【文章內(nèi)容簡介】 ),512 Bytes 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 (RAM),該微處 理器采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，引腳兼容 80C51 和80C52 芯片，片內(nèi)的 Flash 存儲器可以像 常規(guī)程序存儲器一樣進(jìn)行燒寫， AT89C51片內(nèi)總共有 256 字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，而 128 字節(jié)的內(nèi)部擴(kuò)展數(shù)據(jù)區(qū)需通過清SFR(8EH)的位 1并用 MOVX 指令訪問，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，另一個(gè) 256BytesRAM區(qū)與 ATMEL之 AT89系列 8052兼容的單片機(jī)是一致的，AT89C51 結(jié)合通用的 8 位微處理器和 Flash 存儲技術(shù)構(gòu)成功能強(qiáng)大單片微處理器，可提供許多高性能低價(jià)位的系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)是 在 AT89C51 的基礎(chǔ)上，加復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、EA引腳信號及電源即 可 。 復(fù)位電路： 該水位自動顯示控制器采用上電復(fù)位電路，由 R C1 構(gòu)成復(fù)位電路，在上電瞬間，產(chǎn)生一個(gè)脈沖， AT89C51將復(fù)位。為保證可靠復(fù)位，脈沖寬度應(yīng)大于兩個(gè)機(jī)器周期，這取決于 R、 C時(shí)間長數(shù)。取電容 C=10uF，電阻 R=10K。 時(shí)鐘電路： 該水位自動顯示控制器采用 AT89C51 單片機(jī)，機(jī)內(nèi)有一高增益反相放大器，構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取 6MHz,外接 6MHz 晶振，兩個(gè)電容 CC3取 20pF，以便于起振蕩的作用。 右 圖中 XTAL1 為內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入，XTAL2 為來自反向振蕩器的輸出。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1C14 .7 uR11 0 k+5V 圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1C32 0 p FC22 0 p FX1C R Y S T A LGND 圖 時(shí)鐘電路 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)： 所謂最小系統(tǒng)，即指使單片機(jī)能正常工作的所需的最少的電路，即應(yīng)包含 CPU 及輔助電路、 ROM、 RAM 及 I/O 端口等電路。 如 圖 中，晶體振蕩器的頻率選 6MHZ，復(fù)位電路采用上電復(fù)位，電路參數(shù)如圖中所示，以滿足系統(tǒng)復(fù)位時(shí)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平的要求。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1X1C R Y S T A LC14 .7 FC22 0 p FC32 0 p FR11 0 kGNDGND+ 5 V+ 5 VGND 圖 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 數(shù)碼管顯示 由單片機(jī)的定時(shí)器 To做 16 位計(jì) 數(shù)器（為便于數(shù)據(jù)處理，這里只用低 8位計(jì)數(shù)值，即寄存器 TL0 中的值）。一邊記錄脈沖數(shù)量，一邊以厘米為單位由四位數(shù)碼 管顯示出 來。四位數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式顯示。 長度計(jì)量儀采用 英寸共陽極連接的 LED 數(shù)碼管。 LED 數(shù)碼管由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。右圖為 LED 數(shù)碼管外形和引腳圖，其中 7只發(fā)光二極管分別對應(yīng) ag筆段，構(gòu)成“日”字形，另寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 一只發(fā)光二極管 DP 作為小數(shù)點(diǎn)，因此這種 LED 顯示器稱為八段數(shù)碼管。（如圖 所示） g f C om a b 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 e d C om c Dp Dp （ a ） （ b ） Dp g f e d c b a + 5 v 圖 共陽極型 LED 數(shù)碼管，是將各段發(fā)光二極管的陽極連在一起，作為公共端,應(yīng)接高電平。 a—— g、 Dp各筆段中，某筆段接低電平時(shí)發(fā)光，高電平時(shí)不發(fā)光。 為了節(jié)省單片機(jī) I/O 口的數(shù)量，將各位數(shù)碼管的 a—— g 對應(yīng)筆畫并聯(lián)起來分別與單片機(jī)的 —— 引腳連接。顯示時(shí)，由 P2 口依次輸出各位數(shù)字的筆段碼，并依次由 、 、 、 輸出低電平位選信號接通數(shù)碼管的公共端，輪流進(jìn)行，循環(huán)不止，由于循環(huán)的頻率較高（約 50Hz），加上人眼的視覺暫留，既保 障了各位數(shù)字的對應(yīng)顯示，又不會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。 