【文章內容簡介】 寫 作 “1”時，可作為輸入高阻抗端 使 用。在訪問程序存儲器 或 數(shù)據(jù)存儲器 時 ，這組口 用作 數(shù)據(jù)總線 和 分時轉換地址 線 復用。在程序校驗時 ，P0 端口 輸出指令，校驗時，要 在電路外接上 上拉電阻。在 Flash 編程時，接收指令 。 P1 口： P1 內部 本身含有 上拉電阻的 8 位雙向 輸入 /輸出 口，因為內部含有 上拉電阻， 所以當 某個 端口 被外部信號 制成低電平時 會輸出一個電流。 同時 和 還可 以 分別 用作計數(shù) /定時 2 的外部計數(shù)輸入， 如表 32 所示。 Flash 程序校驗和 編程期間， P1 端可以 接收低 8 位 的 地址。 表 32 和 第二功能表 引腳號 功能特性 時鐘輸出， T2 T2EX 計數(shù) /定時器 2 P2 口： P2 口是一個內部含有上拉電阻的雙向 I/O 口，當 P2 口被寫“ 1”時，內部上拉電阻被拉高，并且用作輸入。作為輸入時， P2 口的引腳將被外部拉低，輸出電流。這是因為內部進行上拉的緣故。 P2 口當用作外部數(shù)據(jù)存儲器或外部程序存儲器的 16 位地址進行存取時，地址的高八位輸出。在給出地址“ 1”時，它使用內部上拉，所以當對外部八位地址進行數(shù)據(jù)存儲的讀寫時， P2 口可以輸出特殊功能寄存器里的內容。 P3 口：引腳和 P2 口一樣，可接收輸出的 4 個 TTL 的門電流。當 P3口寫進“ 1”后，內部上拉為高電平，并用 來作為輸入端。作為輸入時，因為外部的下拉為低電平，所以 P3 口將輸出電流。 P3 口也可 以 作為AT89C51 的一些特 別的 功能 端口使用 [5]，如 表 33 所示 。 基于單片機的籃球比賽計分器設計 9 表 33 P3 口的特別功能表 口管腳 備選功能 （串行輸入 （ I） 口） RXD （串行輸出 (O)口） TXD （外部中斷 0） /INT0 （外部中斷 1） /INT1 （ 計 時器 0 外部輸入） T0 （ 計 時器 1 外部輸入） T1 （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選 端 ） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選 端 ） /RD 此外， P3 口同時也可為校驗編程和閃爍校驗接收一些信號。 RST：復位端。當振蕩器接復位器件時，要保持 RST 引腳兩個時鐘周期為高電平。 ALE/PROG：在 FLASH 編程時，此管腳用作輸入的編程脈沖。在訪問外部的存儲器時，地址的鎖存允許輸出電平用作地址鎖存的地位字節(jié)。通常， ALE 端口是以不變的周期頻率輸出高電平脈沖信號，此頻率是晶體振蕩器頻率的 1/6，所以它可用于定時或外部輸出的脈沖，但要注意的是：每當作為外部數(shù)據(jù)存儲器使用時，將會跳過一個 ALE 的脈沖。要是想要禁止 ALE 的輸出則可在 SFR8EH 地址 上置低電平。此時， ALE 就只有在執(zhí)行 MOVC， MOVX 指令的時候，才會起到作用。 /PSEN：低電平有效，是外部程序存儲器所用的選通信號。在外部程序存儲器取指時，每個時鐘周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問片外存儲器時，這兩次有效的信號將不會出現(xiàn) [4]。 /EA/VPP：當 /EA 為“ 0”時，片內的存儲器不起作用，只會讀取外部存儲器的內容。 XTAL1：反向放大器的內部震蕩輸入端及內部時鐘電路工作的輸入端。 XTAL2：反向振蕩放大器的輸出端。 基于單片機的籃球比賽計分器設計 10 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 為反向放大器的輸入 端 和輸出 端 。 當它 配置片內 的振蕩器。 可采用 石 英 晶 體 振蕩 或者是 陶瓷振蕩。如 果 采用外部 的中斷來工作時 ， XTAL2 則 應 空閑 。 它 對外部時鐘信號脈 沖 寬 度沒有 任何 的 要求，但 是 必須 要 保證脈沖的高低電平 所 要求的寬度 [6]。 具體使用方法如圖3圖 33 所示。 圖 32 內部時鐘方式電路 圖 33 外部時鐘方式電路 LCD1602 顯示器 LCD1602 是 工業(yè) 型字符 液晶， 其中 16 是指 16 列， 02 是指兩行。因此它可以在屏幕上顯示兩行，每行可顯示 16 個字符。 1602 液晶也 可 以 叫 1602 字符型液晶，它是一種用來 專門 顯示字母 、符號 、數(shù)字 等的點陣型 的 液晶模塊。