【文章內(nèi)容簡介】 地，這樣，陽極端輸入高電平的段的發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示；而輸入低電平的段則不點亮 。 天津工程師范學院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 4 單片機 AT89S52 簡介 單片微型計算機 SCMC (Single Chip Microputer)簡稱單片機。它是把組成 微型計算機的各功能部件：中央處理器 CPU（ Central Processing Unit） 、隨機存儲器 RAM（ Random Access Memory）、只讀存儲器 ROM（ Read Access Memory）、 I/O (Input/Output)接口電路、定時器 /計數(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)成一個完整的微型計算機。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存儲器。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(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具有以下標準功能：天津工程師范學院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線， 看門狗定時器， 2個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。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、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(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 接外部晶體的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，既把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在單片機內(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，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 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。當訪問外部程序和數(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 。此外， /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和 定 時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ）， 在 flash編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節(jié) 。 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 。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)部上天津工程師范學院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 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。 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 口的第二功能 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?？撮T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(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。 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，一般將得到一個隨機數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會無效。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”。 定時器 2 ： 寄存器 T2CON 和 T2MOD 包含定時器 2的控制位和狀態(tài)位，寄存器對 RCAP2H和 RCAP2L是定時器 2的捕捉 /自動重載寄存器。 天津工程師范學院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 中斷寄存器： 各中斷允許位在 IE 寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在 IE 中設(shè)置 。 存儲器結(jié)構(gòu) ： MCS51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以 64K尋址。 程序存儲器： 如果 EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于 AT89S52，如果 EA接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（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)存儲器： AT89S52有 256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。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。當一條指令訪問高于 7FH的地址時，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?？臻g。 看門狗定時器 WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。 WDT由 13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復(fù)位存儲器（ WDTRST）構(gòu)成。 WDT在默認情況下無法工作， 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 WDT激活后，用戶必須向 WDTRST寫入 01EH和 0E1H喂狗來避免 WDT溢出。當計數(shù)達到 8191(1FFFH)時， 13位計數(shù)器將會溢出，這將會復(fù)位器件。晶振正常工作、 WDT激活后，每一個機器周期 WDT都會增加。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計數(shù)器不能讀或?qū)?。?WDT計數(shù)器溢出時，將給 RST引腳產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖輸出，這個復(fù)位脈沖持續(xù) 96個晶振周期（ 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)拉低很長一段時間，使得晶振穩(wěn)定。當中斷拉高后，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院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 模式最初的幾個狀態(tài) WDT不被溢出，最好在進入掉電模式前就復(fù)位 WDT。在進 入待機模式前，特殊寄存器 AUXR的 WDIDLE位用來決定 WDT是否繼續(xù)計數(shù)。默認狀態(tài)下，在待機模式下， WDIDLE＝ 0， WDT繼續(xù)計數(shù)。為了防止 WDT在待機模式下復(fù)位AT89S52，用戶應(yīng)該建立一個定時器，定時離開待機模式，喂狗，再重新進入待機模式。 定時器 2 定時器 2是一個 16位定時 /計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器 T2CON中的 C/T2位選擇。定時器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。工作模式由 T2CON中的相關(guān)位選擇。 定時器 2有 2個 8位寄存器： TH2和 TL2。在定時工作方式中，每個機器周期， TL2寄存器都會加 1。由于一個機器周期由 12個晶振周期構(gòu)成， 因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的 1/12。 在計數(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下降沿時增加 1。在這種方式下，每個機器周期的 S5P2期間采樣外部輸入。一個機器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到低電平，計數(shù)器將加 1。在檢測到