【正文】 單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原 程序 空閑模式：典型功耗 2mA 典型功耗 正常工作模式：典型功耗 4Ma～7mA 典型功耗 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備圖33 STC89C52RC引腳示意圖STC89C52RC 引腳功能說(shuō)明VCC（40 引腳）：電源電壓 VSS（20 引腳）：接地P0 端口（～，39～32 引腳） ：P0口是一個(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以分時(shí)作為低 8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線。在 Flash ROM 編在程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)端口指令；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié),驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。P2 端口（～，21～28 引腳） ：P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙 向 I/O 端口。 對(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)，P2 送出高 8 位地址。 在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一 個(gè)電流。 P3 口除作為一般 I/O 口外，還有其他一些復(fù)用功能。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效， 用來(lái)完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功 能無(wú)效。 ALE/ ROG（30 引腳）地址鎖存控制信號(hào) ：(ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 如果需要，通過(guò)將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1” ，ALE 操作將無(wú)效。否則，ALE 將被微弱拉高。外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ SEN）是外部程序存儲(chǔ)器選 SEN（29 引腳）通信號(hào)。 A/VPP （31 引腳） 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào), 為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， A必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， A應(yīng)該接 VCC。 XTAL1（19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制電路設(shè)計(jì)中采用的是單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個(gè)最小系統(tǒng)（指單片機(jī)的可以的最小配置系統(tǒng)）。根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)端口添加外圍的器件，具體電路如圖32所示。分別輪流控制兩個(gè)74HC138輸出，控制數(shù)據(jù)的輸出。在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，用于鎖存低8位地址，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作時(shí)，ALE端周期性地以時(shí)鐘振蕩頻率的1\6的固定頻率向外輸出正脈沖。因?yàn)闆](méi)有擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器，所以將EA置為高電平。其第二功能和實(shí)際運(yùn)用如表32所示表32 STC89C52R的P3口第二功能的應(yīng)用端口第二功能信號(hào)名稱RXD串行輸入口TXD串行輸出口外部中斷0外部中斷0輸入口外部中斷1外部中斷1輸入口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0輸入口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1輸入口寫選通輸出口入選通輸出口STC89C52單片機(jī)的P0在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組端口線分時(shí)作為低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線，P2口在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，其作為高8位地址總線。 譯碼電路設(shè)計(jì)譯碼電路的功能是為了解決單片機(jī)I/O端口不足。具體電路如圖33所示74HC138的作用：八位二進(jìn)制譯碼器74HC138的作用是用來(lái)選擇顯示行，一個(gè)74HC138可以選擇8行中的一行，所以單元板/模塊上有2塊74HC138，這樣就可以在16行中選擇1行顯示圖33 74HC138D的引腳示意圖第8腳GND，電源地。第4~6腳片選信號(hào)控制，只有在5腳為“0”6腳為“1”時(shí)，才會(huì)被選通，輸出受A、B、C信號(hào)控制。通過(guò)控制選通腳來(lái)級(jí)聯(lián)，使之?dāng)U展到十六位。表3—3 74HC138的真值表InputOutputEnableselectCBAY0Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7LXXXXXHHHHHHHHHXHXXXHHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHHHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 八同相三態(tài)緩沖器/線驅(qū)動(dòng)器74HC24474HC244芯片的功能：如果輸入的數(shù)據(jù)可以保持比較長(zhǎng)的時(shí)間(比如鍵盤)，簡(jiǎn)單輸入接口擴(kuò)展通常使用的典型芯片為74HC244，由該芯片可構(gòu)成三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。由于STC系列一般用并口進(jìn)行編程，理論上可以直接用單片機(jī)的幾根I/O口接并口線，但如果電路板沒(méi)有做好，可能會(huì)連帶把計(jì)算機(jī)并口燒壞，所以要加個(gè)74HC244芯片隔離一下。當(dāng)和都為低電平時(shí)，輸出端Y和輸入端A狀態(tài)相同；當(dāng)和都為高電平時(shí)，輸出呈高阻態(tài)。74HC04是一個(gè)普通的非門，而74HC14是斯密特觸發(fā)器，是具有滯后特性的數(shù)字傳輸門。 行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)發(fā)光二極管，LED(Light Emitting Diodes)，即是在在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。4953的作用：行驅(qū)動(dòng)管，功率管每一顯示行需要的電流是比較大的，要使用行驅(qū)動(dòng)管，每片4953可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)顯示行圖3—5 4953的引腳分布圖其內(nèi)部是兩個(gè)CMOS管，3腳VCC，4腳控制腳，2腳控制8腳的輸出，4腳控制6腳的輸出，只有當(dāng)4腳為“0”時(shí)，6才會(huì)輸出，否則輸出為高阻狀態(tài)。