它 是 由 多個 個 5x11 或 5x7 等點陣字符位組成 的 ， 其中 每個點陣字符位都 會 顯示一個字符，每位 和每位 之間有 一段間隔 ， 相當于一個點距，而且 每行之間也 都 有間隔， 它 起到了 行間距和 字符間距的作用，所以它 才 不能很好地顯示圖形 [7]。 DS1602 的 特性 （ 1） 或 5V 的 工作電壓，對比度可調 ； （ 2） 內 部 含復位電路 ； （ 3）可以 提供各種控制命令 ,如：清屏、光標閃爍、 字符閃爍、 顯示移位等多種功能 ； 基于單片機的籃球比賽計分器設計 11 （ 4） 有 80 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM； （ 5） 內 部 有 192 個 5x7 點陣的字符發(fā)生器 CGROM； （ 6） 8 個可 以由 用戶自 己 定義的 5x7 的字符發(fā)生器 CGRAM。 管腳功能 1602 采用標準的 16 引 腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 為 接地電源。 第 2 腳： VCC 接 正 5V 電源。 第 3 腳： V0 是 液晶顯示器對比度調整端，接正電源時 其 對比度最弱，接地電源 其 對比度最高 ，可以通過電位器來調節(jié)對比度，已達到觀眾想要的觀看效果。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，選擇指令寄存器 為低電平、 選擇數(shù)據(jù)寄存器 時為高電平。 第 5 腳： RW 讀寫信號線 ，進行讀操作 為高電平 ，寫操作 為低電平。 第 6 腳： EN 端為使能端 ,讀取信息 置高電平 ，執(zhí)行指令 在負跳變時。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 腳是 8 位 的 雙向數(shù)據(jù)端 口 。 第 15～ 16 腳：空腳或 接 背燈電源。 15 腳背光 電源的 正極， 16 腳背光 源的 負極 [8]。 各個引腳排布如圖 32 所示。 圖 32 引腳排布圖 1602 液晶模塊 有 160 個不同的點陣字符圖形 存儲在 內部字符發(fā)生存儲器 中 ，這些字符 包括 英文字母的大小寫、 阿拉伯數(shù)字、 常用的符號、以及 日文假名等， 每一個代碼都對應著相應的 字符， 例如 英文字母 “A”的代碼是 01000001B 也就是 41H，顯示時模塊 就會 把地址 41H 中字符圖形 表現(xiàn) 出來，我們就能 在液晶屏上 看到字母 “A”。 基于單片機的籃球比賽計分器設計 12 在單片機 編程時，我們還可以使 用字符型 的 常量或 這 變量 來 賦值， 例如 39。A?。 我們寫 程序時甚至可以直接用 P1=?A?這樣的方法 就可以，計算機會 在編譯時把 39。A39。轉換為 41H 代碼。 字符代碼 0x00~0x0F 是 用戶自定義的字符圖形 ， 0x20～ 0x7F 為標準的 ASCII 碼， 0xA0～ 0xFF 是 日文字符和希臘文字符，其余 的 沒有定義。 以下是 1602 的 16 進制 ASCII 碼 值 地址 ，讀取方法先 讀上面那行 ，在讀左面那列 ， 例 如：感嘆號！的 ASCII 為 0x21，字母 B 的 ASCII 為0x42（前面加 0x 表示十六進制） [9]，如表 34 所示。 表 34 ASCII 碼值地址 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DLE SP 0 @ P 、 P 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 “ 2 B R b r 0011 ETX DC3 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN amp。 6 F V f v 0111 BEL ETB ? 7 G W g w 1000 BS CAN ( 8 H X h x 1001 HT EM ) 9 I Y i y 1010 LF SUB * : J Z g z 1011 VT ESC + 。 K [ k { 1100 FF FS ? L \ l | 1101 CR GS = M ] m } 1110 SO RS . N ^ n ~ 1111 SI US / ? O o DEL D6D5D4 D3D2D1D0 基于單片機的籃球比賽計分器設計 13 晶振 晶振 是指從石英晶體上切下 的 薄片 ，簡稱 為石英晶體或 者 晶振 ，而在封裝 的 內部添加 了由 IC 組成 的 振蕩電路的晶體 器件被 稱為晶體振蕩器。其產品一般 是 用金屬外殼 來 封裝， 有的也用 玻璃殼或塑料封裝 ，市場上常見的是用金屬外殼來封裝的 。 