【正文】 個(gè)鍵定義如下： ：開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)（由上而下） ：停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗 ：上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng) ：下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng) UpDown EQU 00H 。對(duì)于這種鍵各程序能采用持續(xù)查詢的辦法，功能就是：檢測(cè)是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動(dòng)，判斷鍵號(hào)并轉(zhuǎn)入對(duì) 應(yīng)的鍵處理。 圖 35 鍵盤連接 圖 36 單片機(jī)與鍵盤接口圖 通過 1/0 口連接。不過一般情況下，我們常常 不對(duì)按鈕釋放的后沿進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，也能滿足一定的要求。而在檢測(cè)到按鈕釋放后（ P1。 0口為低的信息后，不是立即認(rèn)定 S1 已被按下，而是延時(shí) 10 毫秒或更長(zhǎng)一些時(shí)間后再次檢測(cè)P1。單片機(jī)中常用軟件法，因此，對(duì)于硬件辦法我們不介紹。前面我們講到中斷時(shí)曾有個(gè)問題，就是說按鈕有時(shí)靈，有時(shí)不靈，其實(shí)就是這個(gè)原因，你只按了一次按鈕，可是計(jì)算機(jī)卻已執(zhí)行了多次中斷的過程，如果執(zhí)行的次數(shù)正好是奇數(shù)次，那么結(jié)果正如你所料，如果執(zhí)行的次數(shù)是偶數(shù)次，那就不 對(duì)了。 0 輸入端的波形如圖 2所示。 0 輸入為低電平。 關(guān) S 未被按下時(shí)， P1。一般單片機(jī)系統(tǒng)中采和非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是由軟件來識(shí)別鍵盤上的閉合鍵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。 其 電路圖如下 圖 33 所示 。 在設(shè)計(jì)中，我們采用 LED 動(dòng)態(tài)顯示，用 P0 口驅(qū)動(dòng) 顯示。用 2 個(gè)共陽極 LED 顯示， LED 是七段式顯示器，內(nèi)部有 7 個(gè)條形發(fā)光二極管和 1 個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。 其 電路圖如下 圖 32 所示 。這不僅能使單片機(jī)復(fù)位，而且還能使單片機(jī)的外圍芯片也同時(shí)復(fù)位。 基于單片機(jī)的多功能電子秒表的設(shè)計(jì) 17 圖 31 晶體振蕩電路 復(fù)位電路 采用上電 +按鍵復(fù)位電路，上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時(shí)間。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè) 高 增益反相放大器，引線 XTAL1 和 XTAL2分別為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入和來自反向振蕩器的輸出，該反向放大 器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 晶體振蕩電路 石英 晶 體 振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振 器件 ，它的基本構(gòu)成大致是 ：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極 ，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳 上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了 石英晶體諧振器 ，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加 IC 組成振蕩電路的晶體 元件 稱為晶體振蕩器。 電源電路 分類： 一般可分為開關(guān)電源電路，穩(wěn)壓電源電路，穩(wěn)流電源電路，功率電源電路，逆變電源電路， DCDC 電源電路，保護(hù)電源電路等。電源有交流電源也有直流電源。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 基于單片機(jī)的多功能電子秒表的設(shè)計(jì) 15 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 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(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2基于單片機(jī)的多功能電子秒表的設(shè)計(jì) 14 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個(gè)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。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。低功耗的閑置和掉電模式 5個(gè)中斷源 32可編程 I/O 線 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 基于單片機(jī)的多功能電子秒表的設(shè)計(jì) 13 AT89C51 單片機(jī) 主要特性 ： 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。而 Microchip 公司的 PIC精簡(jiǎn)指令集 (RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的 HOLTEK 公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。 現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51 為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS公司的產(chǎn)品， ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的 Winbond系列單片機(jī)。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小。 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ) (RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器 (ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )、有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。 