【文章內(nèi)容簡介】 LE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， 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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當 /EA 保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 表 AT89C51 主要功能描述 兼容 MCS— 51 指令系統(tǒng) 4k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 可編程 UARL通道 兩個 16 位可編程定時 /計數(shù)器 全靜態(tài)操作 024MHz 1 個串行中斷 128x8bit 內(nèi)部 RAM 兩個外部中斷源 共 6 個中斷源 可直接驅(qū)動 LED 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 表 AT89C51 特殊功能表 端口引腳 第二功能 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（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 第二章 設(shè)計方案 本設(shè)計的基本功能介紹 比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動復(fù)位，等待賽程開始，當裁判員吹響哨聲時，此時計時電路與計分電路中的數(shù)碼管顯示 002400， 這時計時電路開始工作，計時采用倒計時方法，即從 24 減到 0，按鍵每按下一次表示加 1 分，由于加分減分我們采用中斷來完成，且加分減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計時電路的優(yōu)先權(quán)，所以不會對計時電路造成影響。若在比賽過程中，出現(xiàn)錯誤之后（比如多加分或者少加分），按下切換按鍵，再對相的進行加減分即可。 系統(tǒng)框圖 按鍵電路 AT89C51 單片機 復(fù)位電路 數(shù)碼管顯示電路 時鐘電路 圖 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件組成電路 本次畢業(yè)設(shè)計的過程中主要選取了一些器件：顯示器件（ 7 段 LED 共陽數(shù)碼管）、單片機（ AT89C51） 顯示器及接口 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機系統(tǒng)設(shè)計中最常用的是 LCD 液晶顯示器、 LED 顯示器。由于這 與 個人能力，本設(shè)計運用的是 LED顯示器，下面介紹 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)及工作原理。 1） LED 結(jié)構(gòu)與原理： 兩種顯示結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜、接口容易實現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用，因為考慮到本人所學的東西。 圖 7 段 LED 共陰數(shù)碼管 LED 顯示器又稱數(shù)碼管， LED 顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成。其中七個長條形的發(fā)光管排列成 “ 日 ” 字形，另一個點行的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部分英文字母。 LED 顯示器由兩種形式：一種是 8 個發(fā)光二極管的陰極連在一起的，稱之為共陰極 LED 顯示器；另一種是 8 個發(fā)光二極管的陽極連在一起的，稱之為共陽極 LED 顯示器。 2）共陰極與共陽極 LED 顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對應(yīng)關(guān)系，如表 。 表 代碼對應(yīng)表 顯示字符 共陰極段碼 共陽極代碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極代碼 0 3FH CO 8 7FH 80H 1 06H F9 9 6FH 90H 2 5BH A4 A 77H 88H 3 4FH BO B 7CH 83H 4 66H 99H C 39H C6H 5 6DH 92H D 5EH A1H 6 7DH 82H E 79H 86H 7 07H F8 F 71H 8EH 3） LED 顯示器的顯示方式： 點亮 LED 顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。在本次設(shè)計中，采用的是動態(tài)顯示。 ① 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O 接口，用于筆劃字形代碼，這樣單片機只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 CPU 開銷小。這種電路的缺點是占用端口資源較多，每位 LED 顯示器需要單獨占用 8 根端口線，因此，在數(shù)據(jù)較多的時候，往往不采用這種設(shè)計，而采用動態(tài)設(shè)計。 ② 所謂動態(tài)顯示，就是將要顯示的多位 LED 顯示器采用一個 8 位的段選端口，然后采用動態(tài)掃描一位一位地輪流亮各位顯示器。由于所有的段選碼連在一起，所以一瞬間只能顯示同一種字符，但如果要顯示不同字符，則要由位選碼來控 制（如果 LED 為共陰極則 ～ 輸出為高電平，如果 LED 為共陽極則 ～ 為低電平）。 