【文章內容簡介】 口具有內部上拉電阻。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 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口 輸出 緩沖器能驅動 4 個 TTL邏輯電平。對 P1 端口寫“ 1”時，內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部電阻的原因，圖 7 AT89S52 引腳 7 將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時器 /記數(shù)器 2 的外部記數(shù)輸入()和定時器 /記數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入 (),具體如下表 1 所示。 在 flash編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 1 各端口引腳與復用功能表 引腳號 第二功能 T2(定時器 /記數(shù)器 T2 的外部記數(shù)輸入 )，時鐘輸入 T2EX(定時器 /記數(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 內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL邏輯電平。對 P2 口寫“ 1”時，內部上拉 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 MOVX @DPTR)時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口 P2 口使用很強的內部上拉發(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 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅 動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時，內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，如下表 2 所示。 在 flash編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 表 2 各端口引腳與復用功能表 端口引腳 復用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0 （外部中斷 0） INT1 （外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST： 復位輸入。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位。看門狗計時完成后， 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 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。 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 8 器或時鐘使用。然而，特別強調，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 使能標志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 PSEM ： 外部程序存儲器選通信號。 當 AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEM 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， PSEM 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)行內部程序指令， EA 應該接 VCC。 在 flash編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S52 硬件電路設計 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心部分，它主 要用于鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調整。主要包括 AT89S52單片機 、振蕩電路、復位電路等。電路如下圖 8 所示： P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ IN T 012P 3. 3/ IN T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 0/ R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E /P R O G30E A /V P P31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40U3A T 89 S 52ke yAke yBke yCke yDl c dr sl c de nD7D6D5D4D3D2D1D0a d c sa d s c l ka d ou tda s yn cda s c l kda di ns d as c lke yd aV C CY111 .0 59 2M H ZC330pC430pC510uR2220R11kS1S W P BV C C 圖 8 單片機控制電路 9 (1) AT89S52 單片機的 P0 口是個雙向口，可以作輸出輸入口，在本系統(tǒng)中用作顯示部分， P1 口也是個雙向口，主要接 A/D、 D/A 和 24C02C。 P2 口的 、 、 、 接鍵盤輸入， 、 用于鍵盤控制是能端。而 P3 口主要用于中斷。 (2) 復位電路 復位是單片機初始化操作。復位將單片機復到初始化狀態(tài)，目的是使 CPU及個專用寄存器處于一個確定的初始狀態(tài)。如前面介紹，在單片機的復位信號 RST 上保持 2 個機器周期以上的高電平，單片機就會復位。本次設計采用的是手動復位方式，利用按鍵閉合是單片機復位端上保持接通高電平狀態(tài)兩個機器周期以上。 (3) 振蕩電路 該電路是由內部反相放大器通過引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2與外 接的晶體以及電容 C3 和 C4 構成，產(chǎn)生出晶體振蕩信。此晶振信號接至內部的時鐘電路。圖中的晶振頻率為 ，外接晶體時，電容 C3 和 C4 通常選30pF。雖然對外接電容沒有嚴格要求，但電容的大小會影響振蕩頻率、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的速度。振蕩器的這些特性對彈片機的應用影響很大，因此在設計印刷電路板時，應使晶體和電容盡可能與單片機靠近，以保證穩(wěn)定可靠。 鍵盤模塊 鍵盤的作用是對單片機輸入數(shù)據(jù)，設計中要求能使電流進行“ +”，“ ”及電流值的設定，所以采用鍵盤為 4 4 的矩陣鍵盤，用 MM74C922 芯 片進行識別按鍵后送 AT89S52 的并行口 P2， ～ 作為鍵盤輸入口。傳統(tǒng)的 4 4 矩陣鍵盤識別處理程序的編寫相對煩瑣。所以采用 MM74C922 芯片來將 4 4 矩陣鍵盤的鍵值轉換成 4 位二進制碼以簡化程序的編寫。 MM74C922 MM74C922是一款集成了鍵盤防抖動技術和按鍵檢測功能的 16位按鍵的譯碼芯片。由 CMOS 工藝技術制造，工作電壓 315V， “二鍵鎖定 ”功能，編碼輸出為三態(tài)輸出，可直接與微處理器數(shù)據(jù)總線相連，內部振蕩器能完成 4 4 矩陣鍵盤掃描，亦可用外部振蕩器使鍵盤操作與其 他處理同步，通過外接電容避免開關發(fā)生前、后沿彈跳所 需 的延時。有按鍵按下時數(shù)據(jù)有效線變高，同時封鎖其他鍵，片內鎖存器將保持鍵盤矩陣的 4 位編 碼 ，可由微處理器讀出 。其引腳圖如圖 9 所示： 圖 9 MM74C922 鍵盤電路 由 X1～ X4， Y1～ Y4 的連接方式，即可確定每一個按鍵的編碼。如圖 10 所示，從鍵盤的左下角開始，依次編碼為 0、 2?? E、 F。我們將 A 作為設置鍵， B 作為恢復鍵， C 作為加法鍵， D 作為減法鍵， E 作為確認鍵， F 作為取消鍵。再加上 0～9 剛好 16 個按鍵。通過 DA 信號觸發(fā)中 斷，由于有按鍵時， DA 為高電平，而單片機的中斷信號為低電平，故需在 DA 信號引腳上接上一個非門，再與單片機的 INT0引腳相連。 10 O U T 117O U T 216O U T 315O U T 414OE13DA12O S C5M A S K6GND9V C C18X111X210X38X47Y11Y22Y33Y44U2M M 7 4C 9223S W P B7S W P B恢復S W P B取消S W P B2S W P B1S W P B0S W P B6S W P B5S W P B4S W P B設置S W P B9S W P B8S W P B加S W P B減S W P B確認S W P BU1NOTV C CC11uC210uke ydake yDke yCke yBke yA 圖 10 鍵盤電路 顯示模塊 1602LCD 顯示 液晶顯示器由于體積小、質量輕、功耗低等特點，已成為各種便攜式電子信息產(chǎn)品的理想顯示器。液晶顯示器通常可分為兩大類，一是點陣型，二是字符型。一般的字符型液晶只有兩行，面積較小，能顯示字符和一些很簡單的圖形；而點陣型液晶通常面積較大，可以顯示圖形和更多的字符。為了方便設計，同時又能滿足設計的需要及盡可能降低設計成 本。因此，我們選擇 1602LCD 液晶顯示器。目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 針對此設計，我們選用 16*2 模塊。 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 11 所示： 圖 11 1602 液晶顯示器 1602 引腳功能說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 12 是 1602 的內部顯示地址。 11 圖 12 1602LCD 內部顯示地址 LCD 顯示硬件電路 1602LCD的讀寫控制引腳是第 5引腳 R/W。在本次設計中，為了降低程序設計，我們只用 LCD 作顯示器，在此只對其寫操作， 所以設計時直接將 R/W接地。其電路原理圖如圖 13 所示： 123456789J1R E S 10 KR7P O T 2V C CV C ClcdrslcdenD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7GND1VCC2VL3RS4RW5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714BL+15BL16L CD 16 02U 11L C D 16 02 圖 13 LCD 電路 A/D 模塊 由于本次設計的數(shù)控直流電流源能夠完成設定輸出值。因此設定步進為 1mA