【正文】 I/O 接口： P0、 P P P3。 ⑽ 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 ⑿ 111 條指令，含乘法指令和除法指令。 ⒁ 片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)。 二 .內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖 15 所示： 圖15 MCS51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 由圖可大致看到：它含運(yùn)算器、控制器、片內(nèi)存儲(chǔ)器、 4 個(gè) I/O 接口、串行接口、定時(shí)通道 0驅(qū)動(dòng)器 通道 2驅(qū)動(dòng)器 RAM地址鎖存器 RAM 通道 0鎖存器 通道 2鎖存器 ROM B寄存器 程序地址寄存器 緩沖器 PC遞增器 程序計(jì)數(shù)器 DPTR指針 VCC GND ～ 堆棧指針 SP ACC TMP2 PSW 通道 3鎖存器 通道 1鎖存器 通道 1驅(qū)動(dòng)器 通道 3驅(qū)動(dòng)器 TMP1 SCON TMOD PCON TCON TL0 TH1 TH0 TL1 IE SBUF(TX/RX) IP 中斷、串行口 和定時(shí)器邏輯 振蕩器 ～ RST EA ALE PSEN XTAL2 XTAL1 ALU (+5V) 指令 寄存 定時(shí)邏輯 指令 譯碼 器 /計(jì)數(shù)器、中 斷系統(tǒng)、振蕩器等功能部件。 三 .外部引腳說明 MCS51 系列單片機(jī)芯片有 40個(gè)引腳。低功耗的 、 采用 CHMOS 工藝制造的機(jī)型（在型號(hào)中間加一 “C”字作為識(shí)別，如 80C3 80C5 87C51）也有用方封裝結(jié)構(gòu)的。 VSS：接 +5V 電源地端。 XTAL2： 片內(nèi)反相放大器輸出端。 /輸出引腳 ～ ： P0 口的 8 個(gè)引腳。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)， P0 口分時(shí)復(fù)用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線?？勺鳛闇?zhǔn)雙向 I/O 接口使用。一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O 接口且尋址范圍超過 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2 口用為高 8 位地址總線。除作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用外，還具有第二功能，見表22。在訪問片外程序存儲(chǔ)器期間，每機(jī)器周期該信號(hào)出現(xiàn)兩次，其下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址。在向片外程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期該信號(hào)兩次有效（低電平），以通過數(shù)據(jù)總線P0 口讀回指令或常數(shù)。 RST/VPD： RET 寫全是 RESET，是復(fù)位端。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù) 10ms 以上才能保證有效復(fù)位。） ,可用于保存片內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)。 EA /VDD： 片外程序存儲(chǔ)器選用端。 綜上所述，對(duì) MCS51 系列單片機(jī)的引腳可歸納出下列兩點(diǎn)： ① 單片機(jī)功能多，引腳少，許多引腳都具有第二功能。由 P P0 組成 16 位地址總線；由 P0 分時(shí)復(fù)用為 數(shù)據(jù)總線；由 ALE、 PSEN 、 RST、 EA 、與 P3 口中的 INT0 、 INT1 、 T0、 T WR 、 RD 共10 個(gè)引腳組成控制總線。 單片機(jī)在系統(tǒng)中的應(yīng)用 在整個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)的控制功能為：采用 T0 口對(duì) V/F 轉(zhuǎn)換之后 的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，采用 T1 口進(jìn)行定時(shí)，采用 、 、 進(jìn)行量程選擇，采用 口判斷所測(cè)信號(hào)是交流信號(hào)還是直流信號(hào)，采用 口作為顯示電路的清零端，采用串行輸入端 RXD 作為移位寄存器的輸入端，采用串行輸出端 TXD 作為移位脈沖，電路如圖 17 所示： 系統(tǒng)的控制過程為： T1 口 定時(shí)， T0 口采樣，E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P ( R D )17P ( W R )16P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8( A D 0) P 39( A D 1) P 38( A D 2) P 37( A D 3) P 36( A D 4) P 35( A D 5) P 34( A D 6) P 33( A D 7) P 32( A 8) P 21( A 9) P 22( A 10 ) P 23( A 11 ) P 24( A 12 ) P 25( A 13 ) P 26( A 14 ) P 27( A 15 ) P 28P S E N29A L E /P R O G30( T X D ) P 11( R X D ) P 10GND20V C C40A T 89 C 51P0P1P2P3P4P5T0T X DR X DP D P 1D P 2D P 3510KR1510KR2510KR3P dp1dp2dp33KR73KR63KR53KR4VDD10KR 2922uFC3VDD33pFC233pFC1Y112MA T 89 C 51P 圖 17控制部分電路圖 定時(shí)時(shí)間到，采樣結(jié)束，通過單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算并選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，然后再進(jìn)行采樣、計(jì)算、顯示。它既具有按鍵處理功能，又具有自動(dòng)顯示功能，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛。該芯片能自動(dòng)消除鍵抖動(dòng)并具有雙鍵鎖定保護(hù)功能。 8279 的組成和基本工作原理 圖 19 為 8279 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 I/O 控制線用于 CPU對(duì) 8279 內(nèi)部各種寄存器、緩沖器讀寫數(shù)據(jù)和讀寫狀態(tài)命令的控制。 2）控制與定時(shí)寄存器及定時(shí)控制 控制與定時(shí)寄存器用來寄存鍵盤和顯示器的工作方式，以及由 CPU 編程的其他操作方式。 定時(shí)控制包含基本的計(jì)數(shù)鏈，首級(jí)計(jì)數(shù)器是一個(gè)可編程的 N 分頻計(jì)數(shù)器。然后再經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖器 I/O 控制 FIFO/傳感器 RAM的狀態(tài)寄存器 鍵盤去抖動(dòng)與控制 8 8FIFO/傳感器 RAM 控制與定時(shí)寄存器 顯示地址寄存器 16 8 顯示 RAM 顯示寄存器 定時(shí)與控制 掃描計(jì)數(shù)器 回復(fù) OUTA0~3 OUTB0~3 BD SL0~3 RL0~7 時(shí)鐘復(fù)位 D0~D7 RD WR CS A0 IRQ 圖 19 8279 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 CNTL/STB SHIFT 分頻，為鍵盤掃描提供適當(dāng)?shù)闹鹦袙呙桀l率和顯示時(shí)間 。 編碼工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器作二進(jìn)制計(jì)數(shù)， 4 位計(jì)數(shù)狀態(tài)從掃描線 SL0～ SL3 輸出。 譯碼方式工作時(shí)，掃描計(jì)數(shù)器的最低二位被譯碼后，從 SL0～ SL3 輸出一位低電平，可接 4 位 LED 或 4 8 鍵盤。 （ 1）在鍵盤工 作方式中，回復(fù)線為行列式鍵盤的行（列）輸入線。當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，去抖電路被置位，延時(shí) 10ms后，再檢驗(yàn)該鍵是否繼續(xù)閉合，并將該鍵的地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)，送入 8279 內(nèi)部 FIFO RAM（先入先出存儲(chǔ)器）。 （ 2）在傳感器開關(guān)狀態(tài)矩陣方式中，回復(fù)線的內(nèi)容直接被送往相應(yīng)的傳感器 RAM（即FIFO 存儲(chǔ)器）。 5） FIFO/傳感器 RAM及其狀態(tài)寄存器 FIFO/傳感器 RAM是一個(gè)雙重功能的 8 8位 RAM。 FIFO狀態(tài)寄存器用來存放 FIFO RAM 的狀態(tài)，如 RAM 是滿還是空，其中存有多少數(shù)據(jù)，是否操作 出錯(cuò)等。 在傳感器矩陣方式工作時(shí)，這個(gè)存儲(chǔ)器又是傳感器存儲(chǔ)器，它存放著傳感器矩陣中的每一個(gè)傳感器狀態(tài)。 6）顯示 RAM 和顯示地址寄存器 顯示 RAM 用來存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，容量為 16 8 位。