【正文】 非常流行，它最大的特點是內(nèi)部有可以多次重復(fù)編程的閃爍 ROM,并且閃爍 ROM可以直接用編程器來擦寫，使用起來比較方便。二是系統(tǒng)配置，既要按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器﹑打印機﹑ A/D和 D/A轉(zhuǎn)換 器等，又要設(shè)計合適的接口電路。片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲單元，片內(nèi)的存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易 失性存儲器編程。 主要特性 (1)與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng) 兼容 (2)4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 (3)壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) (4)數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 (5)全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz (6)三級程序存儲器鎖定 6 (7)128*8 位內(nèi)部 RAM (8)32 可編程 I/O 線 (9)兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 (10)6 個中斷源 (11)可編程串行通道 (12)低功耗的閑置和掉電模式 (13)片內(nèi)振蕩器和 時鐘電路 另外， AT89C51 是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到零并提供兩種軟件的省電方式 空閑方式和掉電方式。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi) RAM中的內(nèi)容，直到下次硬件復(fù)位為止。 GND（ 20） ：接地。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高 阻 輸 入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 端 口 （ ） ： P2 口為一個 內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “ 1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “ 1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 端 口 （ ） ： P3 口 管腳是 一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位 的雙向 I/O端 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。作為輸入 端時 ，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）。 表 P3 端口引腳兼用功能表 端 口 引 腳P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7第 二 功 能R X D （ 串 行 輸 入 口 ）T X D （ 串 行 輸 出 口 ） ( 外 中 斷 0 ）T 1 ( 定 時 / 計 數(shù) 1 ) ( 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 寫 選 通 ) ( 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 讀 選 通 ) ( 外 中 斷 1 ）T 0 （ 定 時 / 計 數(shù) 0 )_ __ _ _ _1INT_ _ _ __ _0INT___ __WR___ _RD P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 在振蕩器運行時，有兩個機器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時 ，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。當復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 00H處開始運行程序。 ALE/ PROG (30)：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指 令 期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。 8 __EA EA/VPP(31)：當 __EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源 （ VPP） 。 XTAL2(18)：來自反向振蕩器的輸出。 圖 AT89C51 引腳圖 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦 除 操作中，代碼陣列全被寫 “ 1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下， CPU 停止工作。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，直到下一個硬件復(fù)位為止。 圖 AT89C51 最小系統(tǒng) 鍵盤電路設(shè)計 (1)鍵盤命令及執(zhí)行過程 ① FFH：復(fù)位鍵盤。復(fù)位鍵盤的過程如下： a 鍵盤收到 FFH 后立即回送 ACK（ FAH）作答； b 鍵盤接口收到 ACK 后，將鍵盤時鐘和數(shù)據(jù)線置為高電平； c 鍵盤檢測 到此狀態(tài)后開始 BAT 操作； d 如果 BAT 正確完成，鍵盤發(fā)送 AAH 以表示結(jié)束，否則以 FDH（或其它任何值）表示診斷有誤。當系統(tǒng)檢測到從鍵盤送來的任何傳輸錯誤時，它便向鍵盤發(fā)送 FEH 命令。 ③ FDH~F7H：空操作（保留未用）。此命令使鍵盤所有條件復(fù)位到電源接通時的缺省狀態(tài)， 10 鍵盤繼續(xù)掃描。此命令使鍵盤所有條件復(fù)位到電源接通時的缺省狀態(tài)，并停止鍵盤掃描，等待下一個鍵盤命令。鍵盤接收到此命令后，用 ACK（ FAH）作答，清除輸出緩沖器，并啟動鍵盤開始掃描。每當按下任一鍵時，鍵盤以拍發(fā)速率連續(xù)送出鍵的接通碼，直到鍵被釋放為止。 