【正文】 內(nèi)部 I/O 控制 89C2051 在內(nèi)部 I/O 控制上繼承了 MCS51 的特性： 5 路 2 級(jí)優(yōu)待中斷，串等口， 2 路定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，內(nèi)部組成參見圖 4?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： 9 圖 23 單片機(jī)的引腳圖 Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8052 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖 4。 圖 24 上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖 圖 25 內(nèi)部和外部時(shí)鐘方式圖 10 Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過一個(gè)脈沖。 Pin29: 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)， PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù) 放到 P0口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。 第三章 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、 /EA=1 組成，下面介紹一下每一個(gè)組成部分。 圖 32 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 12 XTAL1 19 XTAL2 18 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi) 部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。 3. 復(fù)位 RST 9 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特 觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用 6MHz 時(shí)， C 取 22μ F， Rs 約為 200Ω， Rk約為 1K。 常用的復(fù)位電路如下圖所示： 13 圖 33 常用復(fù)位電路圖 (1) P0 端口 [] P0 是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對(duì)端口寫1）時(shí)作高阻抗輸入端。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié) 。 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。輸出時(shí)可驅(qū) 動(dòng) 4 個(gè) TTL。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低 8位地址信息。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8位地址和控制信息。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。 P3引腳 兼用功能 14 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時(shí)器 0輸入 (T0) 定時(shí)器 1輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RD 表 31 P3 端口引腳兼用功能表 LED 顯示電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器、 CRT 顯示器等。 圖 34 LED 顯示器的符號(hào)圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。 LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如下圖所示，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四 個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。對(duì)于多位 LED 顯示器，通常 都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。 17 第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總 體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用到很多子程序，它們的流程圖如下所示。 圖 41 主程序流程圖 開始 啟動(dòng)定時(shí)器 按鍵檢測(cè) 時(shí)間顯示 18 按鍵處理是先檢測(cè)秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒有按下，就檢測(cè)分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒有按下，就檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下，時(shí)就加 1；如果沒有按下，就把時(shí)間顯示出來。 N Y N Y N Y 時(shí)加 1 顯示時(shí)間 結(jié)束 開始 秒按鍵按下？ 秒加 1 分按鍵按下？ 分加 1 時(shí)按鍵按下？ 19 N 24 小時(shí)到？ 分單元清零，時(shí)單元加 1 N N N Y Y 時(shí)單元清零 時(shí)間顯示 中斷返回 開始 一秒時(shí)間到？ 60 秒時(shí)間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 20 圖 43 定時(shí)器中斷流程圖 時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。 圖 45 數(shù)字鐘的原理圖 在此有必要介紹一下數(shù)字電子鐘的工作原理。它的計(jì)時(shí)周 22 期為 24 小時(shí)，顯示滿刻度為 23 時(shí) 59 分 59秒，另外還有校時(shí)功能。 8 個(gè)數(shù)碼管的段選接到單片機(jī)的 P0口，位選接到單片機(jī)的 P2 口?！胺謫卧币膊捎?60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60 分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)單元”。顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來 。 （ 本次設(shè)計(jì)我們采用匯編語言編寫程序簡(jiǎn)單明了） 。 。 。 72－ 73H 分顯示單元 注意： 72H放個(gè)位數(shù) 73H放十位數(shù) 。 76－ 77H 分計(jì)時(shí)單元 。 。 。 ORG 0000H 。跳到標(biāo)號(hào) START 執(zhí)行 ORG 0003H 。外中斷 0 中斷返回 ORG 000BH 。跳至 INTTO 執(zhí)行 ORG 0013H 。外中斷 1 中斷返回 ORG 001BH 。跳至 INTT1 執(zhí)行 ORG 0023H 。串行中斷程序返回 。 主 程 序 。 START: MOV R0,70H 。 CLEARDISP: MOV R0,00H 。 DJNZ R7,CLEARDISP 。清 20H（標(biāo)志用） MOV 7AH,0AH 。設(shè) T0、 T1 為 16 位定時(shí)器 。50MS 定時(shí)初值（ T0 計(jì)時(shí)用） MOV TH0,4cH 。50MS 定時(shí)初值（ T1 閃爍定時(shí)用） MOV TH1,4cH 。總中斷開放 SETB ET0 。開啟 T0 定時(shí)器 MOV R4,14H 。調(diào)用顯示子程序 jnb ,set_h 。此按鍵是分鐘加 1 SJMP START1 。 。 1 秒計(jì)時(shí)程序 。 。累加器入棧保護(hù) PUSH PSW 。關(guān) T0 中斷允許 CLR TR0 。用 初值是 4C00H；用 12M 初值是 3CB0H MOV A,00H 。低 8 位初值修正 MOV TL0,A 。高 8 位初值修正 ADDC A,TH0 。重裝初值（高 8 位修正值） SETB TR0 。20 次中斷未到中斷退出 ADDSS: MOV R4,014H 。指向秒計(jì)時(shí)單元（ 70H71H） ACALL ADD1 。秒數(shù)據(jù)放入 A（ R3 為 2 位十進(jìn)制數(shù)組合） CLR C 。 24 ADDMM: JC OUTT0 。大于或等于 60 秒時(shí)對(duì)秒計(jì)時(shí)單元清 0 MOV R0,77H 。分計(jì)時(shí)單元加 1 分鐘 MOV A,R3 。清進(jìn)位標(biāo)志 CJNE A,60H,ADDHH 。小于 60 分時(shí)中斷退出 ACALL CLR0 。指向小時(shí)計(jì)時(shí)單元（ 78H79H） ACALL ADD1 。時(shí)數(shù)據(jù)放入 A CLR C 。 HOUR: JC OUTT0 。大于或等于 24 小時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí)單元清 0 OUTT0: MOV 72H,76H 。入對(duì)應(yīng)顯示單元 MOV 74H,78H 。 POP PSW ?；謴?fù)累加器 SETB ET0 。中斷返回 。 。 。 ADD1: MOV A,R0 。指向前一地址