【正文】 表 G CLK D Q 1 X X Q0 0 ↑ 1 1 0 ↑ 0 0 X 0 X Q0 MC14511B 芯片介紹 .A～ D：四個信號輸入端。 .E ： 鎖存允許信號。 .Q0～ Q7： 8個信號輸出端。 在設(shè)計中， LED 顯示電路采用 74LS377 驅(qū)動器和 MC14511B 譯碼器控制 LED 數(shù)碼管。若用 I/O接口，則要占用 4 個 8 位 I/O 口，若用鎖存器接口，則要用 4 片 74LS373 芯片。也正因此如此，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。所以稱為靜態(tài)顯示。 在自動加料機控制系統(tǒng)中運行是要顯示輸送、排料、滿料、空料時間，有時間切換鍵和標(biāo)志哪條生產(chǎn)線的發(fā)光二極管表示，顯示的位數(shù)少，所以就采用靜態(tài)顯示的方式?？刂颇硯锥喂P端發(fā)光，就能顯示出某個數(shù)碼或字符。如圖所示： LED 數(shù)碼管按電路中的連接方式可 分為共陰型和共陽型兩大類，共陽型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端 COM，公共端 COM 接高電平， a～ g、 Dp 各筆段通過限流電阻接控制端。 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，其中七只發(fā)光二極管分別對應(yīng) a～ g 筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點。 AT89C51 的極限參數(shù)： 極限參數(shù)：工作溫度 ?????? 55℃ to+125℃ 儲藏溫度 ?????? 65℃ to+150℃ 任一引腳對地電壓 ??? + 最高工作電壓 ? ???????? 直流輸出電流 ???????? 顯示電路 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用 LED 數(shù)碼管是一種較好的選擇。 （ 032H） =05H 聲明為 5V編程電壓。 （ 031H） =51H 聲明為 AT89C51 單片機。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。 利用控制信號的正確組合并保持 ALE/PROG 引腳 10ms 的低電平脈沖寬度即可將PEROM 陣 列（ 4k 字節(jié)）和三個加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“ 1”，這步驟需再編程之前進行。校驗時 P0 口須接上 10K 左右的上拉電阻。采用下圖電路。 變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)。 Ready/Busy：字節(jié)編程的進度可通過 RDY/BSY 輸出信號監(jiān)測，編程期間， ALE 變成高電平“ H”后 端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)。 改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復(fù) 1— 5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。 4. 在高電壓編程方式時，將 /EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。 2. 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 LB1 LB2 LB3 1 U U U 沒有程序保護功能 2 P U U 禁止從外部程序存儲器中執(zhí)行 MOVC 指令讀取內(nèi)部程序存儲器的內(nèi)容 3 P P U 除上表功能外，還禁止程序校驗 4 P P P 除以上功能外，同時禁止外部執(zhí)行 編程方法 編程前，先設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的— (11 位地址范圍為 0000H— 0FFFH)，數(shù)據(jù)從 P0口輸入，引腳 、 和、 的電平， PSEN 為低電平， RST 保持高電平， EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負脈沖）。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模 式可與通用 EPROM 編程器兼容。 Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 Flash PEROM，這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進行編程。 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 程序存儲器的加密 AT89C51 可使用對芯片 上的 3 個加密位 LB LB LB3 進行編程（ P）或不編程（ U）來得到下表所示的功能： 加密位保護功能表 模式 程序存儲器 ALE /PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)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 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 程序加密位 保護類型 當(dāng)加密位 LB1 被編程時，在復(fù)位期間， EA 端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機上電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個隨機數(shù)，且這個隨機數(shù)會一直保存到真正復(fù)位為止，為使單片機能正常工作，被鎖存的 EA 電平必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。 掉電模式 在掉點模式下，振蕩器停止工作，進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)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。需要注意的是，當(dāng)有硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時， CPU 通常是從激 活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期）有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止 CPU 訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其它端口。程序會首先響應(yīng)中斷，進入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后面的一條指令。空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)保持激活狀 態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON（即電源控制寄存器）中的 PD（ ）和 IDL（ ）位來實現(xiàn)的。 