單片機（ AT89C51） AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 （ RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強大的微型計算機的 AT89C51 提供了高性價比的解決方案。 按鍵電路 圖 按鍵模塊圖 該設(shè)計我們采用的是塔式按鍵的結(jié)構(gòu)，塔式按鍵最大的好處在于大大的節(jié)約了 I/O 口，常言道，有得必有失。塔式按鍵便是使程序在判斷是哪個按鍵按下時，出現(xiàn)了一定的難度性。該設(shè)計采用的塔式按鍵見上圖 所示。 復(fù)位電路 復(fù)位電路就在 RST 端（ 9 腳）外接的電路，目的是使單片機上電開始工作時，內(nèi)部電路從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中人為讓單片機重新從初始狀態(tài)開始工作。 時鐘電路 單片機的 XTL1 和 XTL2 引腳外接石英晶體，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。該電路由兩個瓷片電容（ C C2）和一個石英晶體振蕩器組成。 第三章 硬件電路設(shè)計 單片機就是在一塊硅片上集成了中央處理器 (CPU)、存儲器、輸入 /輸出接口（并行 I/O、串行通信口）、振蕩電路及計數(shù)器等電路的集成電路，這樣的一塊集成電路具有一臺計算機的基本功能，因而被稱為單片機微型計算機，簡稱單片機。 該電路主要設(shè)計的電路有時鐘電路、復(fù)位電路、顯示電路、按鍵電路。 最小系統(tǒng)設(shè)計 通過上面對單片機的介紹，我們已經(jīng)對單片的功能有了充分的了解。下面就以 AT89C51 單片機來設(shè)計該設(shè)計中的核心部分 —— 最小系統(tǒng)。 單片機最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對 51 系列單片機來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機、晶振電路、復(fù)位電路。下面給出一個 51 單片機的最小系統(tǒng)見下圖 所示。 圖 最小系統(tǒng)電路圖 晶振電路（時鐘電路） 在單片機內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機的 XTL1 和 XTL2 引腳外接石英晶體，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。該電路由兩個瓷片電容（ C C2）和一個石英晶體振蕩器組成。電容 C C2 的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5～ 30pF，典型值為 30pF。晶振器的振蕩頻率范圍在 ～ 12MHz 間選擇，典型值為 12MHz 和 6HMz。我們該電路的振蕩器所選用的是 12MHZ的。見圖 所下。 圖 晶振電路圖 復(fù)位電路 單片機的的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)。初始化后，程序計數(shù)器PC=0000H，所以程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。單片機啟動后，片內(nèi) RAM為隨機值，運行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM的內(nèi)容。 復(fù)位電路就在 RST 端（ 9 腳）外接的電路，目的是使單片機上電開始工作時，內(nèi)部電路從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中人為讓單片機重新從初始狀態(tài)開始工作。在時鐘工作的情況下，單片機的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機器周期以上的時間， AT89C51 使能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設(shè)置成已知狀態(tài)。 復(fù)位操作有兩種基本的形式：一種是上電復(fù)位 (見圖 )，另一種是按鍵復(fù)位（見圖 ）。 上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。按鍵復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機復(fù)位。 圖 上電復(fù)位電路 圖 按鍵復(fù)位電路 EA/VPP（ 31 腳）的功能和接法 AT89C51 單片機的 EA/VPP（ 31 腳） 是內(nèi)部和外部程序存儲器的選擇管腳。當 EA 保持高電平時，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器；當 EA 保持低電平時，則不管是否有內(nèi)部程序存儲器，只訪問外部存儲器。對于現(xiàn)今的絕大部分單片機來說，其內(nèi)部的程序存儲器（一般為 flash）容量都很大，因此基本上不需要外接程序存儲器，而是直接使用內(nèi)部的存儲器。在本實驗套件中， EA 管腳接到了 VCC 上，只使用內(nèi)部的程序存儲器。 P0 口外接上拉電阻 AT89C51 單片機的 P0 端口為開漏輸出，內(nèi)部無上拉電阻（見圖 ）。所以在當做普通 I/O 輸出數(shù)據(jù)時，由于 V2 截止，輸出級是漏極開路電路，要使 “ 1” 信號（即高電平）正常輸出，必須外接上拉電阻。 圖 P0 端口的 1 位結(jié)構(gòu) 另外，避免輸入時讀取數(shù)據(jù)出錯，也需外接上拉電阻。在這里簡要的說下其原因：在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一