第16腳VCC，電源正極第14腳DATA，串行數(shù)據(jù)輸入口，顯示數(shù)據(jù)由此進(jìn)入，必須有時(shí)鐘信號(hào)的配合才能移入。第12腳STB，鎖存口，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)在傳入寄存器后，只有供給一個(gè)鎖存信號(hào)才能將移入的數(shù)據(jù)送QA~QH口輸出。第10腳SCLR，復(fù)位口，只要有復(fù)位信號(hào)，寄存器內(nèi)移入的數(shù)據(jù)將清空，顯示屏不用該腳，一般接VCC。第11~7腳，并行輸出口也就是驅(qū)動(dòng)輸出口，驅(qū)動(dòng)LED 電源設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中74HC5974HC13STC89C52都需要5V的供電電壓，在系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中可以使用電腦USB供電。此時(shí)需要對(duì)民用的220V進(jìn)行降壓整流為5V直流電壓為顯示系統(tǒng)供電。圖39 電源原理圖 如圖所示，用220V轉(zhuǎn)12V的變壓器進(jìn)行降壓后再通過(guò)一個(gè)橋式整流電路將交流電整流為直流電。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言編寫，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。其功能結(jié)構(gòu)如圖24所示。 主程序的工作流程如圖41所示：開 始調(diào)用相應(yīng)顯示程序讀取顯示控制命令選擇顯示方式從顯示數(shù)組讀取數(shù)據(jù)到顯示寄存器系統(tǒng)初始化圖41 主程序流程圖程序開始時(shí)首先必須對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，其中初始化的內(nèi)容包括：各I/O口功能的設(shè)定等。 子程序的設(shè)計(jì) LED顯示屏的顯示方式LED點(diǎn)陣屏顯示方式主要由靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行還是列。圖42 掃描顯示程序原理圖 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式該顯示系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)采取橫取模方向的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖43圖43 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)原理圖即數(shù)據(jù)是橫向的，一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)位。 顯示程序的設(shè)計(jì) 顯示程序分為可根據(jù)不同的控制方式顯示不同形式的畫面。為了減小軟件的修改和優(yōu)化難度，先把各子程序?qū)憺橐粋€(gè)可單獨(dú)執(zhí)行的完整程序。詳細(xì)程序見附錄2。因此把硬件調(diào)試按照以下四部分分步來(lái)進(jìn)行：（1）測(cè)試所有焊點(diǎn)是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在；（2）通電測(cè)試所有硬件芯片的輸入輸出電壓是否在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)；（3）測(cè)試ISP下栽線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)；（4）測(cè)試串口系統(tǒng)的通信功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。 短路與虛焊檢測(cè) 檢測(cè)工具為萬(wàn)用表，使用萬(wàn)用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測(cè)試相臨的兩個(gè)焊點(diǎn)檢測(cè)是否短路。檢測(cè)和修改完成后為下一步通電檢測(cè)排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測(cè)結(jié)果不真實(shí)的麻煩。顯示系統(tǒng)中單片機(jī)、譯碼器，鎖存器，驅(qū)動(dòng)電路的電源電壓均要求為5V所以可同時(shí)直接接入。經(jīng)過(guò)觀察，沒(méi)有這些現(xiàn)象出現(xiàn)。測(cè)試的結(jié)果為：～。在進(jìn)行功能調(diào)試前必須用KEIL C對(duì)所有程序進(jìn)行編譯。其余功能的軟件便可以在此基礎(chǔ)上調(diào)試驗(yàn)證其功能的正確性。這樣做的目的在于檢測(cè)各器件是否能夠正常運(yùn)行和顯示屏的各個(gè)LED燈是否有損壞。（2）將動(dòng)態(tài)顯示子程序結(jié)合硬件電路進(jìn)行調(diào)試。 調(diào)試結(jié)果分析對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，得出以下原因和修改辦法。無(wú)法滿足譯碼電路的輸入要求。（2）虛點(diǎn)的產(chǎn)生與軟件和三極管電壓有關(guān)。經(jīng)過(guò)調(diào)試和修改，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目所要求的顯示，動(dòng)態(tài)顯示。自從報(bào)了該設(shè)計(jì)之后，我就開始對(duì)LED進(jìn)行詳細(xì)資料的收集，從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的兩方面對(duì)LED進(jìn)行了解。在查閱了大量的大屏幕顯示屏資料后確定了題目的設(shè)計(jì)方案。在實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和困難給我留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和深刻教訓(xùn)。隨著課題的進(jìn)行，對(duì)LED的了解也越來(lái)越深入?？梢栽O(shè)想利用LED的高穩(wěn)定性和低能耗，再與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合在沙漠深處或者人跡罕至的雪山之顛樹立一塊依靠太陽(yáng)能充電，通過(guò)無(wú)線傳輸方式更改顯示內(nèi)容的信息板為登山者提供指示和天氣信息，為沙漠迷路的人指引方向。我相信通過(guò)此次設(shè)計(jì)所得到的知識(shí)、心得、經(jīng)驗(yàn)?zāi)酥粮惺芏紩?huì)讓我在以后的日子里受益匪淺。同時(shí)我要感謝大學(xué)三年里教過(guò)我課程的老師們，感謝他們對(duì)我知識(shí)增長(zhǎng)所付出的辛勤勞動(dòng)。參考文獻(xiàn) [1] ：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，1995[2] (自然科學(xué)版)，1993 [3] . ，1997[4] ，2001[5] ，2000[6] ，2002附錄附錄 1： 硬件原理圖附錄 2：程序includedefine uchar unsigned char //給unsigned char起名uchardefine uint unsigned int uchar code lie[]={0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XF