【正文】 13 圖 34 單片機的最小系統(tǒng) 單片機的 復位電路 設計 復位電路產(chǎn)生復位信號，復位信號送入 RST 后還要送至片內的施密特觸發(fā)器，由片內復位電路在每個機器周器的 S5P2 時刻對觸發(fā)器輸出采樣信號，然后由內部復位電路產(chǎn)生復位操作所要的信號。 ：電源電壓 ； ：地。 4. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內部時鐘發(fā)生器的輸入。當振蕩器正在運行時 ,持續(xù)給出 RST 引腳兩個機器周期的高電平便可完成復位。 3. RST：復位輸入。 P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。用作輸入時 ,被外部拉低的 P3 口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P3 口緩沖器可吸收 20mA電流。 2. P3 口： P3 口的 ～ 、 是帶有內部上拉電阻的七個雙向 I/0 引腳。當引腳 ～ 用作輸入并被外部拉低時 ,它們將因內部的上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅動 LED 12 顯示。 和 要求外部上拉電阻。 圖 33 AT89C2051的 引腳 圖 AT89C2051 芯片的 20 個引腳功能為： 1. P1 口： P1 口是一 8位雙向 I/O 口。 片內模擬比較器 可編程串行 UART 通道 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 1288 位內部 RAM 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 24MHz 耐久性： 1,000 寫／擦除周期 和 MCS51 產(chǎn)品的兼容 （ 2） 將普通 8031/80C31 仿真器的仿真插頭中 ～ 和 ～ 引出來仿真 205T,這種方法可以運用單步、斷點的調試方法，但是仿真不夠真實，比如， 2051 的內部模擬比較器功能， P1 口、 P3 口的增強下拉能力等等。調試人員可以采用程序編輯 編譯 固化 插到電路板中試驗這樣反復循環(huán)的方法，對于熟練的 MCS51 程序員來說，這種調試方法并不十分困難。 軟硬件的開發(fā) 89C2051 可以采用下面 2 種方法開發(fā)應用系統(tǒng)。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1 和閃速存儲器 , AT89C205 是一強勁的微型計算機 ,它對許多嵌入式控制應用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。如圖所示。 下面對各部分電路進行詳細介紹。只要將這兩個引腳外接石英晶體和陶瓷電容，如下圖所示， 就可 與 CPU 內部組成完整的振蕩電路。 本 系統(tǒng)的 硬件連接方式：單片機的 P1 口用來動態(tài)掃描顯示時間， P3 口的用來確定數(shù)碼管的位選，時間的調整計時，及繼電器 、揚聲器 的工作狀態(tài)等。這時，可把定時器 l 用于工作 方式 2，把定時器 0 用于工作方式 3。這時， T1 往往用作串行口波特率發(fā)生器， TH0 用作定 8 時器， TL0 作為定時器或計數(shù)器。這時，可把定時器 l 用于工作方式 2，把定時器0 用于工作方式 3。這時，T1 往往用作串行口波特率發(fā)生器 (見 1． 4)， TH0 用作定時器， TL0 作為定時器或計數(shù)器。其中， TL0 既可用作定時器，又可用作計數(shù)器，并使用原 T0 的所有控制位及其定時器回零標志和中斷源。如果使定時器 1 為工作方式 3，則定時器 1 將處于關閉狀態(tài)。 工作方式 3: 2個 8 位方式。但這種工作方式下是 8位計數(shù)結構，計數(shù)值有限，最大只能到 255。如此重復不止。 初始化時， 8 位計數(shù)初值同時裝入 TL0 和 TH0 中。 當計數(shù)溢出后，不是像前兩種工作方式那樣通過軟件方法，而是由預置寄存器 TH 以硬件方法自動給計數(shù)器 TL 重新加載。由于這種方式不需要指令重裝時間常數(shù)，因而操作方便，在允許的條件下，應盡量使用這種工作方式。啟動 T1 前， TLl 和 THl 裝入相同的時間常數(shù)，當 TL1 計滿后，除定時器回零標志 TFl 置位，具有向 CPU 請求中斷的條件外， THl 中的時間常數(shù)還會自動地裝入 TLl，并重新開始定時或計數(shù)。 