【正文】 制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 AT89C52 圖 314 1．主要特性： 16k 字節(jié)可編程閃爍存儲器 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 13 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 三級程序存儲器鎖定 32 可編程 I/O 線 5 個中斷源 低功耗的閑置和掉電模式 GND：接地。當 P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時， 將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 4 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 二 、 8155 芯片 8155 芯片內(nèi)包含有 256 字節(jié) RAM， 2 個 8 位、 1 個 6 位的可編程并行 I/O 口，和 1個 14 位定時器 /計數(shù)器。 1 引腳說明 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 15 8155 共 40 個引腳，采用了雙列直插的封裝，主要引腳功能如下： AD7— AD0：地址數(shù)據(jù)總線；單片機和 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)信息都是通過它來傳送的。 RD：存儲器讀信號線，低電平有效。 ALE：地址及片選信號鎖存信號線，高電平有效。 IO/M： IO 接口與存儲器選擇信號線，高電平選擇 I/O，低電平選擇存儲器。 PB7— PB0： B 口輸出 /輸入線。 8155 引腳與邏輯如圖 315 所示。 圖 316 8155 工作控制字 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 17 2 工作方式 8155 有一個控制命令寄存器和一個狀態(tài)標志寄存器。 8155 工作方式控制字只能寫入，不能讀出，格式如圖 316 8155 的狀態(tài)標志寄存器用來存放 A 口和 B 口的狀態(tài)標志。 8155 的定時器為 14 位的減法計數(shù)器，可以對輸入脈沖進行減法計數(shù)，定時器由 T13— T0設(shè)定時器時間長度， M M1 設(shè)定輸出方式，如表 35 表 35 M M1 設(shè)定輸出方式 M2 M1 方式 0 0 單方波 0 1 連續(xù)方波 1 0 單脈沖 1 1 連續(xù)脈沖 ① 方式 1 方式 1 是一種選通輸入／輸出方式。這種方式多用于查詢傳送和中斷傳送 。它利用 A 口為雙向輸入／輸出口， C 口的煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 18 PC3～ PC7 作為專用應(yīng)答線。 當 8155 接收到寫入控制端口的控制字時，首先測試控制字的最高位，如為 1，則是方式選擇控制字；如為 0，則不是方式選擇控制字，而是對端口 C 置 1／置 0 控制字，這是由于端口 C 的每一位可作為控制位來使用。圖中 OE——使能端，接地。 (1).1 腳是輸出使能 (OE),是低電平有效 ,當 1 腳是高電平時 ,不管輸入 11 1 18 如何 ,也不管 11 腳 (鎖存控制端 ,G)如何 ,輸出 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài) (或者叫浮空狀態(tài) )。 當三態(tài)門使能信號 OE 為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許 Q0~Q7 輸出， OE 為高電平時，輸出懸空。 51 單片機的 ALE 信號可以直接與 74LS373 的 C 連接。 G 是數(shù)據(jù)鎖存控制端；當 G=1 時，鎖存器輸出端同輸入端；當 G 由 “1”變?yōu)?“0”時，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。 在 MCS51 單片機系統(tǒng)中，常采用 74LS373 作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。輸出允許端 OE 接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。 其引腳功能如下： D0～ D7：數(shù)據(jù)總線，雙向三態(tài)總線。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 20 (a) (a) (a) 引腳排列圖； (b) 引腳功能圖 圖 321 8279 引腳及功能 RESET：系統(tǒng)復(fù)位輸入端，高電平有效。 CS ：片選輸入端，低電平有效。 A0=1 時， CPU 寫入數(shù)據(jù)為命令字，讀出狀態(tài)字為狀態(tài)字； A0=0時， CPU讀、寫均為數(shù)據(jù)。 IRQ：中斷請求輸出端，高電平有效?？删幊淘O(shè)定為編碼（ 4 中選 1）或譯碼輸出（ 16 選 1）。 SHIFT：移位信號輸入端，高電平有效。在傳感器和選通方式中， SHIFT 無效。在鍵盤工作方式時，它是鍵盤數(shù)據(jù)的最高位，通 常用作控制鍵。在傳感器方式時，它無效。 OUTB0～ OUTB3： B 組顯示信號輸出端。它在數(shù)字切換顯示或使用熄滅命令時關(guān)顯示。當數(shù)據(jù)選擇端 A0 置 “1”時， CPU對 8279 寫入的數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。 1) 鍵盤的工作方式 通過對鍵盤 /顯示方式命令字的設(shè)置，可置為雙鍵互鎖方式和 N 鍵巡回方式。若有兩鍵或多個鍵同時按下，則無論這些鍵是以什么次序按下的，它只識別最后一個釋放的鍵，把該鍵值送入 FIFO/傳感器 RAM中。