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1、目录引言31. 绪论42 相关元件及电路设计42.1 AT89C52芯片功能特性及应用42.2 AT89C5252单片机52.2.1 AT89C52单片机的硬件结构562.2.3 AT89C52管脚说明72.2.4 外部总线构成112.3 单片机时钟电路及时钟时序单位12132.4.1 复位状态132.4.2 复位电路143.Keil C51开发系统基本知识Keil C51开发系统基本知识154 电路及程序设计164.1 电路原理图设计16总结17参考文献18附录19引言单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控
2、制器随着电子技术和微机计算机的迅速发展,单片机的档次不断提高,其应用领域也在不断的扩大,已在工业控制尖端科学智能仪器仪表日用家电汽车电子系统办公自动化设备个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用,成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器存储器和I/O接口电路等因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统单片机经过1233代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域
3、尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代单片机具有体积小功能强成本低应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机目前,一个学习与应用单片机的高潮正在工厂学校及企事业单位大规模地兴起学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,本文笔者用AT89C52单片机自制了一款简易的流水灯,重点介绍了其软件编程方法,以期给单片机初学者以启发更快地成为单片机领域的优秀人才1. 绪论当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能
4、控制系统所取代目前,一个学习与应用单片机的高潮正在工厂学校及企事业单位大规模地兴起本设计用AT89C51单片机自制了一款简易的花样流水灯,介绍了其硬件电路及软件编程方法,在实践中体验单片机的自动控制功能该设计具有实际意义,可以在广告业媒体宣传装饰业等领域得到广泛应用学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,现在我把单片机流水灯设计作为一个课程设计,需要更深的去了解单片机的很多功能,努力的去查找资料本课题将以发光二极管作为发光器件,用单片机自动控制,实现一个简易的花样流水灯设计2 相关元件及电路设计2.1 AT89C52芯片功能特性及应用单片机在我们的日常生活和工作中无处不在无处不有:家用电器中
5、的电子表洗衣机电饭褒豆浆机电子秤;住宅小区的监控系统电梯智能化控制系统;汽车电子设备中的ABSGPSESPTPMS;医用设备中的呼吸机,各种分析仪,监护仪,病床呼叫系统;公交汽车地铁站的IC卡读卡机滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏;电脑的外设,如键盘鼠标光驱打印机复印件 机调制解调器;计算机网络的通讯设备;智能化仪表中的万用表,示波器,逻辑分析仪;工厂流水线的智能化管理系统,成套设备中关键工作点的分布式监控系统;导弹的导航装置,飞机上的各种仪表等等有资料表明:2007年全球单片机的产值达到151亿美元,我国单片机的销售额达到400亿元人民币,我国每年单片机的需求量达50至60亿片,是全球单
6、片机的最大市场可以说单片机已经渗透到了我们生活的各个领域AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压高性能CMOS 8位单片机,片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器(RAM),器件采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内配置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型,与Intel公司的80C52在引脚排列硬件组成工作特点和指令系统等方面兼容其主要工作特性是:(1)片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器,
7、可擦写寿命为1000次;(2)片内数据存储器内含256字节的RAM;(3)具有32根可编程I/O口线;(4)具有3个可编程定时器;(5)中断系统是具有8个中断源6个中断矢量2个级优先权的中断结构;(6)串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口;(7)具有一个数据指针DPTR;(8)低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式;(9)具有可编程的3级程序锁定位;(10)AT89C52工作电源电压为5(1+0.2)V,且典型值为5V;在AT89C52芯片内部有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器反相放大器的输入端为引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2,在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容C1
8、C2形成反馈电路,可构成稳定的自激振荡器,振荡频率通常是24MHz若晶体振荡器频率高,则系统的时钟频率也高,单片机的运行速度也就快2.2 AT89C5252单片机2.2.1 AT89C52单片机的硬件结构AT8952系列单片机内部采用模块式结构,其结构组成框图如图1所示图1 AT8952系列单片机组成框图由图1可见,MCS-52系列单片机主要由以下部件通过片内总线连接而成:中央处理器(CPU)数据存储器(RAM)程序存储器(ROM)并行输入/输出口(P0口P3口)串行口定时器/计数器中断控制总线控制及时钟电路 8K字节可重擦写Flash闪速存储器 1000次可擦写周期 全静态操作:0Hz-24