工作方式 2: 8 位自動裝入時間常數(shù)方式。 工作方式 1： 1 是 16 位計數(shù)結構的工作方式，計數(shù)器由 TH0 全部 8 位和 TL0 全部 8位構成。因此 TMOD 寄存器應初始化為 00H。 7 ⑵ TMOD 寄存器初始化 為把定時器 /計數(shù)器 1 設定為方式 0，則 M1M0＝ 00；為實現(xiàn)定時功能，應使 C/T＝ 0；為實現(xiàn)定時 器 /計數(shù)器 1 的運行控制，則 GATE＝ 0。當 TL1 和 THl 都計滿之后，置位 T1 的定時器回零標志 TFl，以此表明定時時間或計數(shù)次數(shù)已到，以供查詢或在打開中斷的條件下，可向CPU 請求中斷。 定時器啟動后，定時或計數(shù)脈沖加到 TLl 的低 5 位，從預先設置的初值 (時間常數(shù) )開始不斷增 1。當 TL0 的低 5 位計數(shù)溢出時，向 TH0 進位，而全部 13 位計數(shù)溢出時，則向計數(shù)溢出標志位 TF0 進位。下面以 T1 為例，分述各種工作方式的特點和用法。 因為定時器 /計數(shù)器是作 “ 加 1” 計數(shù)，并在計數(shù)滿溢出時產(chǎn)生中斷，因此初值 X 可以這樣計算： X=M計數(shù)值 定時器 /計數(shù)器的四種工作方式： 定 時器 T0 或 T1 無論用作定時器或計數(shù)器都有 4種工作方式：方式 0、方式 方式2 和方式 3。因為在不同工作方式下計數(shù)器位數(shù)不同，因而最大計數(shù)值也不同。初始貨的步驟一般如下： 確定工作方式（即對 TMOD 賦值 ）； 預置定時或計數(shù)的初值（可直接將初值寫入 TH0、 TL0 或 TH TL1）； 根據(jù)需要開放定時器 /計數(shù)器的中斷（直接對 IE 位賦值）； 啟動定時器 /計數(shù)器（若已規(guī)定用軟件啟動，則可把 TR0 或 TR1 置 “1” ；若已規(guī)定由外中斷引腳電平啟動，則需給外引腳步加啟動電平。例如：執(zhí)行 “CLR TF0” 后則清定時器 0的溢出；執(zhí)行 “SETB TR1” 后可啟動定時器 1 開始工作（當然前面還要設置方式定）。 6 TCON 中低 4 位與中斷有關，我們將在下節(jié)課講中斷時再給予講解。 IE0：外部中斷 0請求標 志。 IE1：外部中斷 1請求標志。 TF0：定時器 0 溢出標志。其中， TFl， TRl， TF0 和 TR0 位用于定時器／計數(shù)器； IEl，ITl， IE0 和 IT0 位用于中斷系 位地址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 位符號 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 表 11 TCON 格式 各位定義如下： TF1：定時器 1 溢出標志位。 TCON的作用是控制定時器的啟、停，標志定時器溢出和中斷情況 。但 TMOD寄存器不能位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設置其內容。由此可見，定時器是單片機中效率高而且工作靈活的部件。 當 CPU 用軟件給定時器設置了某種工作方式之后，定時器就會按設定的工作方式獨立運行，不再占用 CPU 的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷 CPU 當前操作。此后的機器周期 S3P1 期間，新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。計數(shù)器在每個機器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電平。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當選擇定時器的長度（如 8 位、 13 位、 16 位等）。因一個機器周期等于 12 個振蕩周期，所以計數(shù)頻率 fcount=1/12osc。這些寄存器之間是通過內 部總線和控制邏輯電路連接起來的。這些寄存器是用于存放定時或計數(shù)初值的。 定時器 /計數(shù)器的結構： 16 位的定時 /計數(shù)器分別由兩個 8 位專用寄存器組成，即： T0由 TH0 和 TL0 構成； T1由 TH1 和 TL1 構成。 計數(shù)原理 80C51 單片機內部設有兩個 16 位的可編程定時器 /計數(shù)器。