若有多個鍵同時按下時，鍵盤掃描能按按鍵先后順序依次將鍵值送入 FIFO/傳感器 RAM 中。左端送入為依次填入方式，右端送入為移位方式。圖 322 是 8051 與 8279 的一般接口框圖。在實際應(yīng)用中，鍵盤的大小和顯示器的位數(shù)可以根據(jù)具體需要而定。 采用 8279 與 8051 接口，在 CPU 對 8279 進行初始化后，只需向 8279 傳輸待顯示數(shù)據(jù)（送數(shù)），再就是在 8279 鍵盤中斷申請發(fā)出后，取鍵盤數(shù)據(jù)識別按鍵（取數(shù)），即可實現(xiàn)按鍵識別和動態(tài)顯示。 CPU 再也不必像實訓 7 那樣不斷調(diào)用動態(tài)顯示子程序，不斷查詢是否有按鍵按下，大大提高了 CPU的工作效率。雙四拍芯片內(nèi)的ＰＷＭ斬波器電路可在開關(guān)模式下調(diào)節(jié)步進電機繞組中的電流。Ｌ 297 的芯片引 腳特別緊湊采用雙列直插 20 腳封裝，其引腳見圖 323 在圖 323 所示的 L297 的內(nèi)部方框圖中，變換器是一個重要組成部分。由變換器產(chǎn)生四個輸出信號送給后面的邏輯部分，輸出邏輯提供邏輯禁止和斬波功能所需的相序。每個斬波器 的觸發(fā)器由 振蕩器的脈沖調(diào)節(jié)，當負載電流提高時檢查電阻上的電壓相對提高，當電壓達到Ｕ ref 時，將觸發(fā)器重置，切斷輸出，直到第二個振蕩脈沖到來。 Ｌ 297 能產(chǎn)生單四拍、雙四拍和四相八拍工作所需的適當相序。 其波形圖如圖 326 所示。 L297 引腳功能： 腳 1（ SYNC）：斬波器輸出端。此引腳有效時，晶體管開路 腳 4（ A）： A相驅(qū)動信號 腳 5（ INH1）：控制 A 相和 B相的驅(qū)動級。若 CONTROL端輸入是低電平時，用斬波器調(diào)節(jié)負載電流 腳 6（ B） ： B相驅(qū)動信號 腳 7（ C）： C相驅(qū)動信號 腳 8（ INH2）：控制 C 相和 D相的驅(qū)動極。當它為低電平時， INH1,INH2,A,B,C,D 都為低電平。 加到此引腳的電壓決定繞組電流的峰值 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 23 腳 16（ OSC）：斬波頻率輸入端 腳 17（ CW/CCW）：方向控制端。該引腳輸入負脈沖時步進電機向前步進一個增量，該步進是在信號的上升沿產(chǎn)生 腳 19（ HALF/FULL）：半步、全部方式選擇端。全步方式時變換器在奇數(shù)狀態(tài)，會得到二相全步順序（雙四拍）；變換器在偶數(shù)狀態(tài)，會得到單項工作方式（單四拍） 腳 20（ RESET）：復(fù)位輸入端。在本設(shè)計中用的是 LED（發(fā)光二極管顯示器）。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器用 于字符顯示。 1． 數(shù)碼管簡介 1）數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字 0 ?字符 A ? F、 H、 L、 P、 R、 U、 Y、符號“ ?”及小數(shù)點“ ?”。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖 330（ b）和圖 330（ c）所示。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點 亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 3）數(shù)碼管的驅(qū)動 ULN2021A 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品 ,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點 ,適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 26 圖 331 功能框圖 表 37 ULN2021A 的極限參數(shù) 項目 符號 數(shù)值 單位 最大輸入電壓 Vi(max) 30 V 集電極 發(fā)射極電壓 Vo(max) 50 V 最大基極輸入電流 IB(MAX) 25 mA 輸出電流 Io 500 mA 貯存溫度 Ts 65～ 150 ℃ 結(jié)溫 Tj 175 ℃ 引線耐焊接溫度 TD 300 ℃ 2 靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。每個數(shù)碼管的 8 個字段分別與一個 8 位 I/O 口地址相連， I/O 口只要有段碼輸出，相應(yīng)字符即顯示出來，并保持不變，直到 I/O 口輸出新的段碼。 3. 動態(tài)顯示 動態(tài)顯示是一位一位地輪流點 亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時顯示的感覺。 在本設(shè)計中采用五位動態(tài)顯示，設(shè)單片機 RAM 中有五個顯示緩沖單元 79H—7DH，煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 27 分別存放五位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。顯示流程圖如圖 331 所示 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 28 圖 331 顯示流程框圖 顯示器緩沖器指針置初值 79H 送到 R0 開始 掃描模式置初值 01H 送到 R3 （ R3） .5=1? R3 送到 8155 口 取顯示數(shù)據(jù)查表 轉(zhuǎn)化為段數(shù)據(jù)送 8155口 延時 1ms 顯示緩沖器指針加 1 R3 左移一位 返回 Y N 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 29 程序清單如下： DIR: MOV R0, 79H