【文章內(nèi)容簡介】 三級加密程序存儲器 雙數(shù)據(jù)指針 八個中斷源 掉電標(biāo)識符 全雙工 UART 串行通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 11 下面分別說明這些引腳的名稱和功能 。 （ 1）主電源引腳 CCV 和 GND CCV ：接電源。 GND：接電源地。 （ 2）時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 （ 3）控制信號引腳 RST， ALE， PSEN ， EA RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。看狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般 情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”， ALE 操作將無效。這一位置 “1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEN:外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89S52 從外部程序存 儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。在 flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0， P1， P2，和 P3 P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng) 訪問外部程序 12 和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外 部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下。在 flash編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 P1 各口線的第二功能如表 所示 [5]。 表 P1 各口線的第二功能表 口線 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器 13 能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用， 在flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 P3 各口線的第二功能如表 所示 [6]。 表 P3 各口線的第二功能表 口線 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0 （外部中斷 0 輸入） INT1 （外部中斷 1 輸入） T0（定時器 0 的外部輸入） T1（定時器 1 的外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器 “寫 ”信號輸出） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器 “讀 ”信號輸出） 外圍電路設(shè)計 XTAL1,XTAL2 兩腳為單片機的時鐘輸入引腳，時鐘是時序的基礎(chǔ)。單片機是程序控制式計算機，它的運行過程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程。由于單片機的內(nèi)部各個部件是共用一條總線。因此在執(zhí)行指令的過程中需要有時序來協(xié)調(diào)單片機內(nèi)外部功能部件之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)運算等操作。在單片機的內(nèi)部有一個反相放大器來構(gòu)成振蕩器，產(chǎn)生時鐘?？梢栽?XTAL1 和 XTAL2 端外接石英晶體作為定時元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時 鐘。其中 C1，C2 兩個電容是作為石英晶體振蕩器的頻率補償。外接石英晶體時，電容 C1 和C2 的值常選擇為 30pF 左右；外接陶瓷諧振器時， C1 和 C2 的值均為 47PF。接入電容 C1 和 C2 有利于振蕩器起振，對頻率有微調(diào)作用。振蕩頻率由石英晶體的諧振蕩頻率確定。一般，振蕩頻率是 ～ 12MHz。為了減少寄生電容，更好 14 地保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，石英晶體或陶瓷振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機芯片靠近 [7]。 在本設(shè)計中， XTAL1 和 XTAL2 端外接石英晶體作為定時元件，內(nèi)部反相放大器自激振蕩，產(chǎn)生時鐘。石英晶體的振蕩 頻率設(shè)置為 12MHz，電容取值為 30pF。 RST 腳為單片機復(fù)位信號的輸入端。對于 AT89C51 單片機是高電平復(fù)位有效。當(dāng)單片機復(fù)位后程序又重頭執(zhí)行。圖中為上電復(fù)位電路，也就是說當(dāng)單片機接通電源后馬上復(fù)位，以后不再復(fù)位。 MCS51 單片機通常采用上電自動復(fù)位和開關(guān)手動復(fù)位兩種方式。 （ 1）上電復(fù)位 所謂上電復(fù)位，是指單片機只要一上電，便自動地進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。圖 4 是上電復(fù)位電路。在通電瞬間，電容 C 通過電阻 R 充電， RST 端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。關(guān)于參數(shù)的選定，應(yīng)保證復(fù)位高電平持續(xù)時間（即正脈沖寬度）大于 2個機器 周期。當(dāng)采用的晶體頻率為 6MHz 時，可取 C=22181。F， R=1KΩ；當(dāng)采用晶體為 12MHz 時，可取 C=10181。F， R=。 圖 4 上電復(fù)位電路 （ 2）手動復(fù)位 所謂手動復(fù)位，是指通過接一按鈕，使單片機進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電后，若需要復(fù)位，一般都是通過手動復(fù)位來是實現(xiàn)的。電路如圖 5 所示。 