【文章內(nèi)容簡介】 了一種靈活性高且價廉的方案。 圖 22 AT89C51單片機引腳圖 ： 8031 CPU 與 MCS51 兼容 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ) 三級程序存儲器保密鎖定 32 條可編程 I/O 線 兩個 1 128*8 位內(nèi)部 RAM 6 位定時器 /計數(shù)器 6 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 6 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 b．管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P0口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2口為一個內(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 TTL 門電流，當 P2口被寫 “1”時，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， 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 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當 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（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈 7 沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時 ,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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 : 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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部 時鐘信號 要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 。 8155芯片 選用 8155 芯片擴展 8個獨立式按鍵； 8155 是一個有 40引腳的塑封芯片，功能較強，廣泛的應(yīng)用在計算機電路中 8155 有 40 個引腳，采用雙列直插封裝，其引腳圖和組成框圖如圖 23所示。 圖 23 8155結(jié)構(gòu)和引腳圖 8 8155 各引腳功能說明如下： RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效 。復(fù)位后， 3 個 I/O 口均為輸入方式。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線。與單片機的低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線（ P0 口）相連。單片機與 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送的。 RD：讀選通信號，控制對 8155 的讀操作，低電平有效。 WR：寫選通信號，控制對 8155 的寫操作，低電平有效。 CE：片選信號線，低電平有效。 IO/M ： 8155 的 RAM 存儲器或 I/O 口選擇線。當 IO/M ＝ 0 時，則選擇 8155 的片內(nèi) RAM， AD0～ AD7 上地址為 8155 中 RAM 單元 的地址（ 00H～ FFH）；當 IO/M ＝ 1 時，選擇 8155 的 I/O 口， AD0～ AD7 上的地址為 8155 I/O 口的地址。 ALE：地址鎖存信號。 8155 內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在 ALE 的下降沿將單片機 P0口輸出的低 8位地址信息及 ， IO/ 的狀態(tài)都鎖存到 8155 內(nèi)部鎖存器。因此， P0 口輸出的低 8 位地址信號不需外接鎖存器。 PA0～ PA7： 8位通用 I/O 口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。 PB0～ PB7： 8位通用 I/O 口，功能同 A 口。 PC0～ PC5：有兩個作用，既可作為通用的 I/O 口 ，也可作為 PA 口和 PB 口的控制信號線，這些可通過程序控制。 TIMER IN：定時 /計數(shù)器脈沖輸入端。 TIMER OUT：定時 /計數(shù)器輸出端。 VCC：＋ 5V 電源。 8155 的地址編碼及工作方式 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中， 8155 是按外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址的，為 16 位地址，其高 8位由片選線 提供， CE＝ 0，選中該片。 當 CE＝ 0， IO/M ＝ 0 時，選中 8155 片內(nèi) RAM，這時 8155 只能作片外 RAM 使用，其 RAM 的低 8 位編址為 00H～ FFH；當 CE＝ 0， IO/M ＝ 1 時 ，選中 8155 的 I/O 口，其端口地址的低 8位由 AD7～ AD0 確定，如表 21 所示。這時， A、 B、 C 口的口地址低 8位分別為 01H、 02H、 03H（設(shè)地址無關(guān)位為 0）。 