【文章內(nèi)容簡介】 中低成本，靈活性好的單片機 。 如圖 22。 圖 22 AT89C51單片機引腳配置圖 其主要特點如下：與 MCS51 產(chǎn)品兼容， 4K 字節(jié)可系統(tǒng)內(nèi)重復(fù)編程的 FLASH EPROM， 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM，操作電壓為 4V至 6V， 32 路可編程 I/O， 2個 16位計數(shù)器 /定時器， 5個中斷源，可編程的 UART 串行接口。 下面分別敘述這些引腳的功能： （ 1）電源： AT89C51 單片機正常工作時，其 40 腳 (Vcc)接 +5V 電源， 20腳(Vss) 接地。 （ 2）外接晶體引腳 XTAL1,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人端。當(dāng)采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸人端。 XIAL2 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。 （ 3）控制或與其他電源復(fù)用引腳 RST； ALE/PROG； PSEN 和 EA /VPP。 RST 復(fù)位輸人端。當(dāng)振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位。 ALE/PROG 。當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE 地址鎖存允許的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍以不變 的頻率輸出。此頻率為振蕩器頻率的 1/6 周期性地出現(xiàn)正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。在對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 PROG。如果需要的話，通過對專用寄存器 SFR 區(qū)中 8EH 單元的 D0 位置數(shù)，可禁止 ALE 操作。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條 MOVX 或 MOVC 指令期間， ALE才會被激活。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)該設(shè)定禁止 ALE 位為無效。 PSEN 程序存儲允許，輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲器取指令時，每個機器周期兩次 PSEN 有效即輸出 2 個脈沖。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA /VPP 外部訪問允許端。要使 CPU 只訪問外部程序存儲器地址為00C0HFFFFH 則 EA 端必須保持低電接到 GND 端。然而要注意的是，如果保密位LBI 被編程，復(fù)位時在內(nèi)部會鎖存 EA 端的狀態(tài)。當(dāng) EA 端保持高電平（接 VCC 端）時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。在 Flash 存儲器編程期間，該引腳也用于施加 12V 的編程允許電源 VPP（如果選用 12V 編程）。 （ 4）輸人 /輸出引腳 ， ， ， 。 口 P0 口是多功能口，即可作為地址 /數(shù)據(jù)總線使用，又可作為普通 I/O 口使用。 P0口作為地址 /數(shù)據(jù)總線時，控制線為高電平，用來輸出外存儲器地址的 8 位 D0—— D7，因此 P0口進行分時復(fù)用操作。 P0 端口 是一個 8位漏極開路型雙向 1/0 端口。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 輸人，對端口寫 1時，又可作高阻抗輸人端用。 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，它是分時多路轉(zhuǎn)換的地址（低 8位 )數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。 在 Flash 編程時， P0端口接收指令字節(jié) 。而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻 Pl 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。 Pl 口的輸出緩沖器可 驅(qū)動 4個 TTL 輸人。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸人口。 Pl口作輸人口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 IIL。在對 Flash 編程和程序校驗時， Pl口接收低 8 位地址。 P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。 P2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動吸收或輸出電流方式 )4個 TTL 輸人。對端口寫 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸人口。 P2 作輸人口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流IIL。在訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，如執(zhí)行 MOVX DPTR時， P2口送出 高 8 位地址。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，如執(zhí)行 MOVX R1指令時， P2口引腳上的內(nèi)容就是專用寄存器 SFR 區(qū)中 P2 口寄存器的內(nèi)容，在整個訪問期間不會改變。在對 Flash 編程時和程序校驗期間， P2口也接收高位地址和一些控制信 號。 P3 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 1/0 端口。 P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL輸人。對端口寫 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸人口。 P3口作輸人口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 IIL。 P3口也是準雙向口，在作第 二功能使用時，相應(yīng)的口鎖存器必須為“ 1”。 對并行口進行讀寫時有兩種操作：一是鎖存器，二是讀引腳。 1．讀引腳的指令是絕大部分的并行口作為操作數(shù)的數(shù)據(jù)指令。 2．讀鎖存器指令執(zhí)行器如下操作，讀入鎖存器的值，改寫，然后再寫入。 在 AT89C51 中， P3端口還有一些復(fù)用功能。復(fù)用功能如表 21 所列。 