顯示寄存器 分為 A、 B 兩組， OUTA3～ 0和 OUTB3～ 0 可以單獨(dú)送數(shù)，也可以組成一個(gè) 8 位的字。 顯示地址寄存器用來寄存 CPU 讀 /寫顯示 RAM 的地址，它可以由命令設(shè)定，也可以設(shè)置成在每次讀出或?qū)懭胫笞詣?dòng)遞增。 下面介紹各引腳功能。 2）地址線 CS ＝ 0 選中 8279，當(dāng) A0＝ 1 為命令字及狀態(tài)字地址。 3）控制線 VCC RL1 RL0 CNTL/STB SHIFT SL3 SL2 SL1 SL0 OUTB0 OUTB1 RL2 RL3 CLK IRQ RL4 RL5 RL6 RL7 RESET RD WR 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 31 10 8279 30 8279 有較多的控制線。 ALE 的頻率為單片機(jī)系統(tǒng)主頻的 1/6，再由指令送入分頻系數(shù)，從而得到 100kHz 的 8279 時(shí)鐘頻率。 （ 3） RD 、 WR ：讀、寫輸入控制線。 （ 5） RL0～ RL7：回復(fù)輸入線，它們是鍵盤或傳感器矩陣的信號(hào)輸入線。在傳感器方式和選通方式中，該引腳無用 。鍵盤方式時(shí)，鍵盤數(shù)據(jù)最高位（ D7）的信號(hào)輸入到該引腳，以擴(kuò)充鍵功能；選通方式時(shí)，當(dāng)該引腳信號(hào)上升沿到時(shí)，把 RL0～ RL7的數(shù)據(jù)存入 FIFO RAM 中。 （ 9） OUTB0～ OUTB3：通常作為顯示信號(hào)的低 4 位輸出線。當(dāng) BD＝ 0 時(shí)將顯示全熄滅。 1）鍵盤工作方式 8279 在鍵盤方式工作時(shí)可設(shè)置為雙鍵互鎖方式和 N 鍵巡回方式。 N 鍵巡回方式：一次按下任意個(gè)鍵均可被識(shí)別，以按鍵被掃描順序把鍵值存入 FIFO RAM中。 顯示數(shù)據(jù)只要寫入顯示 RAM 則可由顯示器顯示出來，因 此顯示數(shù)據(jù)寫入 RAM 的順序，決定了顯示的次序。 右端入口方式即顯示位置從顯示器最右端 1 位（最低位）開始，以后顯示的字符逐個(gè)向左順序排列。當(dāng) CPU 對(duì)傳感器矩陣掃描時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器狀態(tài)發(fā)生變化就發(fā)出中斷請(qǐng)求（ IRQ 置“ 1”），中斷響應(yīng)后轉(zhuǎn)入中斷處理程序。 8279 共有 8 種命令，通過這些命令設(shè)置工作寄存器，來選擇各種工作方式。 D7～ D5 三位的狀態(tài)可組合出 8 種形式，分別對(duì)應(yīng) 8 種命令，故稱為命令特征位。每一種特征所代表的命令如表14 所示 。 1）鍵盤 /顯示命令 特征位 D7～ D5＝ 000 D4， D3 兩位用來設(shè)定 4 種顯示方式， D2～ D0 三位用以設(shè)定 8 種鍵盤 /顯示掃描方式，分 別如表 15 和表 16 所示。 表 15: 顯示方式 D4 D3 顯示方式 0 0 8 個(gè)字符顯示，左端入口方式 0 1 16 個(gè)字符顯示，左端入口方式 1 0 8 個(gè)字符顯示，右端入口方式 1 1 16 個(gè)字符顯示，右端入口方式 表 16: 鍵盤 /顯示掃描方式 D2 D1 D0 鍵盤 /顯示掃描方式 0 0 0 編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定 0 0 1 譯碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定 0 1 0 編碼掃描鍵盤， N 鍵輪回 0 1 1 譯碼掃描鍵盤， N 鍵輪回 1 0 0 編碼掃描傳感器矩陣 1 0 1 譯碼掃描傳感器矩陣 1 1 0 選通輸入，編碼顯示掃描 1 1 1 選通輸入，譯碼顯示掃描 表 16 中所謂編碼掃描指掃描代碼直接由掃描線 SL0～ SL3 輸出，每次只有 1 位是低電平（ 4 選 1）。由于鍵盤最大 8 8＝ 64 個(gè)鍵，由 SL0～ SL2 接 3～ 8 譯碼器，譯碼器的 8 位輸出作為鍵盤掃描輸出線（列線）， RL0～ RL7 為輸入線（行線）。顯示字段碼由 OUTA0～ OUTA3和 OUTB0～ OUTB3 輸出。 2）時(shí)鐘編程命令 一般單片機(jī)的 ALE 端接 8279 的 CLK 端，但 ALE 端輸出的脈沖是主機(jī)頻率的 1/6,而 8279工作只需 100kHz 的時(shí)鐘脈沖，利用分頻系數(shù)可把 CLK 端輸入脈沖再分頻以達(dá)到產(chǎn)生 100kHz脈沖之目的。 由表 14 可見時(shí)鐘編程命令特征位 D7～ D5＝ 001。 3）讀 FIFO/傳感器 RAM 命令 特征位 D7～ D5＝ 010。 D3 無用。 4）讀顯示 RAM 命令 此命令用來讀顯示器 RAM，其格式如下： 特征位 D7～ D5＝ 011。 D3～ D0 為顯示 RAM 中的地址。 D4 是地址自動(dòng)加 1 控制， D4＝ 1 地址自動(dòng)加 1， D4＝ 0 地址不加 1。命令格式同讀顯示 RAM。 D4 為無用