【正文】 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的讀寫(xiě)時(shí)，P2口可以輸出特殊功能寄存器里的內(nèi)容。當(dāng)P3口寫(xiě)進(jìn)“1”后，內(nèi)部上拉為高電平，并用來(lái)作為輸入端。P3口也可以作為AT89C51的一些特別的功能端口使用[5]，如表33所示。RST：復(fù)位端。ALE/PROG：在FLASH編程時(shí)，此管腳用作輸入的編程脈沖。通常，ALE端口是以不變的周期頻率輸出高電平脈沖信號(hào)，此頻率是晶體振蕩器頻率的1/6，所以它可用于定時(shí)或外部輸出的脈沖，但要注意的是：每當(dāng)作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用時(shí)，將會(huì)跳過(guò)一個(gè)ALE的脈沖。此時(shí)，ALE就只有在執(zhí)行MOVC，MOVX指令的時(shí)候，才會(huì)起到作用。在外部程序存儲(chǔ)器取指時(shí)，每個(gè)時(shí)鐘周期兩次/PSEN有效。/EA/VPP：當(dāng)/EA為“0”時(shí)，片內(nèi)的存儲(chǔ)器不起作用，只會(huì)讀取外部存儲(chǔ)器的內(nèi)容。XTAL2：反向振蕩放大器的輸出端。當(dāng)它配置片內(nèi)的振蕩器。如果采用外部的中斷來(lái)工作時(shí)，XTAL2則應(yīng)空閑。具體使用方法如圖3圖33所示。因此它可以在屏幕上顯示兩行，每行可顯示16個(gè)字符。它是由多個(gè)個(gè)5x11或5x7等點(diǎn)陣字符位組成的，其中每個(gè)點(diǎn)陣字符位都會(huì)顯示一個(gè)字符，每位和每位之間有一段間隔，相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)距，而且每行之間也都有間隔，它起到了行間距和字符間距的作用，所以它才不能很好地顯示圖形[7]。 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16引腳接口，其中：　　第1腳：VSS為接地電源?！　〉?腳：V0是液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)其對(duì)比度最弱，接地電源其對(duì)比度最高，可以通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)比度，已達(dá)到觀眾想要的觀看效果?！　〉?腳：RW讀寫(xiě)信號(hào)線，進(jìn)行讀操作為高電平，寫(xiě)操作為低電平。第7～14腳：D0～D7腳是8位的雙向數(shù)據(jù)端口。15腳背光電源的正極，16腳背光源的負(fù)極[8]。圖32 引腳排布圖1602液晶模塊有160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形存儲(chǔ)在內(nèi)部字符發(fā)生存儲(chǔ)器中，這些字符包括英文字母的大小寫(xiě)、阿拉伯?dāng)?shù)字、常用的符號(hào)、以及日文假名等，每一個(gè)代碼都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的字符，例如英文字母“A”的代碼是01000001B也就是41H，顯示時(shí)模塊就會(huì)把地址41H中字符圖形表現(xiàn)出來(lái)，我們就能在液晶屏上看到字母“A”。A’。A39。 字符代碼0x00~0x0F是用戶(hù)自定義的字符圖形，0x20～0x7F為標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼，0xA0～0xFF是日文字符和希臘文字符，其余的沒(méi)有定義。表34 ASCII碼值地址D6D5D4D3D2D1D0 0000010100111001011101110000NULDLESP0P、P0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC33CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYNamp。K[k{1100FFFS’L\l|1101CRGS=M]m}1110SORS.N^n~1111SIUS/?OoDEL 晶振 晶振是指從石英晶體上切下的薄片，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或者晶振，而在封裝的內(nèi)部添加了由IC組成的振蕩電路的晶體器件被稱(chēng)為晶體振蕩器。 晶振通常用作晶體振蕩器存在單片機(jī)應(yīng)用電路中。在微處理器中也用石英晶體來(lái)做諧振器。 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，在許多電子產(chǎn)品中都有用到，像計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、玩具車(chē)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。