【文章內(nèi)容簡介】 AT89C51管腳圖 主要特性 ： 與 MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32可編程 I/O 線 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 5個中斷源 1 可編程串行通道 1 低功耗的閑置和掉電模式 1 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 6 單片機附屬電路 單片機附屬電路主要有晶體振蕩電路和復(fù)位電路。 一、晶體振蕩電路 1．晶體振蕩器的作用 石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代 LC諧振回路的晶體諧振元件。 2．本設(shè)計所用的晶體振蕩電路 如圖 ： C133PC233PY11 2 M H zX1X2 圖 晶體振蕩電路 此晶振電路所選用的石英晶振頻率為 12MHZ。 時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，例如 12M的晶振，它的時間周期就是 1/12 us），是計算機中最基本的、最小的時間單位。 在一個時鐘周期內(nèi)， CPU僅完成一個最基本的動作。對于某種單片機，若采用了 1MHZ的時鐘頻率，則時鐘周期為 1us；若采用 4MHZ的時鐘頻率，則時鐘周期為 。由于時鐘脈沖是 單片 機的基本工作脈沖，它控制著 單片 機的工作節(jié)奏（使 單片 機的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來）。顯然，對同一種機型的 單片 機 ，時鐘頻率越高， 單片 機的工作速度就越快。但是，由于不同的 單片 機 的 硬件電路和器件不完全相同，所以其需要的時鐘頻率范圍也不相同。我們學習的 51系列 單片機的時鐘范圍是 。 二、復(fù)位電路 單片機復(fù)位是使 CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機從第 — 個單元取指令。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以我們必須弄清楚 MCS51型單片機復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。 單片機復(fù)位的條件是：必須 使 RST/Vpd或 RST引腳加上持續(xù)兩個機器周期 (即 24個振蕩周期 )的高電平。例如，若時鐘頻率為 12MHz，每機器周期為 1us，則只需 2us以上時間的高電平，在 RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機常 用的復(fù)位電 路如圖(a)和圖 (b)所示： 7 C31 0 u FS1S W P BR 1 11KR 1 01 0 0V C C+ 5 VR E S E T( a) R12 00R21KC12 2u sV C CR E S E TV C CV S SR E S E TM C S 5 1( b ) 圖 (a) 復(fù)位電路 圖 (b) 與單片機相連的復(fù)位電路 圖 (a) 就是我們的設(shè)計中使用的復(fù)位電路，其電阻阻值的選擇和電容容量的選擇都是經(jīng)過計算的，而最后計算的結(jié)果時間常數(shù)可以滿足 我們的需求。其計算過程如下： て == 1000 10 106= 此值遠遠大于 2us，所以此復(fù)位電路可用。 圖 (b)為按鍵復(fù)位電路。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖 中 的RESET鍵，此時電源 VCC經(jīng)電阻 R R2分壓，在 RESET端產(chǎn)生復(fù)位高電平。 對矩陣式鍵盤的認識 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理： 在鍵盤中 的 按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如 圖 。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在 交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣 ，只需要單片機的 一個端口（如 P1口）就可以構(gòu)成 4*4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤 比較 是合理的。 由于本系統(tǒng)按鍵較多，在這里采用矩陣式 4*4鍵盤，這樣可以合理應(yīng)用硬件資源，用一個 8位 I/O口控制 , 如圖 ： 8 R110K+ 5 VR210KR310KR410KK6K 1 0K 1 4K3K7K 1 1K 1 5K1K5K9K 1 3K4K8K 1 2K 1 6K2V C Cp10p11p12p13p14p15p16p17X0X1X2X3Y0 Y1 Y2 Y3 圖 按鍵電路 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù) 雜一些，圖 ，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的 I/O口作為輸出端，而列線所接的 I/O口則作為輸入。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低 ， 行線輸出是低電平 。 這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。具體的識別及編程方法如 。 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 一、 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下 ，我們采用 一種 “ 行掃描法 ” 。 行掃描法 ： 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法 。以 圖 鍵盤 電路為例 ，介紹過程如下 ： 將全部行線 X0X3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4根行線相交叉的 4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它 行 線為高電平。在確定某根行線為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合 的按鍵。 二、 下面給出一個具體的例子： 9 圖仍如 。 AT89C51單片機的 P1口用作鍵盤 I/O口，鍵盤的列線接到 P1口的 高 4位，鍵盤的行線接到 P1口的 低 4位。列線 P14P17分別接有 4個上拉電阻到正電源 +5V，并把 行 線P10P13設(shè)置為輸 出 線， 列 線 P14P17設(shè)置為輸 入 線。 4根行線和 4根列線形成 16個相交點 。 。檢測的方法是 P10P13輸出全 “0” ，讀取 P14P17的狀態(tài)，若 P14P17為全 “1” ，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。 。當檢測到有鍵按下后， 延時一段時間再做下一步的檢測判斷。 ，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。 P10P13按下述 4種組合依次輸出： P13 1 1 1 0 P12 1 1 0 1 P11 1 0 1 1 P10 0 1 1 1 在每組行輸出時讀取 P14P17，若全為 “1” ，則表示為 “0” 這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值 。 CPU僅作一次處理，必須 消 除鍵釋放時的抖動 。 我設(shè)計的鍵盤所對應(yīng)的鍵碼如圖 ： 圖 鍵盤框圖 10 LED 靜態(tài)顯示電路 數(shù)碼管簡介 1． 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管由 8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字 0 ~字符 A ~ F及小數(shù)點 “ ” 。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖 （ a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖 （ b）和圖 （ c）所示。 R 8 R 8+ 5 Vabcdefgdpabcdefgdpe1d2GND3c4dp5b6a7GND8f9g10dpabcdefg( a ) ( b ) ( c ) （ a） 外型結(jié)構(gòu)；（ b） 共陰極；（ c）共陽極 圖 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 2. 數(shù)碼管工作原理 由于我們采用的是共陰極數(shù)碼管，所以介紹共陰極數(shù)碼管的工作原理如下 : 共