【正文】 CL 組成，共 16 位。PC 實(shí)際上是程序的字節(jié)地址計(jì)數(shù)器，PC 中的內(nèi)容是將要執(zhí)行的下一條指令的地址。改變 PC 的內(nèi)容就可改變程序執(zhí)行的方向。PC 可對 64KB 的 ROM(程序存儲器)直接尋址，也可對 8051 片外 RAM（數(shù)據(jù)存儲器）尋址。指令寄存器 IR 及指令譯碼器 ID：由 PC 中的內(nèi)容指定 ROM 地址，取出來的指令經(jīng)指令寄存器 IR 送至指令譯碼器 ID，由 ID 對指令譯碼并送 PLA 產(chǎn)生一定序列的控制信號，以執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。振蕩器及定時(shí)電路：8051 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 。該脈沖信號就作為 8051 工作的基本節(jié)拍，即時(shí)間的最小單位。② 存儲器8051 片內(nèi)有 ROM（程序存儲器，只能讀）和 RAM（數(shù)據(jù)存儲器，可讀可寫）兩類，它們有各自獨(dú)立的存儲地址空間，與一般微機(jī)的存儲器配置方式很不相同。a) 程序存儲器(ROM):8051 及 8751 的片內(nèi)程序存儲器容量為 4KB，地址從 0000H開始，用于存放程序和表格常數(shù)。b) 數(shù)據(jù)存儲器(RAM):8051/8751/8031 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器均為 128B，地址為 00H—7FH，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。8051 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。由圖 可見，8051 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)列里編址，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） ，這些特殊功能寄存器還包括 P0P3 口鎖存 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18器。③ I/O 接口8051 有四個(gè) 8 位并行接口，即 P0P3。它們都是雙向端口，每個(gè)端口各有 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尋址。 MCS51 單片機(jī)引腳51 系列單片機(jī)引腳分配如圖 45 所示。 圖 44 mcs51 單片機(jī)引腳圖這 40 腳大致可分為：電源（VCC、VSS、VDD、VPD） ，時(shí)鐘（XTALXTAL2） ，I/O（P0—P3） ，地址總線（P0、P2） ，數(shù)據(jù)總線（BUS）和控制總線（ALE、RST、 、 ）6 大部分。它們的功能簡述如下：PROGSENA⑴ 電源線VSS：引腳號 20，電源地線。VCC：引腳號 40,芯片的主電源，接+5V。2 控制總線ALE/ ：引腳號 30，地址鎖存有效信號，在它的下降沿用于外部程序存儲器PROG的低 8 位地址鎖存，使 BUS（P0）分時(shí)用作地址總線低 8 位和數(shù)據(jù)總線。此信號每機(jī)器周期出現(xiàn) 2 次，只在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間才不輸出 ALE。所以在任何不使用外部數(shù)據(jù)存儲器的系統(tǒng)中，ALE 以 1/6 振蕩頻率的固定速率輸出，因而它能用作外部時(shí)鐘或定時(shí)器。在 8751 片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，此段輸入編程脈沖信號（ ） 。PROG 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19：引腳號 29，外部程序存儲器選擇信號，并在外部程序存儲器讀取指令時(shí)PSEN產(chǎn)生，指令內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)總線上。此信號在每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生 2 次有效，在執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器取指時(shí)無效。RST/VPD：引腳號 9，復(fù)位輸入信號。在振蕩器工作時(shí)，該引腳上 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。在掉電情況下（VCC 降到操作允許限度以下） ，VPD 將為芯片內(nèi)的 RAM 提供備用電源。/VDD：引腳號 31，訪問外部程序存儲器控制信號輸入端。當(dāng)為低電平時(shí)，單EA片機(jī)都到外部程序存儲器取指。當(dāng)為高電平且 PC 值小于 0FFFH 時(shí)，CPU 執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器程序。在 8751 片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，此端為 21V 編程電源（VDD）輸入端。3 I/O 線P0（BUS）：引腳號 32—39，單片機(jī)的雙向數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線。在分時(shí)操作時(shí)，先用作地址總線，在 ALE 信號的下降沿，地址被鎖存，然后作為數(shù)據(jù)總線；也可以作為雙向并行 I/O 口。在程序校驗(yàn)期間，它用于數(shù)據(jù)輸出。P1：引腳號 1—8，準(zhǔn)雙向 I/O 口。在編程校驗(yàn)期間，用于輸入低 8 位地址。P2：引腳號 21—28，準(zhǔn)雙向 I/O 口。在訪問外部存儲器時(shí)，用作高 8 位地址總線；在作編程校驗(yàn)時(shí)，用于輸入高 8 位地址和控制信息。P3：引腳號 10—17，準(zhǔn)雙向 I/O 口。P3 的每一根線還有特殊的第二功能，如表 42 示。表 42 P3 口的第二功能引腳 第二功能標(biāo)記 第二功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 0INT外部中斷 0 輸入 1外部中斷 1 輸入 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 外部輸入 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 外部輸入 WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通⑷ 振蕩器和時(shí)鐘電路XTAL1：引腳號 19，內(nèi)部振蕩器外接晶振的一個(gè)輸入端。