【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)在單片機(jī)是百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自 己的單片機(jī)，從 8 位、 16 位到 32 位，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地 。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以 看出 單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有： 一、制作工藝 CMOS 化 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 基于單片機(jī) AT89S51 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 ） 4 MCS51 系列的 8031 推出時的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在 100mW左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。 像 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )和 CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧 化物半導(dǎo)體工藝 )。 CMOS 雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗 像 電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。 二、微型化單片機(jī) 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲 (RAM)、只讀程序存儲器 (ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )、有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝 )越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 三、主流與多種品種共存 現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51 為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公 司的產(chǎn)品， ATMEL 公司的產(chǎn)品和中國臺灣的 Winbond 系列單片機(jī)。所以 C8051 為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。而Microchip 公司的 PIC 精簡指令集 (RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEK 公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。此外還有 MOTOROLA 公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。在一定的時期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路 。 第五節(jié) 單片機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型 目前世界是較為 著名的部分 8 位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和部分主要機(jī)型如下 : Intel(美國英特爾 )公司 : MCS51/96 及其增強(qiáng)系列 . NS(美國國家半導(dǎo)體 )公司 : NS8070 系列 . RCA(美國無線電 )公司 : CDP1800 系列 . 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 基于單片機(jī) AT89S51 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 ） 5 TI(美國得克薩斯儀器儀表 )公司 : TMS7000 系列 . Cypress(美國 Cypress 半導(dǎo)體 )公司 : CYXX 系列 . Rockwell(美國洛克威爾 )公司 : 6500 系列 . Motorola(美國摩托羅拉 )公司 : 6805 系列 . Fairchild(美國仙童 )公司 : FS 系列和 3870 系 列 . Zilog(美國齊洛格 )公司 : Z8 系列和 SUPER 系列 . Atmel(美國 Atmel)公司 : AT89 系列 . National(日本松下 )公司 : MN6800 系列 . Hitachi(日本日立 )公司 : HD6301,HD65L05,HD6305 系列 . NEC(日本電氣 )公司 : U87,(upd7800)系列 . Philips(荷蘭菲利浦 )公司 :P89C51XX 系列 . 其中 Intel 公司的 MCS51系列及其增強(qiáng)型系列在 8 位單片機(jī)市場中占的份額最大 ,達(dá) 50%左右。 成都電子機(jī)械高等 ?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 基于單片機(jī) AT89S51 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 ） 6 第二章 硬件系統(tǒng)實現(xiàn) 第一節(jié) 功能模塊圖 在本設(shè)計中需用到 AT89S51 芯片 ,1 個數(shù)碼管，一個蜂鳴器，復(fù)位電路， 8 個按鍵， 24 個發(fā)光二極管。 圖 21 功能模塊 第二節(jié) AT89S51 芯片 本設(shè)計主要采用 AT89S51 芯片。 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了 通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 此外， AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模 式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作 。 掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 基于單片機(jī) AT89S51 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 ） 7 同產(chǎn)品的需求。 表 21 AT89S51芯片的主要功能 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 4k 可反復(fù)擦寫 (1000次 )ISP Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 工作電壓 2 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器 時鐘頻率 033MHz 全雙工 UART 串行中斷口線 128x8bit 內(nèi)部 RAM 2 個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3 級加密位 看門狗（ WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 引腳功能說明 VCC：電源電壓。 GND：地。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線同 時轉(zhuǎn)換成地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低 8 位地址。 表 22 P1端口引腳的第二功能 端口引腳 第二功能 MOSI（用于 ISP 編程） MISO（用于 ISP 編程） SCK (用于 ISP 編程 ) P2 口： P2 是 一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （ 基于單片機(jī) AT89S51 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 ） 8 指令）時， P2 口送出高 8 位地 址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX @Ri 指令）時， P2 口 線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其它控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向