9 表 21 8155芯片的 I/O口地址 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 選擇 I/O 口 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 命令 /狀態(tài)寄存器 A口 B口 C口 定時器低 8位 定時器高 6位及方式 8155 的 A 口、 B口可工作于基本 I/O 方式或選通 I/O 方式。 C 口可工作于基本I/O 方式，也可作為 A口、 B口在選通工作方式時的狀態(tài)控制信號線。當 C口作為狀態(tài)控制信號時，其每位線的作用如下： PC0： AINTR（ A 口中斷請求線） PC1： ABF（ A口緩沖器滿信號） PC2： （ A 口選通信號） PC3： BINTR（ B 口中斷請求線） PC4： BBF（ B口緩沖器滿信號） PC5： （ B 口選通信號） 8155 的工作方式與基本操作 有三種基本操作： 256B 數(shù)據(jù)存儲器 IO / /M = 0，與其它數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址。 用MOVX 訪問。 I / O 口使用 IO / /M = 1， PA 口、 PB口、 PC 口，可通過編程決定如何使用。 （命令控制字） —— I / O 口工作方式 I / O 口工作方式有四種： A口、 B口 基本 I / O 口， C口輸入； A口、 B口 基本 I / O 口， C口輸出； A口選通 I / O、 B 口基本 I / O、 C 口作聯(lián)絡(luò)線； A口、 B口選通 I / O、 C口作聯(lián)絡(luò)線。 狀態(tài)標志寄存器 —— PA口、 PB 口狀態(tài)標志。 狀態(tài)標志寄存器： BF —— 緩沖器滿標志； INTR —— 端口中斷請求標志； INTE —— 端口中斷允許標志； 10 TIMER —— 定時器中斷請求。 命令寄存器，只寫不讀；狀態(tài)標志寄存器，只讀不寫 ； 這二者使用同一地址作定時器擴展使用 可以通過編程決定輸出 4 種信號，即有四種工作臺方式。 單方波； 連續(xù)方波； 單脈沖； 連續(xù)脈沖。 由兩個 8位寄存器，決定 14位定時器計數(shù)常數(shù)及四種工作方式。由命令寄存器的最高兩位對定時器進行四種控制。 簡單的 I/O 接口擴展 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常采用 TTL 電路或 CMOS 電路鎖存器、三態(tài)門電路作為I/O 口擴展芯片。這種 I/O 口一般都是通過 P0口擴展，不占用單片機的 I/O 口資源，只需一根地址線作片選線用。這種方法具有電 路簡單、成本低、配置靈活方便等特點。 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 在單片機的實時控制和智能儀表等應(yīng)用系統(tǒng)中，控制或測量對象的有關(guān)變量，往往是一些連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、速度等物理量。這些模擬量必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能輸入到單片機中進行處理。 圖 24 DAC0832引腳圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的主要性能指標 D/A 轉(zhuǎn)換器的主要特性指標包括以下幾方面： 11 分辨率指最小輸出電壓 (對應(yīng)的輸入數(shù)字量只有最低有效位為 “1”)與最大輸出電壓 (對應(yīng)的輸入數(shù)字量所有有效位全為 “1”)之比。如 N 位 D/A 轉(zhuǎn)換器，其 分辨率為1/(2N1)。在實際使用中，表示分辨率大小的方法也用輸入數(shù)字量的位數(shù)來表示。 線性度用非線性誤差的大小表示 D/A 轉(zhuǎn)換的線性度。并且把理想的輸入輸出特性的偏差與滿刻度輸出之比的百分數(shù)定義為非線性誤差。 轉(zhuǎn)換精度 D/A 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度與 D/A 轉(zhuǎn)換器的集成芯片的結(jié)構(gòu)和接口電路配置有關(guān)。如果不考慮其他 D/A 轉(zhuǎn)換誤差時， D/A 的轉(zhuǎn)換精度就是分辨率的大小，因此要獲得高精度的 D/A 轉(zhuǎn)換結(jié)果，首先要保證選擇有足夠分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換器。同時 D/A 轉(zhuǎn)換精度還與外接電路的配置有關(guān)，當外部電路器件或電源誤差較大時，會造成較大的 D/A 轉(zhuǎn)換誤差，當這些誤差超過一定程度時， D/A 轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生錯誤。 在 D/A 轉(zhuǎn)換過程中， 單片機處理的結(jié)果，也常常需要轉(zhuǎn)換為模擬信號。若輸入的是非電信號，還需經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換成模擬電信號。實現(xiàn)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)，在此選用了 DAC0832。 DAC0832是 8分辨率的 D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個 DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 D/A轉(zhuǎn)換器由 8位輸入鎖存器 、 8位 DAC寄存器、 8位 D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 DAC0832的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 25所示。 圖 25 DAC08