CMOS 雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng) 用場(chǎng)合。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程 ，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有： 低功耗 CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在 100mW 左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線電對(duì) 講機(jī)等。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功 耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。而 INTEL 公司憑著他們雄厚的技術(shù)，性能優(yōu)秀的機(jī)型和良好的基礎(chǔ)，目前仍是單片機(jī)的主流產(chǎn)品。 此期間，單片機(jī)園地里，單片機(jī)品種異彩紛呈，爭(zhēng)奇斗艷。包括中國(guó)的臺(tái)灣 HOLTEK 和 WINBOND 等公司也紛紛加入了單片機(jī)發(fā)展行列，憑著他們廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，分享一杯美羹。而美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的 COP800 系 列單片機(jī)則采用先進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。 MOTOROLA 公司的 MC68HC05系列其高速低價(jià)等特點(diǎn)贏得了不少用戶。 隨后更多的單片機(jī)種蜂擁而至， MOTOROLA 公司相繼發(fā)布了 MC68HC 系列單片機(jī)，日本的幾個(gè)著名公司都研制出了性能更強(qiáng)的產(chǎn)品，但日本的單片機(jī)一般均用于專用系統(tǒng)控制，而不象 INTEL 等公司投放到市場(chǎng)形成通用單片機(jī)。美國(guó) Microchip 公司發(fā)布了一種完全不兼容 MCS51的新一代 PIC 系列單片機(jī)，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，特別它的產(chǎn)品只有 33 條精簡(jiǎn)指令集吸引了不少用戶，使人們從 INTEL 的 111 條復(fù)雜指令集中走出來。 1982 年以后， 16 位單片機(jī)問世，代表產(chǎn)品是 INTEL 公司的 MCS96 系列， 16 位單片機(jī)比起 8 位機(jī)，數(shù)據(jù)寬度增加了一倍，實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)，主頻更高，集成度 達(dá)到了12萬只晶體管， RAM 增加到了 232 字節(jié)， ROM 則達(dá)到了 8kB，并且有 8 個(gè)中斷源，同時(shí)配置了多路的 A/D 轉(zhuǎn)換通道，高速的 I/O 處理單元，適用于更復(fù)雜的控制系統(tǒng)。到了 80 年代初，單片機(jī)已發(fā)展到了高性能階段，象 INTEL 公司的 MCS51系列， Motorola 公司的 6801 和 6802 系列， Rokwell 公司的 6501 及 6502 系列等等 ,此外 ,日本的著名電氣公司 NEC和 HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機(jī)。它 以體積小，功能全，價(jià)格低贏得了廣泛的應(yīng)用，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展史上重要的里程碑。類似的單片機(jī)還有 Zilog 公司的 Z80 微處理器。所謂單片機(jī)是利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理單元 (Center Processing Unit,也即常稱的 CPU)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、程序存儲(chǔ)器 (ROM)及其他 I/O 通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元，定時(shí)單元及 A/D 轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路，使得單片機(jī) 的功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用更廣泛。特別是近 20 年時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得 飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國(guó)防和航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。 單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。開發(fā)支持的環(huán)境包括指令的兼容及可移植性，支持軟件 (包含可支持開發(fā)應(yīng)用程序的軟件資源 )及硬件資源。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到。 單片機(jī)的應(yīng)用屬于芯片級(jí)應(yīng)用，需要用戶（單片機(jī)學(xué)習(xí)者與使用者）了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論和技術(shù)，用這樣特定的芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，從而使該芯片具備特定的功能。 由此來看，單片機(jī)有著一般微處理器（ CPU）芯片所不具備的功能，它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單 片機(jī)最大的特征。它采用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器（含程序存儲(chǔ)器 ROM 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM）、輸入、輸出接口電路 (I/O 接口 )集成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)即小巧又很完善的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在單片機(jī)程序的控制下能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。 （ 5）復(fù)位按鈕是用來對(duì)程序復(fù)位，每當(dāng)程序出現(xiàn)死循環(huán)的時(shí)候，按下復(fù)位鍵即可跳出