī)的工作頻率為 6MHX，機(jī)器周期與主頻有關(guān)，機(jī)器周期是主頻