【文章內(nèi)容簡介】 P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U180C 52S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 10S W P BS 11S W P BS 12S W P BV C CY111. 0592C133pC233pC310uR 1210kV C C12J1C O N 2V C CR1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R9220D1L E DV C CL S 1S P E A K E RQ1P N PQ2P N PV C CR 10330V C CR 11330P 2. 6P 2. 7P 2. 7P 2. 6a1b2c3d4e5f6g7dp8i9j10W1C O M P O N E N T _1R8220R 14220R 15220R 16220R 17220R 18220R 19220R 20220V C CP 0. 4P 0. 4P 0. 5P 0. 5P 0. 6P 0. 6P 2. 6 圖 3— 1 電路圖 系統(tǒng)工作原理分析：使用 AT59C51 單片機(jī)、 3 4 矩陣鍵 盤、 LED、蜂鳴器等。矩陣鍵盤分別為 0、 OK、 Enter。系統(tǒng)開始輸入密碼；輸入密碼時(shí)，數(shù)碼管顯示電路顯示為“對(duì)應(yīng)的數(shù)字”，當(dāng)密碼輸入完畢按下 OK 鍵時(shí)，對(duì)輸入密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，輸入密碼時(shí)蜂鳴器發(fā)出提示音，正確則 LED 點(diǎn)亮；若密碼不正確， LED不被點(diǎn)亮。 單片機(jī) AT89C51 簡介 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)序存器 （ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度 /非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲(chǔ)單元， AT89C51 單片機(jī)為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活行高且價(jià)廉的方案。 主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288 位 內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 9 5 個(gè)中斷源 圖 3— 2 AT89C51 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位 雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行 存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） 四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 10 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2 ：來自反向振蕩器的輸出。 震蕩特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空 存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止 。 四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 11 3 4 矩陣鍵盤 如圖所示，本系統(tǒng)采用 3 4 矩陣鍵盤， 12 個(gè)按鍵分為輸入數(shù)字鍵： 0、 9；功能鍵 OK、 Enter。矩陣鍵盤。 S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 10S W P BS 11S W P BS 12S W P BR 14220R 15220R 16220R 17220R 18220R 19220R 20220V C CP 0. 4P 0. 5P 0. 6 圖 3— 3 3 4 矩陣鍵盤 復(fù)位電路 C31 0 uR 1 21 0 kV C C 圖 3— 4 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路工作后，在 REST 管腳上加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部開始進(jìn)行初始復(fù)位（如圖 3— 3）。 四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 12 振蕩電路 Y112C133pC233p 圖 3— 5 振蕩電路 本設(shè)計(jì)晶振選擇頻率為 12MHZ，電容選擇 30pF 如圖（ 3－ 4）。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作胡機(jī)器周期為： 12（ 1247。 12M） =1us。 數(shù)碼管 R1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220Q1P N PV C CR 10330P 2. 6a1b2c3d4e5f6g7dp8i9j10W1C O M P O N E N T _1R8220P 2. 6 圖 3－ 6 數(shù)碼管 本設(shè)計(jì)采用共陽極數(shù)碼管。由于由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的直流電流不夠，數(shù)碼管亮度顯得不足，所以加上三極管 9012用以放大電流。 數(shù)碼管位選段接 PNP型三極管 ,單片機(jī)段選接三極管，在導(dǎo)通三極管的同時(shí)，位選輸出為低電平的數(shù)碼管點(diǎn)亮 。 四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 13 發(fā)光二極管 LED R9220D1LEDVCC 圖 3－７ 發(fā)光二極管 LED 由于 LED 使用 P0 口驅(qū)動(dòng)要加上 電阻 ，若輸入 6位密碼都正確，則 LED 被點(diǎn)亮 如圖3－ 7。 蜂鳴器 L S 1S P E A K E RQ2P N PV C CR 11330P 2. 7 圖 3— 8 蜂鳴器 由于蜂鳴器使用 口驅(qū)動(dòng)要加上電阻 ，在輸入密碼時(shí)，按動(dòng)按鍵一次，則蜂鳴器鳴叫一次 。