表 21 P3各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳 復(fù)用用能 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（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)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫通） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C51 單片機內(nèi)部集成口多達 8個部件： （ RAM）：片內(nèi)為 128 個字節(jié)（單元），片外最多可擴展至 64K 字節(jié) （ ROM/EPROM）：有 4K的 EPROM。 ：有 5 個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級 /計數(shù)器：兩個 16 位的定時 /計數(shù)器，具有四種工作方 式。 ： 1 個全雙工的串行口，具有四種工作方式。 口、 P1口、 P P3 口：為 4個并行的 8 位 I/O 口。 （ SFR）：共有 21個，用于對片內(nèi)各個功能模塊進行管理、控監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個特殊功能的 RAM 區(qū)域。 （ CPU）：為 8 位的 CPU，而且內(nèi)含一個位處理器，不僅可以處理字節(jié)數(shù)據(jù)，還可以進行多位變量的處理。 外圍電路 通過某種方式，使單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。為使單片機正常工作，必須保證良 好的復(fù)位。復(fù)位可分為上電復(fù)位和外部復(fù)位兩種方式。 上電復(fù)位是指單片機在接通電源時對單片機復(fù)位，外部復(fù)位可由外部脈沖復(fù)位或由手動復(fù)位。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式。復(fù)位電路如圖 23。 上電瞬間，由于電容 C 兩端電壓不能突變，所以電容正極電壓為低，單片機RESET 腳保持高電平。隨著電容正極電壓的逐漸上升， RESET 腳的電壓逐漸下降。只要合理選擇 R、 C的值使 RESET 腳上高電平的保持時間超過兩個機器周期，就可以使單片機可靠復(fù)位。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J u n 2 0 05 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \圖 \ B A C K U P ~ 11 . D D BD r a w n B y:3 0p F3 0p F1 2M H ZX T A L 2X T A L 1 單片機的定時控制功能是用片內(nèi)的時鐘電路和定時電路來完成的，而片內(nèi)的時 鐘產(chǎn)生有兩種方式 :內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 本課題采用內(nèi)部時鐘方式 (如圖 24 所示 )，片內(nèi)高增益反相放大器通過XTALI和 XTAL2外接作為反饋元件的晶體 (呈感性 )與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個自激振蕩器向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。 AT89C51 工作的時鐘頻率范圍為 0 到 12MHz 的石英晶振與 30pF 的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。 圖 23 復(fù)位電路 圖 24 時鐘電路 AT24C02 的應(yīng)用 AT24CXX 介紹 AT24CXX 系列采用低功耗 COMS 工藝制造，內(nèi)部設(shè)有高 壓泵電路，可以單電壓工作，具有擦除 /寫入 10 萬次和數(shù)據(jù)保留 100 年的高可靠性，提供雙線串行接口，支持 ISO/ICE7816— 3同步協(xié)議，便于與各種微機系統(tǒng)進行接口，使用方便。另外，對 存儲 器 在芯片中的數(shù)據(jù)，還可通過軟件的方法利用各種算法進行加密處 1A 2AO78GNDA 1 23654VccSCLTESTSDA理，從而提高安全性，擴大器件的應(yīng)用范圍。 AT24CXX 含 24C01/24C02/24C04/24C08/16,它們分別提供 1K/2K/4K/8K/16K位串行 E2PROM，內(nèi)部組態(tài)為 128/256/512/2048 8 位，支持 8字節(jié)（ 1K， 2K）、16字節(jié)（ 4K， 8K， 16K）頁面寫入方式。如將這些芯片的輸入地址引腳 A A1和 A0 按 照表 22 所示進行硬件接地后，便可用于 IC卡中。 表 22 AT24CXX用于 IC卡的硬件連接 AT24CXX 01 02 04 08 16 接地引腳 A2,A1,A0 A2, A2,A1 A2 無 AT24C02 的簡介 引腳簡介 ，如圖 25。 （ 1） A2， A1， A0 接地引腳 （ 2） GND 模擬地 （ 3） SDA 數(shù)據(jù) 引腳 （ 4） SCL 時鐘 引腳 （ 5） Vcc 電源引腳 （ 6） TEST 測試端 圖 25 AT24C02引腳圖 的卡模塊觸點（圖 26）及 功能 設(shè)置（表 2— 3）。 C 1C 7C 8C 6C 5C 4C 3C 2VccNCSDANCGNDNCSCLNC 圖 26 卡模塊觸點圖 表 2— 3 功能設(shè)置 引腳 卡觸點 符號 功能 1 C1 VCC 操作電壓 5V 2 C2 NC 復(fù)位 3 C3 SCL 串行時鐘線 4 C4 NC 未用 5 C5 GND 地 6 C6 NC 未用 7 C7 SDA 串行數(shù)據(jù)線 8 C8 NC 未用 卡工作狀態(tài) AT24C02 卡工作時的總線時序如圖 27所示。 SCL 和 SDA 兩總線平時通過一個電阻上拉為高電平， SDA 總線上的數(shù)據(jù)僅在 SCL低電平時間周期內(nèi)可能改變。SCL 高電平周期期間數(shù)據(jù)的改變表示“開始”或“停止”兩種狀態(tài)：當(dāng) SCL 處于高電平時， SDA 由高電平轉(zhuǎn)向低電平表示一個“開始”狀態(tài)必須在其他操作之前執(zhí)行，而“停止”狀態(tài)則終止所有操作。除了以上兩種狀態(tài)外， AT24C02 卡與外界的通訊還需要另外一個狀態(tài)，那就是“確認（ ACK）”：總線上的任何接收數(shù)據(jù)設(shè)備必須將 SDA 總線置于低電平以確認它成功的收到了每個字節(jié)（所有的地址和數(shù)據(jù)都是以 8 位碼串行輸入、輸出 AT24C02 卡 ），該確認是在每個字節(jié)之后，第九個時鐘周期時發(fā)生。 AT24C02 卡也通過在收到每個地址或數(shù)據(jù)碼之后置 SDA于低電平的方式確認。為了正確地訪問 AT24C02 卡，外部數(shù)據(jù)傳送設(shè)備必須在發(fā)出“開始”狀態(tài)之后，隨即給出一個 8 位地址碼，稱為器件尋址碼。該碼高四位為1010，這在 AT24C02 系列所有芯片中都是一樣的。接下來 3 位依次是 A2， A1和A0，它們與芯片各自的輸入地址引腳硬件連接相對應(yīng)，未作硬件連接的引腳所對應(yīng)位用于頁面尋址。最后 1 位是讀、寫操作選擇位，該位為 0（低電平）時激發(fā)寫操作，為 1（高電平）時激發(fā)讀操作。 的讀寫方法 AT24C02 具有寫字節(jié)和寫頁面兩種寫操作方式。圖 28所示為寫字節(jié)方式，該 方式在器件尋址和確認之后跟隨一個數(shù)據(jù)尋