【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 欲顯示的數(shù)據(jù)等。89C51 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均為 128B，地址為 00H7FH，用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存以及數(shù)據(jù)緩沖等。 在這 128B 的 RAM 中，有 32 個(gè)字節(jié)單元可指 定為工作寄存器，這同一般微處理器不同。 89C51 的片內(nèi) RAM 和工作寄存器排在一個(gè)隊(duì)列里統(tǒng)一編址。 3. 特殊功能寄存器 89C51 單片機(jī)內(nèi)部還有 SP， DPTR， PCON， ? ， IE， IP等特殊功能寄存器，它們也同 128 字節(jié) RAM 在一個(gè)隊(duì)列編址，地址為 80H~FFH。在這 128 字節(jié) RAM 單元中有 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR），在這些特殊功能寄存器中還包括 P0~P3 口鎖存器。 I/O 接口 四個(gè) 8位并行 I/O 接口 P0P3。每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。它們都是雙向端口，每個(gè)端口有 8 條 I/O 線，均可輸入 /輸出。 P0P3 口四個(gè)鎖存器同 RAM 統(tǒng)一編址，可以把 I/O 口當(dāng)作一般特殊功能寄存器來(lái)尋址。一個(gè)全雙工 UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行 I/O 口。 用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 89c51 有兩個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。 五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng) —— 外部中斷 0 請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò) 引 腳輸入。 —— 外部中斷 1 請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò) 引腳輸入。 —— 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0溢出中斷請(qǐng)求。 —— 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1溢出中斷請(qǐng)求。 —— 串行口中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收時(shí)，便請(qǐng)求中斷。 石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率 24MHZ。 89C51 單片機(jī)片內(nèi)有振蕩電路，只需外接石英晶體和頻率微調(diào)電容（ 2 個(gè) 30pF 左右），其頻率范圍為 。 以上各個(gè)部分通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線相連接。 89C51 單片機(jī)引腳及其功能 89C51 系列中各種芯片的引腳是互相兼容的，如 89C51， 8751 和 8031 均采用40 腳雙列直插封裝（ DIP）方式。當(dāng)然，不同芯片之間引腳功能也略有差異。 89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭艿揭_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能，如下圖所示。 Vc c （＋）P0 . 0P0 . 1P0 . 2P0 . 3P0 . 4P0 . 5P0 . 6P0 . 7EA / Vp pA L E/ PR O GPSENP2 . 7P2 . 6P2 . 5P2 . 4P2 . 3P2 . 2P2 . 1P2 . 08 9 C 5 112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1 . 0P1 . 1P1 . 2P1 . 3P1 . 4P1 . 5P1 . 6P1 . 7R ST / V PDR XD / P3 . 0T XD / P3 . 1I N T 0 / P3 . 2I N T 1 / P3 . 3T 0 / P3 . 4T 1 / P3 . 5W R / P3 . 6R D / P3 . 7XT A L 2XT A L 1Vs s（＋）（＋） 圖 32 89C51 引腳 803089C 518751端口 0端口 1端口 2R S T / V PDVss V c cE A / V ppP S E NA L E / P RO G端口3X T A L 1X T A L 2TX DR X DI N T 0 I N T 1T0T1WR端口端口端口端口 圖 33 89C51 引腳 各引腳功能簡(jiǎn)要說(shuō)明如下： 電源引腳 Vcc 和 Vss （ 40腳）：電源端，為 +5V。 （ 20腳）：接地端。 時(shí)鐘電 路引腳 XTAL1 和 XTAL2 （ 19）：接外部晶體和微調(diào)電容的一端；在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 （ 18）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；若采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。 控制信號(hào)引腳 RST， ALE， /PSEN 和 /EA (9 腳）：復(fù)位信號(hào)與備用電源的輸入端。 RST 是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。 RST 引腳的第二功能是 VPD，即備用電源的輸入端。 (30 腳）：地 址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng) 89C51 上電正常工作后， ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率 fosc 的 1/6。 CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 輸出信號(hào)作為鎖存低 8位地址的控制信號(hào)。不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。 ALE 負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力 8個(gè) LS 型 TTL(低功耗甚高速 TTL)負(fù)載。第二功能 PROG 在對(duì)片內(nèi)帶有 4KB EPROM 的 8751 編程寫(xiě)入（固化程序）時(shí)，作為編程脈沖輸入端。 (29 腳 )：程序存儲(chǔ)允許輸出信 號(hào)端。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接 EPROM 的 OE 端。 PSEN端有效，即允許讀出 EPROM/ROM 中的指令碼。 PSEN 負(fù)載 8個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 (31 腳 )：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端 /固化編程電壓輸入端。 當(dāng) EA 引腳接高電平時(shí)， CPU 只訪問(wèn)片內(nèi) EPROM/ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng) PC(程序計(jì)數(shù)器 )的值超過(guò) 0FFFH(對(duì) 8751/89C51 為 4KB)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)輸入信號(hào) EA 引腳接低 電平 (接地 )時(shí)， CPU只訪問(wèn)外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。對(duì)于無(wú)片內(nèi) ROM 的 8031 或 8032，需外擴(kuò) EPROM，此時(shí)必須將 EA引腳接地。如是擁有片內(nèi) ROM 的 89C51，外擴(kuò) EPROM 也是可以的，但也要將 EA 接地。 第二功能 Vpp 是對(duì) 8751 片內(nèi) EPROM 固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓 (一般 12V21V)的輸入端。 輸入 /輸出端口 P0， P1， P2 和 P3 口 (,3932 腳 )： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。作為漏極開(kāi)路的輸出端口，每個(gè)能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。當(dāng) P0 口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器 (地址 80H)寫(xiě)入全 1，此時(shí) P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時(shí)要先寫(xiě) 1，這就是準(zhǔn)雙向的含義。在 CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器（ 8031 片外 EPROM 或 RAM ）時(shí)， P0 口是分時(shí)提供低 8位地址和 8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。在此期間， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 口 (,18 腳 )： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O端口。 P1 口的每一位能驅(qū)動(dòng) (灌入或輸出電流 )4 個(gè) LS型 TTL負(fù)載。在 P1口作為 輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向 P1口鎖存器 (地址 90H)寫(xiě)入全 1，此時(shí) P1 口引腳有內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。 口 (,2128腳 )： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向I/O 端口。 P2 口的每一位能驅(qū)動(dòng) (灌入或輸出電流 )4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。在訪問(wèn)片外 EPROM/ROM 時(shí)，它輸出高 8 位地址。 口 (,1017 腳 )： P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向I/O 端口。 P3 口的每一位能驅(qū)動(dòng) (灌入或輸出電流 )4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 P3 口與其他 I/O 端 口有很大區(qū)別，它除作為一般準(zhǔn)雙向 I/O 口外，每個(gè)引腳還具有第二功能。 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制部分設(shè)計(jì) 電機(jī)選型 電機(jī)種類繁多，本設(shè)計(jì)采用比較常見(jiàn)的兩種電機(jī)進(jìn)行比較，并結(jié)合實(shí)際情況選出最佳方案： 直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)是依靠直流工作電壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、電動(dòng)剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、玩具等。直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，所以目前直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在 可控硅 直流電源出現(xiàn)以后。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電 脈沖 信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的 開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè) 步距角。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控 機(jī)床 制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不需要 A/D 轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是最理想的 數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。 綜合本設(shè)計(jì)的要求，采用價(jià)格較便宜的直流電動(dòng)機(jī)。 L298N 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 恒壓恒流橋式 2A 驅(qū)動(dòng)芯片 L298N。 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi) 部同樣包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路?？梢苑奖愕尿?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。 L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。 L298N 可接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào) VSS， VSS 可接 4． 5～ 7