【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖 器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 23 頁 外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址 的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào) 。 圖 7 89c51 結(jié)構(gòu)圖 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入 口 。作為輸入，由于外部下拉為低電平 ， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 21 所示 。 同時(shí) ， P3 口為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào) 。 表 21 P3 口的特殊功能 引腳 名稱 功能說明 引腳 名稱 功能說明 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 24 頁 P3.0 RXD 串行輸入口 T0 記時(shí)器 0外部輸入 P3.1 TXD 串行輸出口 T1 記時(shí)器 1外部輸入 P3.2 INT0 外部中斷 0 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 P3.3 INT1 外部中斷 1 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平 于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， 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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 EA /VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 25 頁 （ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩電路和時(shí)鐘 在 AT89C51芯片內(nèi)部，有一個(gè)振蕩電路和時(shí)鐘發(fā)生器，引腳 XTAL1和 XTAL2 之間接入晶體振蕩器和電容后構(gòu)成內(nèi)部時(shí)鐘方式。也可以使用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)直接加載到振蕩 器的輸入端，作為 CPU 的時(shí)鐘源，稱為外部時(shí)鐘方式。采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，外部振蕩器的輸出信號(hào)接至 XTAL1， XTAL2 懸空。兩種方式的電路連接如圖 25 所示。大多數(shù)的單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，本次設(shè)計(jì)亦然。 （ a） 使用片內(nèi)振蕩器接法 （ b）使用片外振蕩器接法 圖 8 AT89C51 振蕩器的連接方式 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 26 頁 在 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部，引腳 XTAL2 和引腳 XTAL1 連接著一個(gè)高增益反相放大器， XTAL1 引腳是反相放大器的輸入端， XTAL2 引腳是反相放 大器的輸出端。 芯片內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè)二分頻觸發(fā)器，振蕩器的輸出 oscf 為其輸入，輸出為兩相的時(shí)鐘信號(hào)（狀態(tài)時(shí)鐘信號(hào)），頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率 oscf 的 1/2。狀態(tài)時(shí)鐘經(jīng)三分頻后為低字節(jié)地址鎖存信號(hào) ALE，頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率 oscf 的 1/6，經(jīng)六分頻后為機(jī)器周期信號(hào)，頻率為 oscf /12。 1C 、 2C 一般取 20～ 30pF 的陶瓷電容器。 AT89C51 的中斷系統(tǒng) 為了提高系統(tǒng)的工作效率， AT89C51 單片機(jī)設(shè)置了中斷系統(tǒng)，采用中斷方式與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所謂“中斷”，是指單片機(jī)在執(zhí)行某一段程序的過程中，由于某種原因（如異常情況或特殊請(qǐng)求），單片機(jī)暫時(shí)中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束后，再返回到被打斷的程序處，繼續(xù)執(zhí)行原程序的過程。 （ 1）中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷控制 AT89C51 有六個(gè)固定的可屏蔽中斷源，分別是三個(gè)片內(nèi)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器溢 出中斷 TF0、 TF1 和 TF2，兩個(gè)外部中斷 INT0 ()和INT1 ()，一個(gè)片內(nèi)串行口中斷 TI 或 RI。 6 個(gè)中斷源有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可形成中斷嵌套。它們?cè)诔绦虼鎯?chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 27 頁 引起 6 個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下： INT0 ：外部中斷 0，由 端口線引入，低電平或下降沿引起； INT1 ：外部中 斷 1，由 端口線引入，低電平或下降沿引起； T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 中斷，由 T0 記滿回零引起； T1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 中斷，由 T1 記滿回零引起； TI/RI：串行口 I/O 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送 /接收后引起中斷； T2：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 中斷，由 T2 記滿回零引起。 在本次設(shè)計(jì)中采用了定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 中斷，它的中斷控制寄存器包括定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0、 1 控制寄存器 TCON 和中斷允許控制寄存器 IE。 ① 定時(shí)器控制寄存器 TCON TCON是定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和外部中斷兩者合用的一個(gè)可位尋址的特殊功能寄存器 ，它的格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 各控制位定義如下： TF1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位 TF1，向 CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部自動(dòng) TF1 清 0。 TR1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 啟動(dòng) /停止位。由軟件置位 /復(fù)位控制定時(shí)器 /成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 28 頁 計(jì)數(shù)器 1 的啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)。 TF0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由內(nèi)部硬件置位 TF0，向 CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部自動(dòng) TF1 清 0。 