【文章內容簡介】 張圖片的數據量，一張圖片的數據大小為 320*240*24=225KB，那么這個速度足可以每秒播放 45 張圖片，所以播放的流暢度有保 障。單片機的外圍元件組成了 51 最小系統(tǒng)。最后用了一個 SD/MMC 卡槽，方便插入 SD/MMC 卡，液晶屏幕采用的是 寸的彩色液晶屏幕。其中彩色液晶用于圖像的顯示， SD/MMC 卡槽用于插入存儲設備， 51 單片機最 小 系統(tǒng)用于控制和播放圖像。使用時將 SD/MMC 卡格式化為 FAT32 文件系統(tǒng)，然后將 BMP 格式圖片復制到 SD/MMC 卡，即可以自動播放。 綜上所 述 ，以上方案和技術路線可行。 重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 8 第 2 章 SST89E516RD 單片機概述 SST89E516RD 單片機簡介 單片機是一 種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器 CPU隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/0 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、 A/D 轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。本次畢業(yè)設計采用的是 SST89E516RD 系列單片機，該單片機有 1K RAM，可以滿足 SD 卡對扇區(qū)大小的要求。該單片機具有如下特征： 8 位 8051 系列兼容微處理器。與 8051 的軟件完全兼容，開發(fā)工具兼容，封裝與引腳兼容； RAM 共有 1K； 寄存器 /數據 RAM； superflash 存儲器（ eeprom）； 64K 外部程序和數據存儲空間； 的 7 等三個引腳可驅動最大電流（每個可達 16ma）； 個 16 位定時 /計數器（ T0， T1， T2）； 12 個時鐘，也可以倍頻，以實現每個指令周期 6 個時鐘； 和 CMOS 電平全兼容； （ idle 模式 和 powerdown 模式，并由外部中斷喚醒） 。 SST89E516RD 引腳介 紹 SST89E516RD 單片機有 40 個引腳，大致可以分為四類：電源、時鐘、控制和I/O 引腳。以下是單片機 引腳 (硬件電路中使用的引腳 )的簡要說明： 重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 9 VDD：主電源接 + +5V。 VSS：接地。 XTAL1 和 XTAL2 XTAL XTAL2（ 19 腳、 18 腳）： 分別接外部晶體振蕩器的兩端， 19 引腳片內是反相振蕩發(fā)達器輸入和內部時鐘發(fā)生電路輸入端。 18 腳片內是振蕩電路反相放大器的輸出端。重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 10 PSEN、 ALE/PROG 、 EA/VPP 和 RST PSEN（ 29 腳）：程序存儲使能端。是對外部程序的讀選通脈沖，當執(zhí)行內部程序存儲器時， PSEN 被激活（高）。當執(zhí)行外部程序存儲器代碼時 PSEN 每個機器周期被激活兩次，除了在每次訪問外部數據存儲器兩個激活被忽略。當 RST 連續(xù)保持高電平或超過 10 個機器周期， PSEN 從高變低的變化使得單片機進入外部主機模式編程狀態(tài)。 ALE/PROG（ 30 腳）：地址鎖存使能端。在訪問外部存儲器時輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)。該引腳也是在 FLASH 編程的脈沖輸入并可用作外部時鐘或者定時。注意每次訪問外部數據時，一個 ALE 脈沖將被忽略。 ALE 可以通過置位 SFR 的 禁止，置位后 ALE 只能在執(zhí)行 MOVE 指令時被激活。 EA/VPP（ 31 腳）：外部尋址使能端。在訪問整個外部程序存儲器時 EA 必須外部置低，如果 EA 為高時將執(zhí)行內部程序。 RST（ 47 腳）：復位端。