表35 蜂鳴器的基本信息中文名稱(chēng)蜂鳴器產(chǎn)品性質(zhì)一種一體化結(jié)構(gòu)的訊響器產(chǎn)品用處用于計(jì)算機(jī)、定時(shí)器、打印機(jī)產(chǎn)品分類(lèi)無(wú)源蜂鳴器和有源蜂鳴器結(jié)構(gòu)原理電磁線圈和磁鐵周期性地振動(dòng)發(fā)聲驅(qū)動(dòng)電路使用三極管來(lái)放大電流 蜂鳴器的分類(lèi)按組成分類(lèi)分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器主要由多壓電蜂鳴片、諧振蕩器、阻抗匹配器和外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器在外殼上還會(huì)裝有發(fā)光二極管，工作原理是當(dāng)蜂鳴器接通電源后,多諧振蕩器就會(huì)進(jìn)行起振,輸出相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)，蜂鳴片就會(huì)因?yàn)樽杩蛊ヅ淦骶蜁?huì)推動(dòng)而發(fā)聲。電磁式蜂鳴器由磁鐵、振動(dòng)線圈、電磁線圈和振動(dòng)膜片以及外殼等組成。在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振動(dòng)膜片周期性地振動(dòng)發(fā)聲。有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器的外觀如圖33所示。當(dāng)兩種蜂鳴器的引腳都朝上放時(shí)，可以看到無(wú)源蜂鳴器上有綠色電路板，而有源蜂鳴器是用黑膠封閉的。如果能發(fā)出持續(xù)聲音，且電阻在幾百歐以上的，是有源的。有源蜂鳴器與無(wú)源蜂鳴器這里的“源”不是指電源，而是指震蕩源。無(wú)源蜂鳴器和有源蜂鳴器的優(yōu)缺點(diǎn)如表36所示。激蜂鳴器被單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式有兩種：一種是應(yīng)用I/O 定時(shí)跳變的電平產(chǎn)生的波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，另一種是運(yùn)用PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)。PWM 口的輸出是在單片機(jī)中幾個(gè)系統(tǒng)寄存器里來(lái)設(shè)置的，它可以規(guī)定占空比、周期等，在設(shè)置這些寄存器后，就會(huì)產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率波形，這時(shí)只要打開(kāi)PWM 輸出，它就可以輸出該頻率的方波，那么就可以使用這個(gè)波形來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。使用I/O 定時(shí)跳變電平來(lái)產(chǎn)生波形進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式會(huì)比較麻煩，需要使用定時(shí)器來(lái)定時(shí)，蜂鳴器要求的頻率波形就是通過(guò)定時(shí)的跳變電平來(lái)得到的，這時(shí)通過(guò)這個(gè)波形就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。蜂鳴器的工作電流一般較大，單片機(jī)的I/O口是無(wú)法直接使蜂鳴器工作的，所以要加放大電路，將電流進(jìn)行放大，放大電流一般使用三極管就可以了。圖34 蜂鳴器的放大電路圖 排阻 排阻，按其字面意思就是一排電阻，由若干個(gè)參數(shù)完全相同的電阻組成，它們的每一個(gè)引腳都連接到一起，用作公共引腳，其余的引腳正常引出。它在排阻上會(huì)用一個(gè)色點(diǎn)標(biāo)出來(lái)。它和普通電阻的功能一樣一樣，與普通電阻相比它簡(jiǎn)化了PCB板子的使用空間，便于焊接，更有利于排版布線；本次試驗(yàn)選擇的是10K的排阻，型號(hào)是A103J，其仿真圖如圖35所示。若阻值中有小數(shù)點(diǎn)，則可用“R”表示，并且占一位有效數(shù)字。值得注意的是，需要將這種標(biāo)示法與一般數(shù)字的表示方法區(qū)分開(kāi)來(lái)，如標(biāo)示220的電阻器阻為2210^0=22Ω，但只有標(biāo)志為221的電阻器阻值才為220Ω。一些精密的排阻會(huì)采用一字母加四位數(shù)字的標(biāo)示方法。比如標(biāo)示為“2341”的排阻的電阻為23410=2340Ω。按鍵在市場(chǎng)上通常有四腳按鍵和兩腳按鍵，此次實(shí)驗(yàn)用的是四腳按鍵，如圖36所示。無(wú)論是軟件設(shè)計(jì)還是是硬件結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，運(yùn)用兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基極，兩側(cè)部分是發(fā)射極和集電極，排列方式有NPN和PNP兩種，二者的工作原理相同，只是電源極性不同。 (a) (b)圖37 NPN三極管 (c) (d)圖38 PNP三極管 三極管的分類(lèi) 表37為三極管的分類(lèi)表。