按鍵原理電路圖如圖 所示。 圖 按鍵原理電路圖 開鎖電路設(shè)計 單片機密碼信號送給開鎖執(zhí)行機構(gòu)，通過校正密碼的正確性來開鎖或報警。 11 圖 密碼鎖開鎖機構(gòu)示意圖 當用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時間輸入的話，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電磁鎖，達到開門的目的。由 D R T10 組成驅(qū)動電路，其中 T10 可以選擇普通的小功率三極管。其中 D C24 是為了消除電磁鎖可能產(chǎn)生的反向高電壓以及可能產(chǎn)生的電磁干擾。本設(shè)計采用的是 8位數(shù)碼顯示管，前面用 6 位是用來存儲密碼的，后面兩位是來識別是否按下 Enter 鍵，具體連接方式如圖 所示。AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲芯片，采用兩線串行的總線和單片機通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態(tài)電流 10Ua()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。 13 圖 掉電存儲電路原理圖 圖 中 R R10 是上拉電阻，其作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗，由于AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL（移位脈沖）和 SDA（數(shù)據(jù) /地址）與單片機傳送數(shù)據(jù)。 市電 供 電路圖如圖 所示。其電路圖如 圖 所示： 14 R850KR940KR730KR620KT39018R 10T49014123I C 1 4741繼電器蓄電池供電5V 直流電源 A1蓄電池 A25V 直流電源 A1蓄電池 A2VCC常閉常開 圖 蓄電池電路 原理圖 T1， T2 構(gòu)成的蓄電池自動充電電路，它在電池充滿后自動停止充電，其中 D1亮為正在充電， D2 為工作指示。其電路圖如圖 所示： 圖 蓄電池自動充電原理圖 15 總體原理圖 圖 總體電路原理圖 16 第 4 章 軟件設(shè)計 程序設(shè)計 程序設(shè)計 (Programming)是指設(shè)計、編制、調(diào)試程序的 方法和過程。 在進行微機控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。對于本系統(tǒng)，軟件也占有重要的地位。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。 為了完成上述任務(wù)，在進行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是能完成一定功能，并相對獨立的程序段，這種程序設(shè)計方法稱為模塊程序設(shè)計法。 (2)程序的易讀性好。 (4)模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用。 本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由 主程序模塊，鍵盤掃描及識別子程序，調(diào)電存儲服務(wù)程序，顯示子程序。當初始化就會自動等待輸入密碼，若操作有誤便會報警提示并對各位進行清零，等待密碼的再次輸入；若輸入密碼正確，在輸完之后等待你按下 Enter 鍵，再判斷密碼是否正確，若錯誤便報警并再次將各位密碼清零；若輸入密碼正確就會自動開鎖并亮燈。 17 圖 主程序流 程圖 在系統(tǒng)的程序設(shè)計中， 主控模塊只負責根據(jù)消息調(diào)用相應(yīng)模塊的處理函數(shù)，具體如何處理這些消息由各功能模塊中的對應(yīng) 程序 決定。以下 6 個字節(jié)存放初始密碼 WORD_1 EQU 38H WORD_2 EQU 39H WORD_3 EQU 3AH WORD_4 EQU 3BH WORD_5 EQU 3CH WORD_6 EQU 3DH 。已輸出的密碼位數(shù) LINE EQU 47H 。按鍵列號 VAL EQU 49H 。程序初始化 MOV CNT_B,00H MOV KEY_CNT,00H 19 MOV LINE,00H MOV ROW,00H MOV VAL,00H SETB MOV LED_BIT_1,00H 。輸入密碼存儲區(qū)清 0 MOV KEY_2,00H MOV KEY_3,00H MOV KEY_4,00H MOV KEY_5,00H MOV KEY_6,00H MOV WORD_1,6 。其程序流程如圖 所示。掃描行碼 L1: JNB ,L2 LCALL DLY_S JNB ,L2 MOV LINE,00H LJMP RSCAN L2: JNB ,L3 LCALL DLY_S JNB ,L3 MOV LINE,01H LJMP RSCAN L3: JNB ,L4 LCALL DLY_S JNB ,L4 中 斷 保護現(xiàn)場 報警器提示 清中斷 結(jié)束 21 MOV LINE,02H LJMP RSCAN L4: JNB ,A0 LCALL DLY_S JNB ,A0 MOV LINE,03H RSCAN:MOV P3,0FH 。計算鍵值 MOV B,03H MUL AB ADD A,ROW MOV VAL,A CJNE A,0AH,J1 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W01 LJMP A0 22 W01:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W02 LJMP A0 W02:SJMP W00 J1: MOV A,VAL CJNE A,0BH,J3 。比較密碼 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE A,3FH,J5 MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 CLR LCALL DLY_L LJMP FINI J5: LCALL ALARM_2 LJMP START J4: LCALL ALARM_1 LJMP START J3: INC KEY_CNT 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W11 LJMP START W11:MOV A,P3 CJNE A, 0F0H,W12 LJMP START W12:SJMP W10 LJMP START LJMP START K1:LCALL SHIFTL W20:LCALL DISP 。操作錯誤報警 JB TR0,$