【正文】 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS52指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和Flash 存儲(chǔ)單元，內(nèi)置 功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C52 提供了高 性價(jià)比的解決方案。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8052內(nèi)部有 128 個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶 只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表 。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8052有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 全雙工串行口： 8052 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 時(shí)鐘電路： 8052 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8052 單片機(jī)需外置振蕩電容。 INTEL 的 MCS52 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 圖 22 MCS52 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS52 的引腳說明： MCS52系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè) 引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4 組 8位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 圖 23 單片機(jī)的引腳圖 Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號復(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 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， 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) 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、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 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 12MHz 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： 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（對端口寫1）時(shí)作高阻抗輸入端。 對內(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 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。 鍵盤控制電路 該設(shè)計(jì)需要校對時(shí)間，所以用三個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)。下圖是按鍵硬件連接圖。這就是抖動(dòng)。很容易想到，抖動(dòng)問題不解決就會(huì)引起對閉合鍵的識別。 鍵按下 圖 38 按鍵抖動(dòng)信號波形 第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)