由于外部時鐘信號是通過一個 2分鐘觸發(fā)器后 作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 用戶也可以采用外部時鐘，采用時鐘的電路如圖。這個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)成自激振蕩器，振蕩電路如圖： 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中 構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 .XTAL2： 振蕩器 3 放大器的輸出端。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 .PSEN ： 程序存儲允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信 號，當(dāng) AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE操作。但要注意的是：每 當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。即使不訪問外部存儲器。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將單片機復(fù)位。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： P3口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其他控制信號。P2口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗期間， P1接收低 8位地址。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉倒高電平，此時可作輸入口。 在 Flash 編程時， P0接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 AT89C51 引腳功能說明 .Vcc：電源電壓 .GND：地 .P0 口 ： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口 ?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C51 主要性能參數(shù) .與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 .4K字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 .1000 次擦寫周期 .全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz .三級加密程序存儲器 .128 8字節(jié)內(nèi)部 RAM .32個可編程 I/O 口線 .2個 16 位定時 /計數(shù)器 .6個中斷源 .可編程串行 UART 通道 .低功率空閑和掉電模式 AT89C51 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個 I/0 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向 量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。電路原理框圖 如圖所示： M AX 813 L單 片 機EEPRO M滿 料 信 號LED 顯示器繼電器控制按 鍵電 機電 磁 閥真空管 1真空管 2自動加料機控制系統(tǒng)硬件框圖 主機電路核心器件介紹 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ ROM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 主電路采用 AT89C51，由于 AT89C51 內(nèi)含 4KB 容量，因此在設(shè)計中不需要外擴ROM。 第三章 自動加料機主電路 主電路采用 AT89C51，由于 AT89C51 內(nèi)含 4KB 容量，因此在設(shè)計中不需要外擴ROM。只有這 8 個鍵，比較簡單。但每個按鍵需要占用一個輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵按下了。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行列信號配合起來比做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。這是識別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在 ]1[ 。平時無 按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的列線電平?jīng)Q定。按鍵設(shè)置在行列線交點上，行列線分別接到按鍵開關(guān)兩端。一個 3 3 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個有 9 個按鍵的鍵盤。 所以，由于本系統(tǒng)只涉 及到 2 位顯示輸出，就采用了 和 2 片 8 位移位寄存器串級使用的 LED 靜態(tài)顯示方式。在確定 LED 不同位顯示的時間間隔，不能太短，因為發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時，導(dǎo)通時間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對各位來說都是相同的，因此，同一時刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話， 4 位 LED 將顯示相 同的字符。而各位的共陽極或共陰極分別由相應(yīng)的 I/O 線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式更是無法適應(yīng)，因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式。這種顯示方式接口編程容易。各個 LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。 LED 靜態(tài)顯示方式 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或 +5V）；每位的段選線（ a~dp）分別與一個 8 位的鎖存器輸出相連。 N 個 LED 顯示塊有 N跟位選線，根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不相同，段選線控制顯示字符的字型，而位選線為各個 LED 顯示塊的公共端，它 控制該 LED 顯示位的亮、暗。 并且編程起來比較簡單，所以此設(shè)計采用此方案。據(jù)此， CPU 可判斷芯片的編程是否結(jié)束。 （ 4）數(shù)據(jù)查詢方式 ： 數(shù)據(jù)查詢是指用軟件來檢測寫操作中的頁存儲周期是否完成。首先把選中頁的內(nèi)容擦除，然后寫入的數(shù)據(jù)由頁緩沖器傳遞到EEPROM 陣列中。限時定時器要求寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)的操作時間 BLWT 須滿足； 3μS BLWT 20μS，這樣是正確