晶振通常用作晶體振蕩器存在單片機應用電路中。也可與其他原器件一起產生標準的脈沖信號，常應用在 數(shù)字電路中。 在微處理器中也 用石英晶體 來做 諧振器。 我們通常使用的時鐘內部也含有晶體。 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電， 在許多電子產品中都有用到，像計 算機、報警器、 玩具車 、定時器等電子產品中作發(fā)聲器件 ?；拘畔⑷绫?35 所示。 表 35 蜂鳴器的基本信息 中文名稱 蜂鳴器 產品性質 一種一體化結構的訊響器 產品用處 用于計算機、定時器、打印機 產品分類 無源蜂鳴器和有源蜂鳴器 結構原理 電磁線圈和磁鐵周期性地振動發(fā)聲 驅動電路 使用三極管來放大電流 蜂鳴器的分類 按組成分類分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器主要由多壓電蜂鳴片、諧振蕩器、阻抗匹配器和外殼等組成。其中多諧振蕩器是由由晶體管或者集成電路組成。有的壓電式蜂鳴器在外殼上還會裝有發(fā)光二極管，工作原理是當蜂鳴器接通電源后 ,多諧振蕩器就會進行起振 ,輸出相對應的音頻信號，蜂鳴片就會因為阻抗匹配器就會推動而發(fā)聲。其中蜂鳴片由鈮鎂酸鉛或鋯鈦酸鉛壓的電陶瓷材料制成，它會鍍上基于單片機的籃球比賽計分器設計 14 銀電極在陶瓷片的兩面，經老化和極化 處理后，再與不銹鋼片或者銅片粘在一起。電磁式蜂鳴器由磁鐵、振動線圈、電磁線圈和振動膜片以及外殼等組成。在接通電源后，振蕩器發(fā)出的音頻信號流過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振動膜片周期性地振動發(fā)聲。 按有源和無源分類：有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，常用的小型蜂鳴器因體積小、價格低、重量輕、結構牢靠等而被廣泛地應用在各種發(fā)聲的電電路中。有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的外觀如圖 33 所示。 (a) 有源 （ b）無源 圖 33 蜂鳴器圖 其中 a 為有源， b 為無源，從圖 33（ a）、（ b）看，兩種蜂鳴器的形狀差不 多，但是兩者在高度是有區(qū)別的，有源蜂鳴器的高度約為 9mm，無源蜂鳴器的高度約為 8mm。當兩種蜂鳴器的引腳都朝上放時，可以看到無源蜂鳴器上有綠色電路板，而有源蜂鳴器是用黑膠封閉的。判斷是有源的還是無源蜂的，也可以用萬用表電阻檔測試 :用紅表筆在另一引腳上來回碰觸，黑表筆接蜂鳴器 引腳，如果發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有16Ω 的是無源的 。如果能發(fā)出持續(xù)聲音，且電阻在幾百歐以上的，是有源的。有源蜂鳴器直接接上額定電源就可以連續(xù)發(fā)聲，而無源蜂鳴器和電磁揚聲器一樣，需要接在音頻輸出的電路中才能發(fā)聲。 有源蜂鳴器與無源蜂 鳴器這里的“源”不是指電源，而是指震蕩源。有源蜂鳴器內部帶有震蕩源，所以只要一通電就會發(fā)出叫聲，而無源內部不帶震蕩源，所以若用直流信號無法令其發(fā)出響聲，則必須用 2K5K的方波去驅動它，因為有源蜂鳴器里面多個震蕩電路，所以有源蜂鳴器往往比無源的貴。無源蜂鳴器和有源蜂鳴器的優(yōu)缺點如表 36 所示。 基于單片機的籃球比賽計分器設計 15 表 36 蜂鳴器的優(yōu)缺點 類別 優(yōu)點 缺點 無源蜂鳴器 便宜，可以發(fā)出音節(jié)，在一些電路中，可以和 LED 復用一個控制口 程序編程較復雜 有源蜂鳴器 程序控制方便 價格較貴 蜂鳴器的驅動方式 蜂鳴器是直 流電壓驅動的，不需要利用交流信號進行驅動，只需對驅動口輸出驅動電平并通過三極管放大驅動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音。 激蜂鳴器被單片機驅動的方式有兩種：一種是應用 I/O 定時跳變的電平產生的波形對蜂鳴器進行驅動，另一種是運用 PWM 輸出口直接驅動。因為 PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波，所以 PWM 輸出口可以直接驅動蜂鳴器。 PWM 口的輸出是在單片機中幾個系統(tǒng)寄存器里來設置的，它可以規(guī)定占空比、周期等，在設置這些寄存器后，就會產生符合蜂鳴器要求的頻率波形，這時只要打開 PWM 輸出，它就可以輸出該頻率的方波，那 么就可以使用這個波形來驅動蜂鳴器了。例如頻率為20xxHz 的蜂鳴器，就可以知道它的周期為 500μ s，那么只需要把 PWM 的周期設為 500μ s，占空比設置為 250