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RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。 (6)寄存器

AT89C51系统中的寄存器分为通用寄存器和专用寄存器两大类。 ①通用寄存器:

AT89C51的通用寄存器共有32个,为8位寄存器,分为4个区(称为0区、1区、2区、3区),每区共有8个寄存器,称为R0、R1、R2、R3、B4、R5、R6、R7。4个寄存器区的选择是由程序状态字中的RS1、PS2两位来控制。

②专用寄存器: A.程序计数器PC

程序计数器PC用于存放下一条要执行的指令地址。它是一个16位的专用寄存器,有自动加1的功能。当一条指令按照PC所示的地址从存储器取出后,PC就会自动加从而指向下一条要执行的指令。PC是维持一个计算机有秩序执行程序的关键性寄存器。

B.累加器ACC

累加器ACC是一个8位寄存器,是CPU中使用最频繁的寄存器,因为在算术逻辑运算中大部分单操作数指令的操作数取自累加器,很多双操作数指令的一个操作数取自累加器。加、减、乘、除运算的结果都存于累加器A或AB寄存器对中。

C.B寄存器

B寄存器是一个8位寄存器,用于存放乘除指令中的操作数。在其他指令中,B寄存器可作为RAM中的一个单元来使用。

D.程序状态字PSW

程序状态字是—个8位寄存器,用来存储程序状态信息。他的的各位的定义如表3-8示:

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表3-8程序状态字的定位意义

CY

AC

FO

RS1

RS0

OV

P

CY:进位标志。AC:辅助进位标志。 F0:由用户定义的状态标志。

AS1、RSO:寄存器区选择控制位1和0。这两位对寄存器区的选择如表3-9所示

表3-9 RS1、RSO对寄存器的选择

RS1 0 0 1 1

RS0 0 1 0 1

寄存器区 0区 1区 2区 3区

E.堆栈指针SP

SP是一个8位专用寄存器。

堆栈是在CPU外的一个按先进后出原则组织的存储区域,堆栈指针寄存器中的内容始终等于堆栈顶部地址值。AT89C51的堆栈是向上升的堆栈,即每向堆栈中推入一个数据,堆栈指针的内容加1,指向刚推人数据的地址,即栈顶地址。数据弹出时从栈顶弹出一个数据,堆栈指针相应减1,指向新的栈顶。

3.3.4AT89C51的接口连接

单对AT89C51来说,在实际电路中可以直接互换8051/8751,替换8031只是第31脚有区别,8031因内部没有ROM,31脚需接地(GND),单片机在启动后就到外面程序内存读取指令;而8051/8751/89c51因内部有程序内存,31脚接高电平(VCC),单片机启动后直接在内部读取指令。也就是5l芯片的31脚控制着单片机程序从内部读取还是从外部读取,3l脚接电源,程序从内部读取,31脚接地,程序从外部读取。其它无须改动。此外AT89C51替换8031后因不用外内存,不必安装原电路的外内存和373芯片。AT89C51的某些特殊功能口可以采用P3口来实现,如下表3-10所示。

本次设计中使用的引脚为RXD,TXD,P2,P3口。图3-11单片机电路原理图 3.3.5时钟电路

AT89C51片内有一个构成内部振荡器的高增益反向放大器,引脚分别由XTAL1和XTAL2接入。振荡电路有内部和外部两种方式。

XTAL1:反相振荡放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出

内部振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器,振荡电路如3-12所示图。

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表3-10 P3特殊功能口

管脚 P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4 T0 P3.5 T1 P3.6 /WR P3.7 /RD

XTAL2 C2 备选 串行输入口 串行输出口 外部的中断0 外部的中断1 外部的输入记时器0 外部的输入记时器1 写选通的外部数据存储器 读选通的外部数据存储器

悬空 XTAL2 XTAL1 C1 GND 外部振荡信号 XTAL1 GND 1.内部方式 2.外部方式

图3-12 振荡电路

3.3.6复位电路

影响单片机系统运行稳定性的因素大致可以分为外因和内因两部分。 (1)外因

射频干扰它是以空间电磁场的形式传递,在机器内部的导体引线或零什引脚感生出相应的干扰,可通过电磁屏蔽和合理的布线或者器件布局衰减该类干扰。电源线或电源内部产生的干扰,是由于电源线或电源内的部件耦合或直接传导导致的,可通过电源滤波隔离等措施来衰减该类干扰。

(2)内因

振荡源的稳定性主要由起振时间,频率稳定度和占空比稳定度决定,起振时间、整体稳定度及电路可靠性受振荡器类型、温度和电压等参数影响。

复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起见电源稳定后,还要经一定的延时后才撤销复位信号,以防电源开关或电源插头分因分合过程中引起的抖动而影响复位。复位信号是高电平有效,复位信号有效时间必须大于24个振荡周期。

我们选用12MHz的晶振,24个振荡周期为2us。一般来说单片机可靠复位的只需要5ms时间。我们选用的是上电复位。如图3-13所示:

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3.4译码显示电路

过一个10K的电位器来进行;

(1)第1脚:接地电源是VSS;

可以显示两行,1602代表的就是这个意思。

功耗应用系统中。1602的16脚接口是采用标准规范的,其中:

符间距和行间距的作用。1602LCD是指显示的内容可以显示每行16个字符液晶模块,并且

1602上的,可以显示一个字符,是通过每个点阵字符位来实现的,并且组成部分是若干个

5X7或者5X11等点阵字符位。每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字

(2)第2脚:正电源是VDD接+5V ;

图3-11 单片机电路原理图

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LCD1602液晶显示内容丰富、小巧的体积、功耗低、超薄且轻巧,常用在微型仪表和低

1602液晶也叫1602字符型液晶,字母、数字、符号等的点阵型液晶模块将可以显示在

(3)第3脚:液晶显示器调整对比度的端口是V0,接正电源的时候对比度是最弱的,接地电源

的时候对比度是最高的,对比度太高时会出现不一样的“鬼影”,使用时,对比度的调整,可以通

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