當晶振在運動中，只要復位管腳出現 2 個機器周期高電平即可復位單片機。當 RST 輸入高電平時，如果 PSEN 從高變成低，單片機將外部主機模式，否則進入普通運行模式。 /輸出引腳 P0、 P P P3 口 ～ （ 39～ 32 腳）：八位雙向 I/O 端口，當作輸出口時 每個引腳可以接受LS TTL 電平輸入，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮用做高阻輸入。 P0 也可以在訪問外部程序存儲器時作地址的低字節(jié)，在訪問外部數據存儲器時作數據總線，此時通過內部強上拉輸出 1。 P0 在外部主機模式編程時接收代碼，外部主機模式校驗是輸出代碼。在編程校驗或是當作通用 I/O 口時需要外接上拉。 ～ （ 3～ 10 腳）： P1 是 8 位帶內部上拉的雙向 I/O 口， P1 輸出可以驅動 LS TTL 輸入。向 P1 口寫入 1 時 P1 口被內部上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時被外部拉低的 P1 口會因為內部上拉而輸出電 流。 P1[5， 6， 7]可以驅動 16mA 的大電流。 P1 口在外部主機模式編程和校驗時接收低位地址數據。 ～ （ 21～ 28 腳）： P2 口時 8 位帶內部上拉的雙向 I/O 口。向 P2 口寫入1 時 P2 口被內部上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的P2 口會因為內部上拉而輸出電流。在訪問外部程序存儲器和外部數據時分別作為地址高字節(jié)和 16 位地址，此時通過內部強上拉傳送 1。 P2 口在外部主機模式編程和校驗時接收一些控制信號和部分的高位地址數據。 ～ （ 2532 腳）： P3 口時 8 位帶內部上 拉的雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 11 器可以驅動 LS TTL 輸入。向 P3 口寫入 1 時 P3 口被內部上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P3 口會因為內部上拉而輸出電流。 P3 口在外部主機模式編程和校驗時接收一些控制信號和部分的高地址數據。引腳圖如圖 所示： 圖 單片機引腳圖 SST89E516RD 單片機的 內部寄存器 SST89E516RD 內部 CPU是一個字長為二進制 8 位的中央處理單元，也就是說它對數據的處理是按字節(jié)為單位進行的。與微型計算機 CPU 類似， SST89E516RD內部 CPU也是由運算器（ ALU）、控制器（定時控制部件等）和專用寄存器組三部分構成。 （ ALU） 算數邏輯單元的全稱是 Arithmetic Logic Unit， 是處理器中一個功能模塊，用來執(zhí)行諸如加減乘除以及寄存器中的值之間的邏輯運算，通常在一般的處理器上被設成一個周期運行一次上升沿。 SST89E516RD 的 ALU 是一個性能極強的運算器，它既可以進行加、減、乘、除四則運算，也可以進行與、或、非、異或等邏輯運算，還具有數據傳送、移位、判斷和程序轉移等功能。 SST89E516RD ALU 為用戶提供了 豐富的指令系統(tǒng)和極快的指令執(zhí)行速度，大部分指令的執(zhí)行時間為 1 微妙，乘法指令可達 4 微妙。 重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 12 定時控制部件起著控制器的作用，由定時控制邏輯、指令寄存器和振蕩 OSC等電路組成。指令寄存器 IR 用于存放從程序存儲器中取出的指令碼，定時控制邏輯用于對指令寄存器中的指令碼進行譯碼，并在 OSC 的配合下產生執(zhí)行指令的時序脈沖，以完成相應指令的執(zhí)行。 專用寄存器組主要用來指示當前要執(zhí)行指令的內存地址、存放操作數和指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)等。它是任何一臺計算機的 CPU 不可缺少的的組成部件，其他寄存器 的多因機器型號的不同而異。