截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓時(shí)，基極電流為零，同時(shí)集電極電流和發(fā)射極電流也都為零，三極管這時(shí)不起到電流的放大，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，我們就稱(chēng)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。我們把這種狀態(tài)叫做飽和狀態(tài)。由以上可以總結(jié)出三極管的工作狀態(tài)，可以通過(guò)時(shí)各個(gè)電極的電位高低來(lái)判斷[11]。圖39三極管工作狀態(tài) 電容電容也可以叫做電容器，它是一種可以存儲(chǔ)電荷的元器件，是常用的電子元器件之一。上電后，兩端極板帶電，這樣會(huì)形成一個(gè)電勢(shì)差，但是由于中間有絕緣物質(zhì)，所以整個(gè)的電容是不導(dǎo)通的。它具有旁路、儲(chǔ)能、濾波和去耦等功能，因此常被用作電路中。從電路來(lái)說(shuō)，電容為負(fù)載電容且比較大時(shí)，電源電路為了完成信號(hào)的跳變，那么就要把電容進(jìn)行充電、放電，在充放電過(guò)程中，為了使驅(qū)動(dòng)電路的電流可以吸收很多的電源電流，那么就要在上升沿相對(duì)來(lái)說(shuō)比較陡峭的時(shí)候，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候電流較大。去耦的工作原理就是相當(dāng)于電容起到了一個(gè)“電池”的作用，它可以使驅(qū)動(dòng)電路的電流發(fā)生改變，避免彼此產(chǎn)生干擾，在電路中進(jìn)一步減小高頻干擾阻抗。與小型可充電電池的原理一樣，旁路電容的作用是可以被充電，也可以向器件進(jìn)行放電。其目的是為了盡量減少阻抗，能夠減少因輸入值過(guò)大而引起的地電位抬高和噪聲。旁路電容實(shí)際上也包含耦合功能，只是旁路電容通常都用作高頻旁路中。旁路的作用是濾除輸入信號(hào)中的干擾，而去耦的作用是濾除輸出信號(hào)的干擾，阻止其干擾信號(hào)返回電源。濾波：在理論上，電路中需要通過(guò)的頻率越高，那么電容就要越大，阻抗要越小，但實(shí)際大于 1μF 的電容基本上為為電解電容，含有很大的電感成份，所以在頻率高后阻抗也會(huì)跟著會(huì)增大。因此電容起到了通高阻低的作用。通常用在濾波中的電容為1000μF時(shí)，就是濾低頻，小電容為20pF時(shí)就濾高頻。儲(chǔ)能：通過(guò)整流器來(lái)收集電荷的電容，并且會(huì)把存儲(chǔ)的能量使用變換器傳送到電源的輸出端，這樣的電容就具有儲(chǔ)能的作用，通常應(yīng)用的電容是鋁電解電容，它的額定電壓一般為40～450VDC額定電容值一般在220～150 000μF 之間。本次實(shí)驗(yàn)只是小型的應(yīng)用型電路，因此用到的電容只是小型電解電容和瓷片電容。除了支持各種常見(jiàn)的單片機(jī)型號(hào)，也支持當(dāng)前使用的keil軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以對(duì)電路進(jìn)行連接調(diào)試；而且它相對(duì)于EDA和PCB軟件，可以設(shè)計(jì)混合電路的軟件仿真、電路仿真及系統(tǒng)協(xié)同仿真。該軟件的特點(diǎn)是：（1）它是SPICE電路仿真和單片機(jī)仿真的相結(jié)合。同時(shí)也有信號(hào)源等。如：ARM7(LPC21xx)、AVR系列、 8051/52系列、PIC10/12/16/18系列以及多種外圍芯片。（3）提供調(diào)試軟件的功能。（4）它具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能，我們所學(xué)過(guò)的元器件及儀器設(shè)備在其元件庫(kù)里面都可以找到。通常只有仿真成功了，才會(huì)根據(jù)仿真的結(jié)構(gòu)來(lái)做實(shí)物[13]。圖41 Proteus軟件界面 Keil軟件 Keil uVision2是由德國(guó)KEIL公司研發(fā)的一種集成開(kāi)發(fā)的軟件，是在Windows系統(tǒng)操作下的MCS51單片機(jī)系列的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它具有源程序的編寫(xiě)、項(xiàng)目管理、匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言的編寫(xiě)、編譯、連接、對(duì)程序進(jìn)行仿真、運(yùn)行調(diào)試的功能，是一個(gè)具有強(qiáng)大功能的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。圖42 KEIL軟件界面 本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用模塊化的程序設(shè)計(jì)，程序主要分為主程序，中斷程序、加分程序，減分程序，延時(shí)程序，比分的交換程序，時(shí)間的調(diào)整程序，時(shí)間的暫停程序，倒計(jì)時(shí)提醒程序，掃描顯示