因為管壓降大 ,導通后的功耗和發(fā)燒量也大 ,大功率固態(tài)繼電器的體積遠弘遠于同容量的電磁繼電器 ,本錢也較高。 固態(tài)繼電器敏捷度高 ,控制功率小 ,壽命比較高 ,可靠性好 ,切換速度可達到幾毫秒至幾微妙。 與電磁式繼電器比擬 ,固態(tài)繼電器 (SSR)是一種沒有機械運動 ,不含運動零件的繼電器 ,但它具有與電磁繼電器本質上相同的功能。 對于 電磁式繼電器是一種電子控制器件 ,在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。 由于本次設計需要顯示分和秒，結合單片機的控制結構所以選用四位八段共陽數(shù)碼管更為適合設計需要。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平 時，相應字段就不亮。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。 鑒于本設計顯示部分用來顯示時間，因此數(shù)碼管是最佳選擇。 數(shù)碼管通過對其不同的管腳輸入相對的電流會使其發(fā)亮 ， 從而顯示出數(shù)字 或簡單字符，用于 顯示時間 、 日期 、 溫度等所有可用數(shù)字 表示的參數(shù) ，由于 它價格便宜 、 使用簡單 ，被廣泛應用于小型家電。 數(shù)碼管 是一種有 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它的優(yōu)點有 亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。 LED 電子顯示屏是由 許多 半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。 AT89C2051 芯片位 20 腳，體積小，工作電壓范圍寬（ ~6V），實現(xiàn)功能完全，性價比較高，更適合本設計。若采用 40 腳的 8051 單片機有利于設計，但會增大電路板的體積，設計成本。 綜上所述，我們 可以發(fā)現(xiàn)方案二的強大優(yōu)勢，那就是 利用單片機和 LED顯示器來實現(xiàn)定時倒數(shù)，通過 揚聲器 來發(fā)出音樂 ，用繼電器對其他交流大電流電源電路進行控制。如 果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于 VCC /3，則 A1 的輸出為 1， A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3， A2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。 方案三 ： 555 定時器完成定時。而 LED顯示器具有體積小、重量輕、工作電壓低、功耗極低、穩(wěn)定可靠、成本低、控制驅動方便、接口簡單易用、模塊化結構緊湊等特點 ，同時外接的繼電器可以完成對大電流的控制，功能更全面。 單片機具有性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、應用廣泛、通用性強等突出優(yōu)點。 但 這種方法首先 花錢要多；其次 是程序過長；第三是受 硬件本身功能的限制，因此不適合本設計方案。 可編程器，是一種用《數(shù)字簡碼》控制的產(chǎn)品，它的特點是：自帶一套用于輸入數(shù)碼的按鍵和顯示程序的數(shù)碼管，只要我們輸入一列 2位數(shù)碼，編制的程序即能完成，即編，即用。 2 第 2 章 硬件的選型 及計數(shù)原理 實現(xiàn)本次設計的方案有多種，下面比較說明一下最佳方案的選擇。所以電子定時器的發(fā)展必定大有前途。 電子定時器的發(fā)展前景 傳統(tǒng)的定時器絕大多數(shù)都是發(fā)條驅動式、電機傳動式或電鐘式等機械定時器，部分電子器械 鐘 也有試用時間繼電器的。方便 節(jié)能。例如：空調中的定時器，在工作一段時間之后便能自動切斷電源停止工作。延時自動關機可用于：收音機、電視機、錄音機、催眠器、門燈、路燈、汽車頭燈、轉彎燈以及其他電器的延時斷電及延時自停電源等。 本文是基于單片機設計的一種用于 控制家用電器的定時器設計方案。完成這種定時的定時器有多種多樣，在家用電器中采用機械定時器就是根據(jù)一般上弦鐘表原理設計的，這種定時器雖然結構簡單，成本低，維修也比較方便，但是它的觸頭頻繁接觸和斷開，大大的縮減了它的使用壽命，也不利于進一步全自動化。 該電子定時器 方便用戶操作 ，達到定時時間后會給出音樂提示，還可以 對電器的電源進行控制，更