本系統(tǒng)需顯示水溫，測量范圍為 0~99 0C，用四個(gè)八位 LED 數(shù)碼管顯示。 1） LED 結(jié)構(gòu)和顯示原理。 LED（ Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的顯示器件，最常見的是由 7段型發(fā)光二極管（ a~g7 段）和 1個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（常以 dp表示，主要用來顯示小數(shù)點(diǎn)）組成的 LED 顯示器，其排列形狀如下圖所示。這種 LED 顯示器也可稱為 7段數(shù)碼顯示器（或 8段數(shù)碼顯示器）。 LED 顯示中的發(fā)光二極管根據(jù)其連接的方法有共陰極和 共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共陰極結(jié)構(gòu)：把各段發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，如圖 a所示。使用時(shí)，公共陰極接地，根據(jù)要求需點(diǎn)亮發(fā)光二極管的陽極輸入高電平，不需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的陽極輸入低電平。 共陽極結(jié)構(gòu)：把各段發(fā)光二極管的陽極連接在一起構(gòu)成公共陽極，如圖 b 所示。使用時(shí)，公共陽極接 +5V，根據(jù)要求需要點(diǎn)亮發(fā)光二極管的陰極輸入低電平，不需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的陰極輸入高電平。 通過控制 7個(gè)段的發(fā)光二極管的亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他符號。 2）字段碼。為了顯示各個(gè)數(shù)字或字符，就需要為 LED 提供相 應(yīng)的代碼，因?yàn)檫@些代碼是控制各段的亮或滅，供顯示器顯示字形的，所以稱為字段碼（也可以稱為段選碼或字形碼）。 七段發(fā)光二極管再加上 1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供給 LED 顯示器的字段碼正好 1 個(gè)字節(jié)。各代碼位的對應(yīng)關(guān)系如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 下圖所示為共陰極 LED 所顯示的不同字符的字段碼，測量范圍為 0~99 0C，當(dāng)溫度超出范圍時(shí)，顯示器均顯示 F。 表 碼 顯示字符 共陰極字段碼 0 3FH 1 06H 2 5BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 7FH 9 6FH F 71H 3） N 位 LED 顯示器。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)際使用的 LED 顯示器有多個(gè)，N位 LED 顯示器的顯示要從兩個(gè)方面來控制：其一是控制 N位的字段顯示（即顯示什么字符）；其二是控制字位（即哪一位到哪一位亮）。由 LED 的顯示原理可知，要使某 N 位 LED 顯示器的某一位顯示某個(gè)字符，就必須將此字符轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的字段碼來控制該位的 8個(gè)段，同時(shí)，該位的 字位線也要控制有效，這要通過一定接口來實(shí)現(xiàn)。 LED 顯示器有兩種顯示方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。 N 位 LED 顯示器有 N 根字位選線（簡稱：“位選線”）和 N*8 根字段選線（簡稱：“段選線”）。根據(jù)顯示方式不同，位選線和段選線的連接方式也不同。 各種字符的字段碼的獲取方法有兩種：即軟件譯碼和硬件譯碼法。目前通常所用的各種型號的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)裝置普遍采用軟件譯碼。 當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的 LED 顯示器位數(shù)較多時(shí)，為了簡化電路降低成本，本設(shè)計(jì)采用動態(tài)顯示的方式。動態(tài)顯示方式的接口電路的連接方法是：將所有 LED位的段選線（ a ~ dp）同名并聯(lián)，即所有 a段并聯(lián)，所有 b 段并聯(lián)。依次類推，然后由一個(gè) 8 位 I/O 接口來控制各個(gè)段，而所有位的位選線則由另外一個(gè)相應(yīng)的I/O 接口線來控制。這樣用兩個(gè) 8位 I/O 接口就能控制 8位 LED顯示器。 LED 顯示器是由電流型控制器件，其工作電流為 2mA~20mA，使用時(shí)須加限流電阻。本設(shè)計(jì)中限流電阻選用 1K。 動態(tài)掃描顯示控制方式就是逐個(gè)地循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器，即在某一瞬間，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)（共陽極的為高電平，共陰極的為低電平）其它各位的位選線處于段開狀態(tài)，同時(shí)段選線上輸出相應(yīng) 位要顯示字符的字段碼。這樣在每一個(gè)瞬間， 8位 LED 中只有選通的那一位 LED 顯示出字符，而其它 7位則是熄滅的。同樣，在下一瞬間，只顯示下 1位 LED。如此繼續(xù)下去，等 8位 LED都顯示完畢后，在循環(huán)進(jìn)行。雖然這些字符是在不同的瞬時(shí)輪流點(diǎn)亮的，但