【文章內(nèi)容簡介】 RXD（ ） 串行輸入口 T0（ ） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0外部輸入 TXD（ ） 串 行輸出口 T1（ ） 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1外部輸入 INT0（ ） 外中斷 0 WR（ ） 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 INT1（ ） 外中斷 1 RD（ ） 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 WDT益出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址 8EH）可打開或 關(guān)閉該功能。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地，要注意的是：第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位禁位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。此外，該引腳伎被微弱 拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 公訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址 0000H－FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的 指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí) ,該引腳加上＋ 12V 的編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 8 AT89S51 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 特殊功能寄存器：特殊功能寄存器的片內(nèi)空間分存如下圖 。這些地址并沒有全部占用，沒有占用的地址不可使用，讀這些地址將得到一個(gè)隨意的數(shù)值。而寫這些地址單元將不能得到預(yù)期的結(jié)果。 中斷寄存器：各中斷允許控制位于 IE 寄存器， 5 個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)控制位于 IP 寄存器。圖 AUXR 輔助寄存器。 AUXR 地址 =8EH 復(fù)位狀態(tài) =XXX00XX0B Not Bit Addressable Bit 保留為將來擴(kuò)展用途位 DISALE ALE禁止 /使能 DISALE 操作模式 0 ALE輸出 1/6振蕩時(shí)鐘頻率脈沖 1 AEL僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令期間輸出脈沖 DISRTO 禁止 /使能復(fù)位輸出 DISRTO 0 復(fù)位引腳在 WDT溢出時(shí)變高 1 復(fù)位引腳僅為輸入 WDIDLE 禁止 /使能 IDLE模式的 WDT WDIDLE 0 IDLE模式的 WDT繼續(xù)計(jì)數(shù) 1 IDLE模式的 WDT停止計(jì)數(shù) 圖 AUXR輔助寄存器 雙時(shí)鐘指針寄存器：為方便地訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，提供了兩個(gè) 16位數(shù)據(jù)指針寄存儲(chǔ)器： PD0 位于 SFR 區(qū)塊中的地址 82H、 83H 和 DP1 位于地址 84H、85H，當(dāng) SFR 中的位 DPS=0 時(shí)選擇 DP0,而 DPS=1 時(shí)選擇 DP1。在使用前初始化 DPS。 AUXR1 地址 =A2H 不可尋址位 復(fù)位狀態(tài) =XXXXXXX0B Bit 保留為今后擴(kuò)展用途 DPS 數(shù)據(jù)指針選擇位 WDIDLE DISRTO DISALE 7 6 5 4 3 2 1 0 DPS 7 6 5 4 3 2 1 0 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 9 DPS 0 選擇 DPTR 寄存器 DP0L,DP0H 1 選擇 DPTR 寄存器 DP1L,DP1H 圖 雙時(shí)鐘指針寄存器 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（ POF）在特殊功能寄存儲(chǔ)器 SFR 中 PCON 的第4 位（ ） ,電源打開時(shí) POF 置“ 1” ,它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)： MCS51 單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開的結(jié)構(gòu)，均具有 64KB 外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。 程序存儲(chǔ)器：如果 EA 引腳接地（ GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。在AT89S51,假如接至 Vcc（電源＋），程序首先執(zhí)行從地址 0000H－ 0FFFH（ 4KB）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，再執(zhí)行地址為 1000H－ FFFFH（ 60KB）的外部程序存儲(chǔ)器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：在 AT89S51 的具有 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM，這 128 字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行， 128 字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。 看門狗定時(shí)器（ WDT）： WDT是為了解決 CPU 程序運(yùn)行時(shí)可能進(jìn)入混亂或死循環(huán)而設(shè)置，它由一個(gè) 14bit 計(jì)數(shù)器和看狗復(fù)位 SFR（ WDTRST）構(gòu)成。外部復(fù)位時(shí)，WDT 默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)，要打開 WDT，必按順序?qū)?01H 和 0E1H 寫到 WDTRST 寄存器，當(dāng)啟動(dòng)了 WDT，它會(huì)隨晶體振蕩器在每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，除硬件復(fù)位或 WDT 溢出復(fù)位外沒有其它方法關(guān)閉 WDT，當(dāng) WDT 溢出，將使 RST引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖 。 存儲(chǔ)芯片 AT24C02 AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型 E2PROM，內(nèi)含 256 8位存儲(chǔ)空間， 具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。而且他是采用了 I2C總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。 AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá) 8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。他通過SDA(串行數(shù)據(jù)線 )及 SCL(串行時(shí)鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I2C 規(guī)程，使用主／從機(jī)雙向通信，主機(jī) (通常為單片機(jī) )和從機(jī) (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào) (通過 SCL 引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個(gè)字節(jié)后必 須發(fā)出一重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 10 個(gè)確認(rèn)信號(hào) ACK。 AT24C02 的控制字由 8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。 SOIC PDIP 圖 AT24C02的兩種引腳圖 1234 5678AT24C02VCCAT89S51R1R2 圖 AT24C02的電路接線圖 圖中 AT24C02 的 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在AT89C51 試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地，第 8腳和第 4腳分別為正、負(fù)電源。第 5腳SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這 條雙向 I2C 總線串行傳送，在 AT89C51試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 連接。第 6 腳 SCL 為串行時(shí)鐘輸入線，在 AT89C51試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 。 SDA和 SCL都需要和正電源間各接一個(gè) 的電阻上拉。第 7 腳需要接地。 24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá) 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 LCD1602 顯示器 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用 設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。 1602 型 LCD 顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。 1602 型LCD 可以顯示 2 行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0~D7 和 RS， R/W， EN 三個(gè)控制重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 11 端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能 。 接口信號(hào)說明 1602 型 LCD 的接口信號(hào)說明如表 33 所示： 表 33 1602型 LCD的接口信號(hào)說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 V0 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 主要技術(shù)參數(shù) 1602 型 LCD 的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 34 1602型 LCD的主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16X2 個(gè)字符 芯片工作 電壓 ～ 工作電流 （ ） 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (WXH)mm 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 12 基本操作程序 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=L， E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出：無 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無 晶體振蕩器 晶體振蕩器，簡稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的 時(shí)鐘頻率 ，這個(gè)頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以 聲卡 為例，要實(shí)現(xiàn)對(duì) 模擬信號(hào) 或 48kHz 的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè) 或 48kHz 的時(shí)鐘頻率。如果需要對(duì)這兩種 音頻 同時(shí)支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。但是現(xiàn)在的娛樂級(jí)聲卡為了降低成本，通常都采用 SCR 將輸出的采樣頻率固定在 48kHz，但是 SRC 會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來損害，而且現(xiàn)在的娛樂級(jí)聲卡都沒有很好地解決這個(gè)問題。 現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是 石英晶體振蕩器 。 石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代 LC 諧振回路的晶體諧振元件。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、 單片機(jī) 、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。 在單片機(jī)中為其提供時(shí)鐘頻率。 石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大 。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 13 4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 電源輸入部分 密碼鎖主控制部分電源需要用 5V直流電 源供電，其電路如圖 ，把頻率為 50Hz、有效值為 220V 的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V