【導(dǎo)讀】所在系電氣與信息工程系。專業(yè)電子信息工程。班級(jí)電信002學(xué)號(hào)10010085. 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)

　　

【正文】 。這些廠家已經(jīng)增加了許多功能及外設(shè)，如總線接口 ,模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器 ,看門狗定時(shí)器、脈沖寬度調(diào)制的輸出。 8051 的變化 ,達(dá)到 40MHz 時(shí)鐘頻率下降到 150伏電壓條件是可得到的。這種廣泛的部分基于一個(gè)核心使 8051 系列的一個(gè)很好的選擇作為基礎(chǔ)架構(gòu)的一個(gè)公司產(chǎn)品 ,因?yàn)樗梢詧?zhí)行許多功能和開發(fā)者只會(huì)有這樣的一個(gè)平臺(tái)。 基本結(jié)構(gòu)由以下特點(diǎn) : 一個(gè) 8 為的算術(shù)邏輯單元 32 個(gè)離散輸入輸出端口（ 4組 8位）可單獨(dú)訪問 二 16位?定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 全雙工通用異步接收 /發(fā)送裝置 6個(gè)中斷源與 2個(gè)優(yōu)先級(jí)別 128 字節(jié)的隨機(jī)存儲(chǔ)器 64K 分開字節(jié)地址空間的數(shù)據(jù)和代碼的記憶 一個(gè)數(shù)字處理器周期共有十二振蕩器的時(shí)期。他本是十二門徒里的每一個(gè)階段是用于振蕩器的特殊功能的核心 ,如鳳凰社代碼的數(shù)字和樣品中的全部中斷菊花鏈未決的中斷。所需的時(shí)間任何 8051 指令可以除以 12例 ,時(shí)鐘頻率通過反演結(jié)果和增殖它的數(shù)字處理器周期所指示的問題。因此 ,如果你有一個(gè)系統(tǒng) ,使用一個(gè) 時(shí)鐘 ,可以計(jì)算出的指令數(shù)除以這個(gè)值每秒 12分。這給出了 921583 指令每秒指令頻率。反相這將提供每個(gè)指令周期（ 微秒）采取的時(shí)間。 二、 AT89C51 的介紹 1 描述 AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)帶有 4K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器（ PENROM）。這種器件采用 ATMEL 公司的高密度、不容易丟失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS51 系列的單片機(jī)兼 容。片內(nèi)含有 8 位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的 AT89C51 單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。 2 功能特性 AT89C51 提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)： 4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32 個(gè) I/O 口， 2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 1 個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)， 1 個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。另外， AT89C51 還可以進(jìn)行 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。 引腳描述 VCC：電源電壓 GND：地 The SCM and 181。Vision2 P0 口 P0 口是一組 8位漏極開路雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每一個(gè)管腳都能夠驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 電路。當(dāng) “1” 被寫入 P0口時(shí)，每個(gè)管腳都能夠作為高阻抗輸入端。 P0口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，并在這時(shí)激活內(nèi)部的上拉電阻。 P0 口在閃爍編程時(shí)， P0 口接收指令，在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令，需要接電阻。 P1 口 P1 口一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 電路。對(duì)端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)輸出一個(gè)電流。閃爍編程時(shí)和程序校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8 位地址。 P2 口 P2口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL電路。對(duì)端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時(shí)，可作為輸入口。因?yàn)閮?nèi)部有電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容在整個(gè)運(yùn)行期間不變。閃爍編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 口接收高位地址和其它控制信號(hào)。 P3 口 P3口是一組帶有內(nèi)部電阻的 8位雙向 I/O 口， P3口輸出緩沖故可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 電路。對(duì) P3口寫如 “1” 時(shí)，它們被內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用電阻輸出電流。 P3 口除了作為一般的 I/O 口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 端口引腳 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD P3口還接收一些用于閃爍存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯） 復(fù)位輸入。當(dāng)震蕩器工作時(shí)， RET 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 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 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 以時(shí)鐘震蕩頻率的 1/16 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖時(shí)，閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)引腳還用于輸入編程脈沖。如果 必要，可對(duì)特殊寄存器區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置禁止 ALE 操作。這個(gè)位置后只有一條 MOVX 和MOVC 指令 ALE 才會(huì)被應(yīng)用。此外，這個(gè)引腳會(huì)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)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。 EA/VPP 外部訪問允許。欲使中央處理器僅訪問外部程序存儲(chǔ)器， EA 端必須保持低電平。需要注意的是：如果加 密位 LBI 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， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。閃爍存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電壓 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。 XTAL1：震蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：震蕩器反相放大器的輸出端。 3 時(shí)鐘震蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。 外接石英 晶體及電容 C1， C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對(duì)外接電容 C1， C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30PF177。10PF ，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇40PF177。10PF 。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的 占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 The SCM and 181。