專用寄存器組主要包括程序計數器 PC、累加器 A、程序狀態(tài)字 PSW、堆棧指示器 SP、數據指針 DPTR 和通用寄存器 B 等。 PC 程序計數器 PC 是一個二進制 16 位的程序地址寄存器，專門用來存放下一條需要執(zhí)行指令的內存地址，能自動加 1。 A 累加器 A 又記作 ACC，是一個具有特殊用途的二進制 8 位寄存器，專門用來存放操作數或運算結果。在 CPU 執(zhí)行某種運算前，兩個操作數中的一個通常應放在累加器 A 中，運算完成后累加器 A 中便可以得到運算結果。 B 通用寄存器 B 是專門為乘法和除法設置的寄存器，也是一個二進制 8 位的寄存器，由 8 個觸發(fā)器組成。該寄存器在乘法或除法前用來存放乘數或除數，在乘法或除法完成后用于存放乘積的高 8 位或除法的余數。 字 PSW PSW 是一個 8 位標志寄存器，用來存放指令執(zhí)行后的有關狀態(tài)。 PSW 中各位的狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行過程中自動形成的，但也可以由用戶根據需要采用傳送指令加以改變。 DPTR 數據指針 DPTR 是一個 16 位的寄存器，由兩個寄存器 DPH 和 DPL 拼成。其中 DPH 為 DPTR 的高 8 為， DPL 為 DPTR 的低 8 位。 DPTR 可以 用來存放片內 ROM的地址，也可以用來存放片外 RAM 和片外 ROM 的地址。 SP 堆棧指針 SP 是一個 8 位寄存器，能自動加 1 或減 1，專門用來存放堆棧的棧頂重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 13 地址。遵循 “ 先進后出 ” 或者 “ 后進先出 ” 的原則。 SST89E516RD 單片機 芯片的原理框圖與各功能模塊圖 圖 89e516rd 單片機的內部結構 SPI 接口說明： SPI 接口讓 MCU和外圍器件或 MCU之間做高速同步數據傳送。公用四根線進行數據傳輸： CS 片選線、 CLK 時鐘線、 DATI 數據輸入引腳、 DATOUT數據輸入引腳。 SPI 通道是定向 的字節(jié)，每個命令或者數據快都是由 8 位字節(jié)構成，類似 SD 卡協議， SPI 包含了命令、相應和數據塊。如下圖表示 SPI 主器件和從器件的通信。 SCK 腳是主模塊的時鐘輸出或從模塊的輸入。寫主器件的 SPI 數據寄存器后開始產生 SPI 時鐘。寫入的數據從主器件的 MOSI 腳轉換到 MOSI 腳。一個字節(jié)數據發(fā)送完成后， SPI 時鐘發(fā)生器將停止， SPIF 置位。如果 SPI 中斷位 SPIE 和串口中斷使能位 ES 都置 1，將產生 SPI 中斷請求。外部主器件驅動從模式選擇輸入重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 14 腳 SSP1[4]為低， SPI 模塊變?yōu)閺哪K。如圖 、圖 所示是 SPI 格式圖： 圖 CPHA=0 時 SPI 傳輸格式 圖 CPHA=1 時 SPI 傳輸格式 看門狗定時器：單片機內部有一個可編程的看門狗 (WDT)，用來防止軟件的死鎖和自動保護 ， 為了保護系統(tǒng)，防止軟件的死鎖。如圖 所示是 WDT 的方框： 圖 看門狗定時器方框圖 重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計（論文） 15 第 3 章 基于單片機的電子相冊的 硬件設計 本次設計的硬件電路由單片機主控模塊，電源轉化、 SD 卡模塊、液晶模塊等組成。先從總體電路設計入手，然后詳細介紹各個部分的設計。 硬件電路總體設計 硬件設計是整個系統(tǒng)的基礎，要考慮的方方面面很 多，硬件設計至關重要，除了實現此設計基本功能以外，主要還要考慮如下幾個因素： ； ； ； 。 總體設計 流程圖 ： 根據題目要求系統(tǒng)可以分為以下幾個基礎模塊，如圖 所示： 圖 硬件總體設計流程圖 電子相冊各模塊的電路設計 電壓轉換電路設計 存儲器 SD 卡與彩色液晶顯示器的工作電壓為 ，單片機 SST89E516RD 工作電壓為 5v，使用 USB 供電的電壓輸出為 5v。那么 的電壓就得由電壓轉換而得，轉換