【文章內(nèi)容簡介】 出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， STC89C52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 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 STC89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 主要功能特性： 紅綠燈 顯示模塊 數(shù)碼管 顯示模塊 紅外對管 檢測模塊 STC89C52 單片機(jī) 電源 模塊 單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 8 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 STC89C52 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器如圖 所示，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 89C52相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板CPU 通信等。主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 晶振。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負(fù)端。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義。 圖 STC89C52引腳分布圖 引腳功能說明： P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。 單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 9 P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（ 吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 RST ：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG ： 當(dāng)訪問外部程序存 儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 PSEN ：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。 EA/VPP ：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 XTAL1 ：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 ：振蕩器反相放大器的輸出端。 單片機(jī)時鐘電路的 設(shè)計 STC89C52單片機(jī)的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。 在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器 (簡稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖，圖 中，兩個電容器起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在 530pF。晶振頻率的值為 ，外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機(jī)的時鐘與外部信號保持同步。 內(nèi)部振蕩方式所 得的時鐘信號比較穩(wěn)定，所以本設(shè)計使用內(nèi)部振蕩方式。 單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 10 圖 內(nèi)部振蕩方式 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計 當(dāng) MCS52系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位電路分上電復(fù)位和按鍵電平復(fù)位如圖 所示。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。本設(shè)計采用按鍵電平復(fù)位。 圖 （ a）為上電復(fù)位 （ b）為上鍵電平復(fù)位 單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)分析 表 2 特殊功能寄存器與初始狀態(tài)表 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H 單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 11 P0～ P3 FFH SBUF 不定 IP ***00000B SCON 00H IE 0**00000B PCON 0*******B 說 明：表中符號 *為隨機(jī)狀態(tài)。 單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動后，片內(nèi) RAM 為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 區(qū)中的內(nèi)容， 21 個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見表 2。值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的韌始化部分是十分必要的。 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。52 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來控制的， 此引腳與高電平相接超過 24 個振蕩周期后， 52 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。 52 單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，內(nèi)部 RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。 顯示電路的設(shè)計 鎖存器 74HC573 芯片介紹 74HC573 為 8 進(jìn)制 3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，共有 20 引腳，如圖 所示： 圖 74HC573引腳圖 鎖存器 輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。 當(dāng)鎖存使能端 LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是輸出 同步。當(dāng)單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 12 鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。 74HC573 控制示意圖表 3： 表 3 七段數(shù)碼管介紹 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。分段式數(shù)碼管由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆畫組成，如半導(dǎo)體顯示器。其基本結(jié)構(gòu)是 PN結(jié)，即用發(fā)光二極管（ LED）組成字型來來顯示數(shù)字。這種數(shù)碼管的每個線段都是一個發(fā)光二極管，因此也稱 LED 數(shù)碼管或 LED 七段顯示器。共陽數(shù)碼管 在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。本設(shè)計因?yàn)樾枰獌晌粩?shù)碼管來顯示時間故采用兩位共陰七段數(shù)碼管，其各段對應(yīng)引腳代碼如圖 所示 圖 數(shù)碼管引腳對應(yīng)代碼圖 顯示電路的系統(tǒng)原理圖 OE LE D Q L H H H L H L L L L X Q0 H X X Z 單片機(jī)模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 13 本系統(tǒng)選用 STC89C52 單片機(jī)的 P0 口作為控制數(shù)碼管的數(shù)據(jù)通信口，與 74HC573鎖存器 D0D7連接，對數(shù)碼管進(jìn)行段選，鎖存器對 STC89C52 單片機(jī)發(fā)來的命令進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存。再選取 4個 I/O 口對數(shù)碼管進(jìn)行位選。電路圖如圖 ： 圖 車流量監(jiān)測電路的設(shè)計 我們對其車流量監(jiān)測電路進(jìn)行詳細(xì)分析，對于車流量的監(jiān)測，本設(shè)計采用傳感器知識中的紅外