圖 5 手動復(fù)位電路 15 圖 6 上電復(fù)位與手動復(fù)位組合電路 在實際應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠地工作，常將 RC 電路產(chǎn)生的復(fù)位信號再經(jīng)密特觸發(fā)電路整形，然后接入單片機的復(fù)位 端和外圍電路的復(fù)位端。 本系統(tǒng)根據(jù)上面的信息和實際結(jié)合，采用了上電復(fù)位與手動復(fù)位組合電路。最后的復(fù)位電路如圖 6 所示。 本系統(tǒng)用的是 8051 單片機，內(nèi)部有程序存儲器，所以不用 再 接存儲器，系統(tǒng)就訪問片內(nèi)的存儲器，所以這里的 EA 接高電平。 鍵盤接口電路設(shè)計 鍵盤是若干個按鍵的集合，是人與計算機聯(lián)系的橋梁。操作人員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)和命令，它是單片機系統(tǒng)中不可以缺少的輸入設(shè)備。鍵盤可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤。前者用軟件來識別和產(chǎn)生代碼，后者則是用硬件 來識別。鍵盤處理程序?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的管理，它的主要任務(wù)是： （ 1）確定是否有鍵按下。 （ 2）當(dāng)有鍵按下時，則對鍵譯碼，找出按下的是哪個鍵；當(dāng)無鍵按下時，即返回。 （ 3）如按下的是復(fù)位鍵，便使整個電路復(fù)位；當(dāng)按下的是功能鍵，即轉(zhuǎn)到對應(yīng)的鍵服務(wù)程序。 （ 4）處理同時按鍵。對于兩個或者多個按鍵同時按下的重鍵問題，可以采用不同的方法來處理。最常用的方法為 N 鍵鎖定技術(shù)，即只處理一個鍵，任何其他按下又松開的鍵不產(chǎn)生代碼。通常采用 “先入有效 ”或 “后留有效 ”的原則進(jìn)行處理。 “先入有效 ”的方法是，當(dāng)兩個或兩個以上的按鍵被按下時， 只有第一個按下的鍵是有效的，其余均無效； “后留有效 ”的方法是，當(dāng)多個按鍵按下時，只有最后松開的鍵是有效的，其余均無效 [7]。 （ 5）去抖動。按鍵從開啟到閉合穩(wěn)定，或者從閉合到完全打開，總要有數(shù)毫秒的彈跳時間（即抖動）如圖 7 所示。彈跳將引起按一次鍵被多次輸入的誤操 16 作。為此，在鍵盤處理程序中，必須設(shè)法去掉抖動?？梢圆捎醚訒r的方法，也可以采用硬件去抖動。 這里是用軟件消抖的方法來去除抖動。 即檢測出按鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序 ,產(chǎn)生 5ms～ 10ms 的延時 ,讓前沿抖動消失后再一次檢測按鍵的狀態(tài) ,如果仍保持閉合 狀態(tài)電平 ,則確認(rèn)為真正有鍵按下。當(dāng)檢測到按鍵釋放后 ,也要給 5ms～10ms 的延時 ,待后沿抖動消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。 圖 7 按鍵時的抖動 主控制系統(tǒng) 主控制系統(tǒng)采 AYT89C52，是 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款性能穩(wěn)定的 8 位單片機。 AT89C52 具有 1 個 8KB 的 Flash 程序存儲器， 1 個 512 字節(jié)的 RAM， 4 個 8位的雙向可位尋址 I/O 端口， 3 個 16 位的定時 /計數(shù)器及 1 個串行口和 6 個向量二級中斷結(jié)構(gòu)。 單片機的 P1 口及 P2 口分別用于控制南北及東西的通行燈。 ~ 口及～ 口用于 4 組 3 位 LED 計時器的控制，特種車輛通過時使用外中斷 1口（ ），手動采用 口按鍵 ，手動自動轉(zhuǎn)換采用 口按鍵 ，如圖 8 所示。 1 0K1 0K 1 0KV C C1234P3.6P3.7RESET1 0U F 17 圖 8 主控電路 通行燈輸出控制 道口交通燈指示采用高亮度紅綠雙色發(fā)光二極管，左拐、右拐、直行及行人各一個。當(dāng)發(fā)光二極管電流為 6mA 時，按公式 R＝（ 5－ ） / 計算，限流電阻應(yīng)為 510∩。由于南北通行時雙向指示牌相同，因此每個端口應(yīng)具有 12mA 的吸收電流能力。另外，人行道口按 4 個燈算需 24mA 的吸收電流。 這樣在單片機的輸出口需接驅(qū)動電路 74HL373，以保護(hù)單片機的輸出端口。 圖 9 所示為道口指示燈電路。 D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE111 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 92 001 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 92 00V C Cp1 p3 圖 9 城市道口交通燈指示電路 74LS373 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時， O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響 。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時， O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。 18 74LS373 引腳 (管腳 )圖 74LS373 內(nèi)部邏輯圖 時間顯示模塊 道 口通行剩余時間采用高亮紅色 7 段 LED 發(fā)光數(shù)碼管顯示。采用共陽數(shù)碼管，如果單片機吸收電流驅(qū)動，列掃描驅(qū)動使用三極管，按每段 6mA 電流算全顯示字行“ 8”時，每個數(shù)碼管需 6mA 8=48mA。由于時間顯示每個道口相同。4 組需 192mA，因此設(shè)計中采用功率三極管 9012。由于單片機每個段碼輸出口需吸收 24mA 電流，因此在電路設(shè)計中也使用了驅(qū)動集成塊 74LS373。本設(shè)計我們用到兩片 74LS373，一片用于輸入電流驅(qū)動排顯，而此時產(chǎn)生的電流過大，無法正常驅(qū)動單片機，所以還需要一片 74LS373 產(chǎn)生灌電流放大 I/O 口電 流，以帶動 單 片 機 正 常 工 作 。 時 間 顯 示 驅(qū) 動 電 路 如 圖 10 所示。abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg