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[工學]第3章stc15f2k60s2單片機的基本結構-資料下載頁

2025-01-19 11:49本頁面
  

【正文】 S 2P 0 . 0RV c c圖 320 上拉電阻的連接方法 10:15:5285/109 拉電流方式和灌電流方式 STC15F2K60S2單片機的 I/O口線作為輸出可以提供 20mA的驅動能力 , 在使用時 , 可采用 拉電流或 灌電流 方式 。 以 , 電路連接如圖所示 。 a)S T C 1 5 F2 K 60 S 2P 0. 0P 0. 0RV ccRV D 1V D 1b ) 1 K Ω1 K ΩS T C 1 5 F2 K 60 S 2圖 321 拉電流方式和灌電流方式 10:15:5286/109 采用灌電流方式時 , 應將單片機的 I/O口設置為弱上拉 /準雙向口工作模式; 采用拉電流方式時 , 應將單片機的 I/O口設置為推挽 /強上拉工作模式 。 在實際使用時 , 應盡量采用灌電流方式 ,這樣可以提高系統(tǒng)的負載能力和可靠性 。有特別需要時 , 可以采取拉電流方式 , 如供電線路要求比較簡單時 。 10:15:5287/109 使用時應該特別注意 圖中的限流電阻千萬不能省略 , 否則 , 會毀壞I/O口 。 在按鍵掃描電路中的兩側需要各加 300?的限流電阻 , 或者在編程時不要出現按鍵兩端的 I/O口同時為低的情況 。 10:15:5288/109 典型的三極管控制電路 單片機 I/O引腳本身的驅動能力有限 , 如果需要驅動功率較大的器件 , 如小型繼電器或者固態(tài)繼電器 , 可以采用單片機 I/O引腳控制三極管進行輸出的方法 。 以 。 R11 0K ΩR3R21 5K ΩS TC 15 F 2K 60 S2P 0. 0V ccO UTV T 1V c c圖 322 典型的三極管控制電路 10:15:5289/109 如 果 用 弱 上 拉 控 制 , 建 議 加 上 拉 電 阻 R1( ?~ 10K?) ;如果不加上拉電阻 R1,建議 R2的值在 15K?以上 , 或用強推挽輸出 。 當需要驅動的功率器件較多時 , 建議采用ULN2022, 其內部采用達林頓結構 , 是專門用來驅動繼電器的芯片 , 甚至在芯片內部做了一個消去線圈反電動勢的二極管 。 ULN2022的輸出端允許通過 IC電流 200mA, 飽和壓降 VCE約為 1V左右 , 耐壓 BVCEO約為 36V。 輸出口的外接負載可根據以上參數估算 。 采用集電極開路輸出 , 輸出電流大 , 可以直接驅動繼電器或固體繼電器 (SSR)。 ULN2022可以驅動 8個繼電器 。 10:15:5290/109 I/O外部狀態(tài)的輸入 存在問題 :當 I/O口工作于準雙向口時 , 由于 STC15F2K60S2單片機是 1個時鐘周期( 1T) 的 8051單片機 , 速度很快 , 如果通過指令執(zhí)行由低變高指令后立即讀外部狀態(tài) , 此時由于實際輸出還沒有變高 , 有時可能讀入的狀態(tài)不對 。 解決方法 :在軟件設置由低變高后加 1到 2個空操作指令延時 , 然后再讀 I/O口的狀態(tài) 。 10:15:5291/109 STC15F2K60S2系列單片機的所有 I/O口上電復位后均為準雙向口 /弱上拉模式 。 但是由于 時 鐘 電 路 的 引 腳 XTAL1 和 XTAL2 , 所以一定就是準雙向口 /弱上拉模式 。 當 XTAL1 和 XTAL2 使用時 , 。 10:15:5292/109 每 次 上 電 復 位 時 , 單 片 機 對 首先 , 單片機短時間 ( 幾十個時鐘 ) 會將 和 ; 然后 , 單片機會自動判斷上一次用戶是將 和 ; 如果上一次用戶是將 普通 I/O口 , 則單片機會將 上電復位后的模式設置成準雙向口 /弱上拉; 如果上一次用戶是將 XTAL1/XTAL2 , 則 單 片 機 會 將 。 10:15:5293/109 管腳 , 也可作復位管腳 。 當用戶將 用時 , 其上電后為準雙向口 /弱上拉模式 。 每次上電時 , 單片機會自動判斷上一次用戶是將 腳 。 如果上一次用戶是將 普通 I/O口 , 則單片機會將 的模式設置成準雙向口 /弱上拉 。 如果上一次用戶是將 , 則上電后 , 。 10:15:5294/109 單片機最小系統(tǒng)構成 在實際工程應用中 , 由于應用條件及控制要求的不同 , 單片機外圍電路的組成各不相同 。 單片機的最小系統(tǒng) 就是指在盡可能少的外部電路條件下 , 能使單片機獨立工作的系統(tǒng) 。 167。 10:15:5295/109 STC15F2K60S2 集成了 60KB程序存儲器 、2048字節(jié) RAM、 高可靠復位電路和高精度R/C振蕩器 , 一般情況下 , 不需要外部復位電路和外部晶振 只需要接上電源 , 并在 Vcc和 GND之間接上濾波電容 C1和 C2 G N DV c c1 82 0S T C 1 5 F 2 K 6 0 S 2C 1V c cG N D+1 0 μ FC 20 . 1 μ F圖 323單片機最小系統(tǒng) 10:15:5296/109 為了能夠給單片機下載程序 , 可以在 RXD和TXD引腳上連接 RS232和 TTL的轉換電路 , 以連接計算機 , 通過下載工具將用戶程序下載到單片機中 。 RS232和 TTL的轉換電路如圖所示 。 162738495D B 913451 3R 1 I NC 1 +C 1 1 4G N DV C CT x D / P 3 . 1R x D / P 3 . 01 21 1261 5連 接 計 算 機 串 行 口C 2 +C 2 T 1 O U TV +V R 1 O U TT 1 I N1 61 0 μ F 0 . 1 μ F 0 . 1 μ F 0 . 1 μ F 0 . 1 μ F V C C分 別 連 接 單片 機 的 P 3 . 0和 P 3 . 1 引 腳M A X 2 3 2 , M A X 3 2 3 2 ,S P 2 3 2 或 S P 3 2 3 2P C T x DP C R x D圖 324 RS232和 TTL的轉換電路 10:15:5297/109 非總線擴展方式的單片機應用系統(tǒng)構成 STC15F2K60S2單片機內部已經有 60KB程序存儲器和 2048字節(jié) RAM, 這對于一般應用的存儲器需求已經足夠 。 此時 , 單片機的 P0、 P2和 P4口不用于總線方式 , 即 P0口和 P2口用于普通 I/O口功能; ,也用于普通 I/O口功能 。 10:15:5298/109 總線擴展方式的單片機應用系統(tǒng)構成 應用背景 組成單片機應用系統(tǒng)時 , 如果存儲器容量不夠 , 或者需要擴展并行 I/O, 則可以使用端口進行系統(tǒng)的擴展 。 10:15:5299/109 P 2口A LEP 0口WRRD地址鎖存器R AM數據存儲器(最大6 4 K B)并行I O口(如8 25 5 )WRRD數據總線D 7~ D 0控制總線地址總線A 15 ~A 0S TC 15 F 2K 60 S 2A 7~ A 0A 15 ~A 8RDWR圖 325 帶有總線擴展的 STC15F2K60S2單片機應用系統(tǒng)的連接示意圖 一個帶有數據存儲器和并行I/O擴展的單片機應用系統(tǒng)的連接示意圖如圖所示。 10:15:52100/109 由圖中可以看出 使用單片機進行系統(tǒng)擴展時 , 8位的數據總線由 P0口提供 , 16位的地址總線由 P2和 P0口構成 。 P0口通過地址鎖存器輸出地址總線的低 8位 ,地址總線的高 8位由 P2口提供 。 通常用作地址鎖存器的芯片有 74LS37 74LS273等 。 P4口中的 /WR()和 /RD()引腳的作用是寫控制和讀控制 。 ALE信號用于鎖存器的鎖存控制 , 以鎖存由 P0口輸出的地址 。 10:15:52101/109 為了說明 STC15F2K60S2單片機訪問外部 RAM的過 程 , 首先介紹標準 8051單片機時序中的相關概念 。 ( 1) 時鐘周期 ( T狀態(tài) ) : CPU的基本時間計量單位 , 與晶振頻率有關 。 ( 2) 機器周期 :單片機的基本操作周期為機器周期 。標準 8051單片機的一個機器周期分為 6個狀態(tài)( S1~ S6) , 每個狀態(tài)由兩個脈沖組成 ( 稱為兩相 ) , 前一個周期叫 P1, 后一個周期叫 P2。 10:15:52102/109 一個機器周期由 12個時鐘周期 ( 也稱為振蕩周期 ) 組成 , 如圖所示 。 CL KA LEP SE NAD 0 AD 7 P21 2個 時鐘周期單字節(jié)單周期指令S1 S2 S3 S4 S5 S6P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2圖 326 標準 8051的時序 10:15:52103/109 STC15F2K60S2單片機是 1時鐘周期 /機器周期的 8051單片機 , 在同樣的外部時鐘頻率下執(zhí)行同樣的代碼 , 其指令執(zhí)行速度要比標準 8051單片機快 8~ 12倍 。 當用戶在較低的外部時鐘頻率下運行時 , 與標準 8051內核相比 , 不僅降低了系統(tǒng)噪聲和電源功耗 , 而且提高了處理能力 。 STC15F2K60S2單片機的總線速度是可以設置的 。 通 過 設 置 總 線 速 度 控 制 寄 存 器BUS_SPEED寄存器相關的位 , 可以達到設置總線速度的目的 。 10:15:52104/109 BUS_SPEED寄存器 ( 地址為 A1H, 復位值為 XXXXXX10B) 的定義如下: 其中 , EXRST1和 EXRTS0用于設置外部 RAM定時選擇 ( Extand RAM Time Selector) 。 位號 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 EXRTS1 EXRTS0 10:15:52105/109 執(zhí)行 MOVX指令時讀寫控制信號的脈沖寬度 , 其設置關系如表 313所示 。 利用 MOVX指令訪問外部 RAM所需的時鐘如表 314所示 。 表 313 EXRTS1和 EXRTS0的設置 EXRTS1 EXRTS0 建立 /保持 /讀寫時間 0 0 1個時鐘周期 0 1 2個時鐘周期 1 0 4個時鐘周期 1 1 8個時鐘周期 10:15:52106/109 訪問片外擴展 RAM指令所需時鐘 , 可以使用下面的計算公式: MOVX @R0/R1 MOVX @DPTR write(寫操作 ) 寫操作 ) ): 5 N+3 write(寫操作 ) 寫操作 ) ): 5 N+2 read(讀操作 ): 5 N+2 read(讀操作 ): 5 N+1 當 EXRTS[1:0] = [0,0]時 , 上式中 N=1; 當 EXRTS[1:0] = [0,1]時 , 上式中 N=2; 當 EXRTS[1:0] = [1,0]時 , 上式中 N=4; 當 EXRTS[1:0] = [1,1]時 , 上式中 N=8. 10:15:52107/109 對于STC15F2K60S2 系列單片機 ,訪問片外擴展 RAM指令的速度是可調的 。 訪問單片機外部RAM 時的時序圖如圖所示 。 外 部 R A M 地 址 高 8 位 外 部 R A M 地 址 低 8 位 寫 到 外 部 R A M 的 數 據 外 部 R A M 地 址 低 8 位 從 外 部 R A M 讀 取 的 數 據 P 2 [ 7 : 0 ] ( X A D R H )P 0 [ 7 : 0 ] ( X A D R L )P 4 . 5 ( A L E )P 4 . 2 ( W R )P 2 [ 7 : 0 ] ( X A D R H )P 0 [ 7 : 0 ] ( X A D R L )P 4 . 5 ( A L E )P 4 . 4 ( R D )寫 指 令 周 期讀 指 令1 c l o c k1 c l o
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