【文章內(nèi)容簡介】 地，這樣，陽極端輸入高電平的段的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示；而輸入低電平的段則不點(diǎn)亮 。 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 4 單片機(jī) AT89S52 簡介 單片微型計(jì)算機(jī) SCMC (Single Chip Microputer)簡稱單片機(jī)。它是把組成 微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理器 CPU（ Central Processing Unit） 、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM（ Random Access Memory）、只讀存儲(chǔ)器 ROM（ Read Access Memory）、 I/O (Input/Output)接口電路、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及串行通訊接口等部件制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又叫單片微控制器 AT89S52 的引腳及功能 圖 41 AT89S52 的引腳 圖 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線， 看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 。 AT89S52采用 40引腳的雙列直插封裝（ DIP方式） 。 (1)主電源引腳 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 腳）：接＋ 5V 電壓； Vss（ 20 腳）：接地。 (2)外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。 選用 12MHz 頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為 500kHz。電容的大小范圍為 20pF～ 40pF。 I/O 口： P0 口： P0口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O口。 作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。對 P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 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(shí)， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1口是一個(gè)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(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對 P1端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 ，將輸出電流 。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和 定 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ）， 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié) 。 P2 口： P2口是一個(gè)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(dòng) 4個(gè) TTL邏輯電平。對 P2端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)， P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3口是一個(gè)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(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。對 P3端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使 用，在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào) 。 P3 口的第二功能 RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)， RST腳持續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST腳輸出 96個(gè)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(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 flash編程時(shí)，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(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)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(shí)有效。否則， ALE將被微弱拉高。這個(gè) 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(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周 期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN將不被激活。 EA/VPP:訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)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。 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器 (SFR)的地址空間并不是都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會(huì)無效。用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“ 1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“ 0”。 定時(shí)器 2 ： 寄存器 T2CON 和 T2MOD 包含定時(shí)器 2的控制位和狀態(tài)位，寄存器對 RCAP2H和 RCAP2L是定時(shí)器 2的捕捉 /自動(dòng)重載寄存器。 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 中斷寄存器： 各中斷允許位在 IE 寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在 IE 中設(shè)置 。 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) ： MCS51器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以 64K尋址。 程序存儲(chǔ)器： 如果 EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。對于 AT89S52，如果 EA接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2021H～ FFFFH。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S52有 256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。高 128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當(dāng)一條指令訪問高于 7FH的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU訪問高 128字節(jié) RAM還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。例如，下面的直接尋址指令訪問 0A0H（ P2口）存儲(chǔ)單元 MOV 0A0H , data使用間接尋址方式訪問高 128字節(jié) RAM。例如，下面的間接尋址方式中， R0內(nèi)容為 0A0H，訪問的是地址 0A0H的寄存器， 而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。 MOV @R0 , data堆棧操作也是簡介尋址方式。因此，高 128字節(jié)數(shù)據(jù) RAM也可用于堆棧空間。 看門狗定時(shí)器 WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。 WDT由 13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（ WDTRST）構(gòu)成。 WDT在默認(rèn)情況下無法工作， 為了激活 WDT，用戶必須向 WDTRST寄存器（地址為 0A6H的 SFR）依次寫入 0E1H和 0E1H。當(dāng) WDT激活后，用戶必須向 WDTRST寫入 01EH和 0E1H喂狗來避免 WDT溢出。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到 8191(1FFFH)時(shí)， 13位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。晶振正常工作、 WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期 WDT都會(huì)增加。為了復(fù)位 WDT，用戶必須向 WDTRST寫入 01EH 和 0E1H（ WDTRST是只讀寄存器）。 WDT計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)憽．?dāng) WDT計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給 RST引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù) 96個(gè)晶振周期（ TOSC），其中 TOSC=1/FOSC。為了很好地使用 WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫入那部分代碼，以避免 WDT復(fù)位。 掉電和空閑方式下的 WDT： 在掉電模式下，晶振停止工作，這意味這 WDT也 停止了工作。在這種方式下，用戶不必喂狗。有兩種方式可以離開掉電模式：硬件復(fù)位或通過一個(gè)激活的外部中斷。通過硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給WDT喂狗，就如同通常 AT89S52復(fù)位一樣。通過中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止 WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件， WDT直到中斷拉低后才開始工作。這就意味著 WDT應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開掉電天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 模式最初的幾個(gè)狀態(tài) WDT不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位 WDT。在進(jìn) 入待機(jī)模式前，特殊寄存器 AUXR的 WDIDLE位用來決定 WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下， WDIDLE＝ 0， WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止 WDT在待機(jī)模式下復(fù)位AT89S52，用戶應(yīng)該建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開待機(jī)模式，喂狗，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。 定時(shí)器 2 定時(shí)器 2是一個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器 T2CON中的 C/T2位選擇。定時(shí)器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。工作模式由 T2CON中的相關(guān)位選擇。 定時(shí)器 2有 2個(gè) 8位寄存器： TH2和 TL2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期， TL2寄存器都會(huì)加 1。由于一個(gè)機(jī)器周期由 12個(gè)晶振周期構(gòu)成， 因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的 1/12。 在計(jì)數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角 T2發(fā)生1至 0下降沿時(shí)增加 1。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2期間采樣外部輸入。一個(gè)機(jī)器周期采樣到高電平，而下一個(gè)周期采樣到低電平，計(jì)數(shù)器將加 1。在檢測到