在使用外部振蕩源時(shí)，此端必須接地。XTAL2：引腳號 18，內(nèi)部振蕩器外接晶振的另一個(gè)輸入端。在使用外部振蕩源時(shí)，此端用于輸入外部振蕩信號。XTAL2 也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時(shí)，ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號，這個(gè)信號可以用于識別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。當(dāng)訪問外部程序存儲器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號，PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051 和 8751 單片機(jī)，內(nèi)置有 4kB 的程序存儲器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4kB 時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。圖 45 時(shí)鐘電路接線圖 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 復(fù)位及其復(fù)位電路 復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是將程序計(jì)數(shù)器 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。在運(yùn)行中，外界干擾等因素可使單片機(jī)的程序陷入死循環(huán)狀態(tài)或跑飛。為擺脫困境，可將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動。復(fù)位也使單片機(jī)退出低功耗工作方式而進(jìn)入正常工作狀態(tài)。復(fù)位不影響片內(nèi) RAM 的內(nèi)容，但對 SFR 中的一些寄存器有影響，如表 27 所示。 表 4－3 PC 及 SFR 的復(fù)位狀態(tài) 復(fù)位電路RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，高電平有效。其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。RESET/V pd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 8051 的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖。此外，RESET/V pd還是一復(fù)用腳，V cc掉電期間，此腳可接上備用電源， 以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài)PC 0000H TH1 00HACC 00H P0～P3 FFHPSW 00H IP XX00,0000BSP 07H IE 0XX0,0000BDPTR 0000H TMOD 00HTCON 00H SCON 00HTL0 00H SBUF 不定TH0 00H PCON 0XXX,0000B 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩種方式。圖 24 為具有兩種復(fù)位方式的電路。只要電源的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以完成自動上電復(fù)位，即接通電源時(shí)就完成了復(fù)位操作。按動鍵 S，可實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位。復(fù)位電路如圖 46 所示：圖 46 復(fù)位電路接線圖 單片機(jī)爐溫控制系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 415 為主機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)圖。本設(shè)計(jì)對控制精度要求不高，控制功能一般，程序并不復(fù)雜。因此選用 8031 作為 CPU，選用 2732（4KB）作為 EPROM。74LS273 作低 8位地址鎖存器。 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 236MHZ20pF20pF22uF1K200+5V+5V+5V+5VVcc40XTAL119XTAL28RESET9EA31 Vss20PSEN 29ALE30 37 34 32 23 228031U1 位位位 8031A1121 A1019A922 A823A71 A62A53 A44A35 A26A17 A08O717 O616O515 O414O313 O211O110 O09OE/Vpp20Vcc 24CE 18GND 122732A4K*8U3 2732A 4K*8Q7 19Q6 16Q5 15Q4 12Q3 9Q2 6Q1 5Q0 2D718 D617D514 D413D38 D27D14 D032011 1 10VccG \OEGND74LS373U2 74LS373圖 47 主機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)圖第五章 人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中人機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)主要包括：I/O 接口擴(kuò)展、撥碼盤溫度設(shè)定、實(shí)時(shí)溫度顯示、故障報(bào)警、打印及各部分接口設(shè)計(jì)四部分。 LED 顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的顯示電路采用 8 位共陰 LED 靜態(tài)顯示方式,顯示內(nèi)容有溫度值的十位、個(gè)位及小數(shù)點(diǎn)后一位,這樣可以只用 (RXD)口來輸出顯示數(shù)據(jù),從而節(jié)省了單片機(jī)端口資源,在 口和 (TXD)的控制下通過 74LS164 來實(shí)現(xiàn) 3 位靜態(tài)顯示 LED 數(shù)碼顯示管 LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。圖 61 為 LED 數(shù)碼管的引腳圖，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng) a～g 筆段構(gòu)成“－”字形，另一只發(fā)光二極管 作為小數(shù)點(diǎn)。因此這種 LED 顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管。VDP 建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）