TR0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 啟動(dòng) /停止位。由軟件置位 /復(fù)位控制定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)。 IE1：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng) CPU 檢測(cè)到 INT0 低電平或下降沿且IT1=1 時(shí)，由內(nèi)部硬件置位 IE1 標(biāo)志位（ IE1=1）向 CPU 請(qǐng)求中斷，當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部將 IE1 清0。 IE0：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng) CPU 檢測(cè)到 INT0 低電平或下降沿且IT0=1 時(shí)，由內(nèi)部硬件置位 IE0 標(biāo)志位（ IE0=1）向 CPU 請(qǐng) 求中斷，當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由硬件內(nèi)部將 IE0 清0。 IT1：用軟件置位 /復(fù)位 IT1 來選擇外部中斷 INT1 是下降沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求。當(dāng) IT1 置 1 時(shí)，則外部中斷 INT1 為下降沿觸發(fā)中斷請(qǐng)求，即 INT1 端口由前一個(gè)機(jī)器周期的高電平跳變?yōu)橄乱粋€(gè)機(jī)器周期的低電平，則觸發(fā)中斷請(qǐng)求；當(dāng) IT1 復(fù)位清 0，則 INT1 的低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求。 IT0：由軟件置位 /復(fù)位 IT0 來選擇外部中斷 INT0 是下降沿觸發(fā)還是成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 29 頁 低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求，其控制原理同 IT1。 ② 中斷允許控制寄存器 中斷允許控制寄存器 IE 的格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 各控制位定義如下： EA：中斷總控制為。 EA=1， CPU 開中斷，它是 CPU 是否響應(yīng)中斷的前提，在此前提下，如果某中斷源的中斷允許位置 1，才能響應(yīng)該中斷源的中斷請(qǐng)求。如果 EA=0，無論哪個(gè)中斷源有請(qǐng)求， CPU 都不予回應(yīng)。 ET2：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 中斷控制位， ET2=1，允許 T2 計(jì)數(shù)溢出中斷； ET2=0，禁止 T2 中斷。 ES：串行口中斷控制位， ES=1，允許串行口發(fā)送 /接收中斷； ES=0禁 止串行口中斷。 ET1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1 中斷控制位， ET1=1，允許 T1 計(jì)數(shù)溢出中斷； ET1=0，禁止 T1 中斷。 EX1：外部中斷 1 控制位， EX1=1，允許中斷； EX1=0，禁止外部中斷 1 中斷。 ET0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 中斷控制位， ET0=1，允許 T0 計(jì)數(shù)溢出中斷； ET0=0，禁止 T0 中斷。 EX0：外部中斷 0 控制位， EX0=1，允許中斷； EX0=0，禁止外部中斷 0 中斷 [1]。 （ 2）中斷響應(yīng)過程 成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 30 頁 CPU 中斷處理從響應(yīng)中斷、控制程序轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷矢量地址入口處執(zhí)行中斷服務(wù)程序，到執(zhí)行返回（ RETI）指令 為止。中斷響應(yīng)可分為以下幾個(gè)步驟： ① 保護(hù)斷點(diǎn)，即保存下一個(gè)將要執(zhí)行的指令的地址，把這個(gè)地址送入堆棧。 ② 尋找中斷入口，根據(jù) 6 個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，中斷系統(tǒng)必須能夠正確地識(shí)別中斷源，查找 6 個(gè)不同的入口地址。以上工作是由單片機(jī)自動(dòng)完成的，與編程者無關(guān)。在 6 個(gè)入口地址處存放有中斷處理程序。 ③執(zhí)行中斷處理程序。 ④中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行 [2]。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1。除此之外 還有一個(gè)可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和 1 簡(jiǎn)介 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和 1 內(nèi)部有一個(gè)計(jì)數(shù)寄存器（ THx 和 TLx ），它實(shí)際上是一個(gè)累加寄存器進(jìn)行加 1 計(jì)數(shù)。定時(shí)器和計(jì)數(shù)器共用這個(gè)寄存器，但定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器同一時(shí)刻只能工作在其中一種方式下，不可能既工作在定時(shí)器方式，同時(shí)又工作在計(jì)數(shù)器方式。這兩個(gè)工作方式的根本區(qū)別是在于計(jì)數(shù)脈沖的來源不同。工作在定時(shí)器方式時(shí)，對(duì)振蕩成都工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 31 頁 源 12 分頻的脈沖計(jì)數(shù)，即每過一個(gè)機(jī)器周期（ 1 個(gè)機(jī)器周期在時(shí)間上和 12 個(gè)振蕩周期的時(shí)間相等），計(jì)數(shù)寄存器中的值就加 1。工作在計(jì)數(shù)器方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖不是來自內(nèi)部的機(jī)器周期，而是來自外部輸入。對(duì)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1，計(jì)數(shù)脈沖分別來自 T0、T1 引腳。當(dāng)這些引腳上輸入的信號(hào)產(chǎn)生高電平至低電平的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)寄存器的值就加 1。單片機(jī)每個(gè)機(jī)器周期都要對(duì)對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣，如果在第一個(gè)周期采得的外部信號(hào)為高電平，在下一個(gè)周期采得的信號(hào)為低電平，則在再下一個(gè)機(jī)器周期，即第三個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)寄存器的值才增加 1[1]。 （ 1)與定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和 1 相關(guān)的特殊功能寄存器 ① 計(jì)數(shù)寄存器 TH0、 TL0 和 TH TL1 計(jì)數(shù)寄存器是 16 位的，再啟動(dòng)定時(shí)器時(shí)需要對(duì)它設(shè)定初始值。 THx 是計(jì)數(shù)寄存器的高 8位， TLx 是計(jì)數(shù)寄存器的低 8位。 TH0、 TL0對(duì)應(yīng) T/C0，TH TL1 對(duì)應(yīng) T/C1。 ② 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 的格式如下： TF1 TR1 TF0 TR1 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1 為 T/C1 的溢出標(biāo)志，溢出時(shí)由硬件置 1，進(jìn)入中斷后又由硬 件自動(dòng)清 0。 成都工業(yè)