【文章內(nèi)容簡介】 lyMemory， FPEROM)的低電壓、高性能 CMOS 型 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10 年。他是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 其主要參數(shù)及引腳圖及其功能 如圖 所示 ： 主要性能參數(shù)： （ 1） 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 4k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 74LS154 4*4 鍵盤 圖 系統(tǒng)框圖 8255 AT89C51 時(shí)鐘 /復(fù)位電路 LED 大屏幕顯示 重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 7 （ 3） 1000 次擦寫周期 （ 4） 全靜態(tài)操作： 0Hz—24MHz （ 5） 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 （ 6） 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM （ 7） 32 個(gè)可編程 I /O 口線 （ 8） 低功耗空閑和掉電模式 （ 9） 6 個(gè)中斷源 圖 AT89C51 AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4Kbytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)器單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。 AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器， 2 個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特 別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 [6] 重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 8 管腳說明： VCC:供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏極開路雙向 1/0 口，每腳可吸收 8TTL 門流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 Flash 編程時(shí) ,P0 口作為原碼輸入口 ,當(dāng)FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí) ,P0 輸出原碼 ,此時(shí) P0 外部必須被拉高 . P1 口 :P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ,P1 口緩沖器能接出4TTTL門電流 .P1 口管腳寫入 1 后 ,被 內(nèi)部上拉為高 ,可用作輸入 ,P1 口被外部下拉為低電平時(shí) ,將輸出電流 ,這是由于內(nèi)部上拉的緣故 .在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí) ,P1 口作為第八位地址接收。 P2 口 :P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ,P2 口緩沖器可接收 ,輸出 4個(gè) TTL 門電流 ,當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí) ,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 ,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口管腳被外部拉底，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八 位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為 低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 (外部中斷 0 ) /INT1 （外部中斷 1） T0 （記時(shí)器 0 外部輸入） T1 （記時(shí)器 1 外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 Flash 編程 期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 9 的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用做對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用做外部存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn) [5]。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000H—FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET：當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 Flash 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。 [4] 時(shí)鐘電路 由 AT89C51 的 18， 19 腳的時(shí)鐘端 (XTALl 及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X電容 C1， C2 組成，采用 片內(nèi)振蕩方式 。 圖 時(shí)鐘電路 重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 10 復(fù)位電路 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位 ，如圖 所示 。 圖 復(fù)位電路圖 采用簡易的上電復(fù)位電路，主要由電阻 R1， R2，電容 C3，開關(guān) K1 組成，分別接至 AT89C51 的 RST 復(fù)位輸入端。 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 鍵盤、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡單，本設(shè)計(jì)利用可編程芯片 8255。P3 口接按鍵， PC 口則用于控制狀態(tài)顯示所用 LED 點(diǎn)陣。每個(gè)按鍵都通過一個(gè) 10K的上拉電阻接電源 +Vcc,按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時(shí)，與該鍵相連的 P3 口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)檢測到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序，同時(shí)在程序中點(diǎn)亮 LED 點(diǎn)陣 ，如圖 所示 。 圖 鍵盤 重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 11 點(diǎn)陣式漢字 LED 顯示屏設(shè)計(jì) LED 的特點(diǎn)以及常用的參數(shù) LED 是一種固體光源，當(dāng)它兩端加上正向電壓，半 導(dǎo)體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，放出的過剩能量將引起光子發(fā)射。采用不同的材料，可制成不同顏色的發(fā)光二極管。作為一種新的光源，近年來各大公司和研究機(jī)構(gòu)對(duì) LED的研究方興未艾，使其光效得以大大提高，飛利浦與 Agilent 的合資公司目前已研發(fā)并生產(chǎn)出光效達(dá)到 171M/W 的白色 LED，已達(dá)到白熾燈的水平。和白熾燈的相比較， LED 在性能上具有很多優(yōu)點(diǎn)，見下 表 。 [5] 隨著對(duì) LED 研究的進(jìn)一步深入，其光效將進(jìn)一步得到提高，而其成本將一步下降，在不久的將來 LED 取代白熾燈甚至熒光燈而發(fā)展成 21 世紀(jì)的一種主要 的照明光源將成為一種趨勢。 新的光源呼喚新的電子鎮(zhèn)流器，飛利浦照明電子在致力研發(fā)新的 LED 的同時(shí)，已于近年在全球各大開發(fā)中心開始了 LED 驅(qū)動(dòng)電路的研究，在此研發(fā)領(lǐng)域已占據(jù)了世界領(lǐng)先的地位。 表 白熾燈與白色 LED 的性能比較 項(xiàng) 目 LED 白 熾 燈 色溫 （ K） 3000—10000 25003000 光效 （ 1K/W） 15 15 反應(yīng)速度（ 181。s ） 100000 沖擊電流 0 10 倍額定電流 耐壓 擊性 很 強(qiáng) 易 斷 裂 壽命（ h） ＞ 20xx ＜ 1000 LED 的電壓和電流的匹配 ，如圖 所示 。 I(mA) U(V) 圖 LED 的電壓和電流 LED 的正向伏安特性 重慶信息 技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 頁 12 所以， LED 伏安特性的數(shù)字模型可用下式表示 VF = Vturn – on + RsIF + (Δ VF/Δ T)(T 25℃ ) 其中， Vturn on 是 LED 的啟動(dòng)電壓 Rs 表示伏安曲線的斜率 T 環(huán)境溫度 Δ VF/Δ T 是 LED 正向電壓的溫度系數(shù)，對(duì)于多數(shù) LED 而言典型值為 2V/℃。 從 LED 的伏安曲線及數(shù)字模型看， LED 在正向?qū)ê笃湔螂妷旱募?xì)小變動(dòng)將引起 LED 電流的很大變化，并且，環(huán)境溫度， LED 老化時(shí)間等因素也將改變影響 LED 的電氣性能。而 LED 的光輸出直接與 LED 電流相關(guān)，所以 LED 驅(qū)動(dòng)電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動(dòng)的情況下最好能控制 LED 電流的大小。否則， LED 的光輸出將隨輸入電壓和溫 度等因素變化而變化，并且，若 LED 電流失控， LED 長期工作在大電流下將影響 LED 的可靠性和壽命，并有可能失效。 （ LED ： Light Emitting Diode） 已日趨在固體顯示中占主導(dǎo)地位。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：高亮度、工作電壓低、功耗小、小型化而與集成電路匹配，目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色 LED。而藍(lán)色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。從顯示方面講， LED 可以顯示文字、數(shù)字（數(shù)碼管），也可以顯示圖形圖象（ LED 矩陣模塊） ，從應(yīng)用方面， LED 顯示即可以用于室內(nèi)環(huán)境，也可以用于室外