【文章內容簡介】 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) 數據保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內部 RAM 32可編程 I/O 線 兩個 16位定時器 /計數器 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，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， 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 機的每一步都統一到它的步調上來）。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、復位電路 單片機復位是使 CPU和系統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)生故障后都要復位，所以我們必須弄清楚 MCS51型單片機復位的條件、復位電路和復位后狀態(tài)。 單片機復位的條件是：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引腳出現高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。單片機常 用的復位電 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) 復位電路 圖 (b) 與單片機相連的復位電路 圖 (a) 就是我們的設計中使用的復位電路，其電阻阻值的選擇和電容容量的選擇都是經過計算的，而最后計算的結果時間常數可以滿足 我們的需求。其計算過程如下： て == 1000 10 106= 此值遠遠大于 2us，所以此復位電路可用。 圖 (b)為按鍵復位電路。該電路除具有上電復位功能外，若要復位，只需按圖 中 的RESET鍵，此時電源 VCC經電阻 R R2分壓，在 RESET端產生復位高電平。 對矩陣式鍵盤的認識 矩陣式鍵盤的結構與工作原理： 在鍵盤中 的 按鍵數量較多時，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，而且線數越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構成 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，在需要的鍵數比較多時，采用矩陣法來做鍵盤 比較 是合理的。 由于本系統按鍵較多，在這里采用矩陣式 4*4鍵盤，這樣可以合理應用硬件資源，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 矩陣式結構的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復 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設置為輸 出 線， 列 線 P14P17設置為輸 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 。 我設計的鍵盤所對應的鍵碼如圖 ： 圖 鍵盤框圖 10 LED 靜態(tài)顯示電路 數碼管簡介 1． 數碼管結構 數碼管由 8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構成，通過不同的組合可用來顯示數字 0 ~字符 A ~ F及小數點 “ ” 。數碼管的外形結構如圖 （ a）所示。數碼管又分為共陰極和共陽極兩種結構，分別如圖 （ b）和圖 （ c）所示。 R 8 R 8+ 5 Vabcdefgdpabcdefgdpe1d2GND3c4dp5b6a7GND8f9g10dpabcdefg( a ) ( b ) ( c ) （ a） 外型結構；（ b） 共陰極；（ c）共陽極 圖 數碼管結構圖 2. 數碼管工作原理 由于我們采用的是共陰極數碼管，所以介紹共陰極數碼管的工作原理如下 : 共