Vision2 內(nèi)部振蕩電路 外部振蕩電路 4 閑散節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是閑散模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON 中的 PD和 IDL 位來實(shí)現(xiàn)的。 PD 是掉電模式，當(dāng) PD=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。 IDL 是閑散等待方式，當(dāng) IDL=1，激活閑散工作狀態(tài)，單 片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。如需要同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即 PD和 IDL同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器 CPU 保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑散模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止閑散工作模式的方法有兩種，一是任何一條被允許中斷的事件被激活， IDL 被硬件清除，即刻終止閑散工作模式。程序會(huì)首先影響中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序，并緊隨 RETI 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單 片機(jī)進(jìn)入閑散工作模式，那條指令后面的一條指令。二是通過硬件復(fù)位也可將閑散工作模式終止。需要注意的是：當(dāng)由硬件復(fù)位來終止閑散工作模式時(shí)，中央處理器 CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯） 件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器周期有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止中央處理器 CPU訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其他端口，為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生的意外寫入：激活閑散模式的那條指令后面的一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。 5 掉電模式 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后 一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在中指掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效切必須保持一定時(shí)間以使振蕩器從新啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 閑散和掉電模式外部引腳狀態(tài)。 模式 程序存儲(chǔ)器 ALE PSEN P0 P1 P2 P3 閑散模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 閑散模式 內(nèi)部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 數(shù) 據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 6 程序存儲(chǔ)器的加密 AT89C51 可使用對(duì)芯片上的三個(gè)加密位 LB1， LB2， LB3 進(jìn)行編程（ P）或不編程（ U）得到如下表所示的功能： 程序加密位 保護(hù)類型 1 U U U 沒有程序保護(hù)功能 2 P U U 禁止從外部程序存儲(chǔ)器中執(zhí)行 MOVC 指令讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容 3 P P U 除上表功能外，還禁止程序校驗(yàn) 4 P P P 除以上功能外，同時(shí)禁止外部執(zhí)行 當(dāng) LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA 端的電平被鎖存，如果單片機(jī)上電 后一直沒有復(fù)位，鎖存起來的初始值是一個(gè)不確定數(shù)，這個(gè)不確定數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位位置。為了使單片機(jī)正常工作，被鎖存的 EA電平與這個(gè)引腳當(dāng)前輯電平一致。機(jī)密位只能通過整片擦除的方法清除。 三 、 Keil C 簡(jiǎn)介 Keil Software 的 8051 開發(fā)工具提供以下程序，你可以用它們來編譯你的 C源碼，匯編你的匯編源程序，連接和重定位你的目標(biāo)文件和庫文件，創(chuàng)建 HEX文件，調(diào)試你的目標(biāo)程序。 The SCM and 181。Vision2 Windows 應(yīng)用程序 uVision2 是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它把項(xiàng)目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境 中。 C51 美國標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化 C 交叉編譯器從你的 C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。 A51 宏匯編器從你的 8051 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。 BL51 連接 /重定位器組合你的由 C51 和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)文件，生成絕對(duì)目標(biāo)文件。 LIB51 庫管理器組合你的目標(biāo)文件，生成可以被連接器使用的庫文件。 OH51 目標(biāo)文件到 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器從絕對(duì)目標(biāo)文件創(chuàng)建 Intel HEX 格式的文件。 RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜和對(duì)時(shí)間要求敏感的軟件項(xiàng)目。 軟件開發(fā)流程 當(dāng)你使用 Keil Software工具時(shí)，你的項(xiàng)目開發(fā)流程和其它軟件開發(fā)項(xiàng)目的流程極其相似。 1. 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，從器件庫中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置。 2. 用 C 語言或匯編語言創(chuàng)建源程序。 3. 用項(xiàng)目管理器實(shí)現(xiàn)你的應(yīng)用。 4. 修改源程序中的錯(cuò)誤。 5. 測(cè)試，連接應(yīng)用。 uVision2 IDE uVision2 集成開發(fā)環(huán)境集成了一個(gè)項(xiàng)目管理器，一個(gè)功能豐富、有錯(cuò)誤提示的編輯器，以及設(shè)置選項(xiàng)，生成工具，在線幫助。利用 uVision2 創(chuàng)建你的源代碼并把它們組織到一個(gè)能確定你的目標(biāo)應(yīng)用的項(xiàng)目中去。 uVision2 自動(dòng)編譯，匯編，連接你 的嵌入式應(yīng)用，并為你的開發(fā)提供一個(gè)單一的焦點(diǎn)。 C51 編譯器和 A51 匯編器 源代碼由 uVision2 IDE 創(chuàng)建，并被 C51 編譯或 A51 匯編。編譯器和匯編器從源代碼生成可重定位的目標(biāo)文件。 Keil C51 編譯器完全遵照 ANSI C 語言標(biāo)準(zhǔn)，支持 C 語言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性。另外，直接支持 8051 結(jié)構(gòu)的幾個(gè)特性被添加到里面。 Keil A51 宏匯編器支持 8051 及其派生系列的全部指令集。 LIB51 庫管理器 LIB51 庫管理器允許你從由編譯器或匯編器生成的目標(biāo)文件創(chuàng)建目標(biāo)庫。庫是一種被特別地組織過并在以后可以被連接重 用的對(duì)象模塊。當(dāng)連接器處理一個(gè)庫時(shí)，僅僅那些被使用的目標(biāo)模塊才被真正使用。 BL51 連接器 /定位器 BL51 連接器 /定位器利用從庫中提取的目標(biāo)模塊和由編譯器或匯編器生成的目標(biāo)模塊創(chuàng)建一個(gè)絕對(duì)地址的目標(biāo)模塊。一個(gè)絕對(duì)地址目標(biāo)模塊或文件包含不可重定位的西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯） 代碼和數(shù)據(jù)。所有的代碼和數(shù)據(jù)被安置在固定的存儲(chǔ)器單元中。此絕對(duì)地址目標(biāo)文件可以用來： 寫入 EPROM 或