9、MHz 三级加密程序存储器 2568字节内部RAM 32个可编程I/O口线 3个16位定时/计数器 8个中断源 可编程串行UART通道 低功耗空闲和掉电模式图 2 AT89C52外部引脚图2.2.3 AT89C52管脚说明VCC:电源GND:接地P0口:P0口是一个8位漏级开路的双向I/O口作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平对P0口端口写“1”时,引脚作高阻抗输入当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用在这种模式下,P0具有内部上拉电阻在flash编程时,P0口也用来接受指令字节:在程序效验时,输出指令字节程序效验时,需要外部上拉电阻 P1口:P1口是一个具有内部
10、上拉电阻的8位是双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑电平对P1口写“1”时,内部上拉电阻的原因,将输出电流ILL此外,与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和输出(P1.1/T2EX),具体如下表所示引脚号功能特性T2(定时/计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出T2EX定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制在Flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节 P2口:P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑电平对P2口写“1”时,通过内部上拉电
11、阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流ILL 在访问外部好曾许存储器或用16位地址读取外部数据存储器时,P2口送出高8位地址在这种应用中,P2口使用很强的内部上拉发送1在使用8位地址访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容在Flash编程和校验时,P2口接收低8位地址字节和一些控制信号P3口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑电平对P3口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入端口使用作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流IL
12、LP3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的是它的第二功能,如下表所示表 2 P3口引脚第二功能引脚号第二功能RXD(串行输入)TXD(串行输出)INT0(外部中断0)INT1(外部中断1)T0(定时器0外部输入)T1(定时器1外部输入)WR(外部数据存储器写选通)RD(外部数据存储器读选通)在Flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号 RST:复位输入晶振工作时,RST脚持续2个机器周期以高电平将使用单片机复位 ALE/:地址锁存器控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲在Flash编程时,此引脚()也使用作编程输入脉冲 在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固
13、定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过 如果需要,通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作无效这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效否则,ALE将被微弱拉高这个ALE使能标志位的设置对微控制器处于外部执行模式下无效 :外部程序储存器选通信号()是外部程序存储器选通信号当AT89C52从外部程序存储器执行外部代码时,在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据储存器时,将不被激活 :访问外部程序存储器控制信号为使能从0000HFFFFH的外部程序存储器读取指令,端必须保持低电平(接地)为了执行内
14、部程序指令,应该接VCC 在flash编程期间,也接受12伏VPP电压 XTA L1:振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端 XTA L2:振荡器反相放大器的输出端MCS-52系列单片机的引脚封装主要有: PDIP40PLCC44和PQFP/TQFP44不同封装的芯片其引脚的排列位置有所不同,但他们的功能和特性都相同方形封装(PLCC44和POFP/TQFP44)有44引脚,其中4个NC为空引脚采用40引脚PDIP封装的80C52单片机的引脚排列及逻辑符号如图2所示由于工艺及标准化等原因,芯片的引脚数量是有限的,但单片机为实现控制所需要的信号数目却远远超过其引脚数目为解决这一矛盾,单片机的某些信号引脚被赋以双重功能1)电源及电源复位引脚:(1)VCC(40脚):正常操作时接+5V直流电源(2)VSS (20脚):接地端图3 40引脚PDIP封装的80C52单片机的引脚排列及逻辑符号图(3)RST/VPD(9脚):复位信号输入端在该引脚上输入一定时间(约两个机器周期)的高电平将使单片机复位该引脚的第二功能是VPD,即备用电源输入端当主电源发生故障,降低到低电平规定值时,可将+5V备用电源自动接入VPD端,以保护片内RAM中的信息不丢失,使复电后能继续正常运行(4)/VPP(31脚):访问程序存储器控制信号/编程电源输入当保持高电平时,访问内部程序存
