可存储式电子琴Word格式文档下载.docx
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二、原理说明
A8051单片机介绍
2.1基本特性
8051单片机主要功能特点如下:
（1）8位CPU;
片内128BRAM
（2）片内4KBROM/EPROM；
特殊功能寄存器区
（3）2个优先级的5个中断源结构；
4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、
P3）
（4）2个16位定时/计数器（MCS-52子系列为3个）；
全双工串行口
（5）布尔处理器；
64KB外部数据存储器地址空间
（6）64KB外部程序存储器地址空间；
片内振荡器及时钟电路
8051片内程序存储器为掩膜ROM，可根据特殊要求和用途在制造芯片是将专用程序固化进去，成为专用单片机。
引脚功能
MCS-51系列单片机大多都采用40条引脚双列直插式器件，引脚除+5V（
Vcc40脚）和电源地（Vss20引脚）外，按其功能主要由以下三大部分组成。
右图为为8051的引脚图。
2.2时钟电路
XTAL1（19脚）――芯片内部振荡电路（单极反相放大器）输入端。
TAL2（18脚）――芯片内部振荡电路（单极反相放大器）输出端。
MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。
2.3控制信号
2.3.1RST/Vpd（9脚）复位信号
时钟电路工作后，在此引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内寄存器状态如下表所示。
复位后内部寄存器状态
寄存器
内容
PC
0000H
TMOD
00H
ACC
OOH
TCON
B
TH0
PSW
TL0
SP
07H
TH1
dptr
TL1
P0~P3
0FFH
SCON
IP
XXX）0000
SBUF
不定
IE
0XX）0000
PCON
0XXX0000
P0~P3口输出高电平，初值07H写入堆栈指针SP、清0程序计数器
PC和其余特殊功能寄存器。
但初始复位不影响片内RAM状态，只要该
引脚保持高电平，MCS-51将循环复位。
RST/Vpd从高电平变成低电平时，单片机将从0号单元开始执行程序。
另外该引脚还具有复用功能。
只要将Vpd接
+5v电源，一旦Vcc电位突然或断电，能保护片内RAM中的信息不会丢失，复电后能正常工作。
2.3.2ALE/PrOG（30引脚）地址锁存信号
当访问外部存储器时，P0口输出的低八位地址由ALE输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0口输出地址低八位后，又能与片外地址/数据复用口，那么P0口上的信息究竟时地址还是数据完全又ALE来定义，ALE高电平期间，P0口上一般出现地址信息，在ALE下降沿是，将P0口上地址信息锁存到片外地址锁存器，在ALE低电平期间P0口上一般出现指令和数据信息。
平时不访问片外存储器时，该端也以六分之一的时钟频率固定输出正脉冲。
因
而亦可作系统其它芯片的时钟源。
ALE可驱动8个TTL门。
2.3.3PSEN（29脚）片外程序存储器读选通
PSEN低电平有效，8051访问片外程序存储器时，程序计数器PC通过P2口和P0口输出十六位指令地址，作为程序存储器读信号，PSEN输出负脉冲
将相应存储单元的指令读出并送到P0口上，供8051执行。
PSEN同样可驱动8个TTL门输入。
2.3.4EA/Vpp（31脚）内部和外部程序存储器选择信号
对于8051来说，内部有4K字节的程序存储器，当EA为高时，CPU访问程序存储器有两种情况：
a、地址小于4K时访问内部程序存储器。
b、地址大于4K时访问外部程序存储器。
若EA接地，则不使用内部程序存储器，不管地址大小，取指时总是访问外部程序存储器。
对于EPROM型的单片机，在EPROM编程时，此引脚用于施加21伏编程电压VPP。
2.4I/O口
8051单片机有4个双向8位I/O口P0~P3,P0n为三态双向口，负载能力为8个LSTTL门电路，P1~P3为准双向口（用作输入时，口锁存器必须先写1”，
负载能力为4个LSTTL门电路。
2.58051定时/计数器
一般单片机内部都设有定时/计数器，因为有的测控系统是按时间间隔定时控制的，如定时对物理过程（如温度）的采样测量等，虽然可以通过延时程序实现定时，但这会降低CPU的工作效率。
如果能利用一个可编程的实时时钟获得延时定时，就可以提高CPU的工作效率。
另外，也有一些测控系统时根据外部信号的计数结果来实现控制的，必须对外部随机时间（往往为脉冲信号）进行计数。
因此，单片机内部一般都设置可变成的定时/计数器，以
Tcy为机器周期。
不管时定时还是计数工作方式，定时器TO或T1再对内部时钟或外部脉冲计数时，不占用CPU的时间，除非产生溢出才可能中断CPU的当前操作由此可见，定时/计数器是单片机内部效率高且工作灵活的部件。
另外，每个定时/计数器还有四种工作方式，即有四种逻辑结构模式。
其中工作方式0〜2对TO和T1都是一样的，而方式3对两者是不同的【。
2.5.28051定时器模式的工作
8051内含有2个16位的定时计数器，称为定时器0及定时器1,如同一般定时计数器的功能，其主要有两种作用：
第一、执行一段特定时间长短的计时。
第二、可以计算由T0或T1引脚输入的脉冲数。
前者在应用上可以产生正确的时间延迟及定时去执行中断服务例程，这是单片机在软件控制程序上常用到的技巧，而后者的应用则是计数器或是计数器的设计。
这两个定时器本身都有4种工作模式可供使用：
（1）模式0：
13位计时工作模式。
（2）模式1：
16位计时工作模式。
（3）模式2：
具有自动重新加载计数值的8位计时工作模式。
（4）模式3：
在此模式工作时，定时器1本身停止计时的工作。
而定时器0分为两个独立的8位定时器由TL0及TH0来负责计时的任务。
模式0到模式2中，定时器0和定时器1的使用方法都一样，只有在模式3时才不同。
2.5.3定时计数器相关控制寄存器
设计定时器相关控制寄存器说明如下表所示.
（1）TCON寄存器
每个位都可按位寻址，可分别设置或清除，适当地控制这些位便可控制定时器地动作
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0IE0
其中有关符号说明如下:
a.TF1:
TC0N.7，定时器1溢位标志，当定时器计时终止产生溢位时，硬件会自动设为1，而在执行过中断服务程序后，硬件会自动清除该位。
b.TR1:
TCON.6,定时器1计时启动位，通过软件来设置或清除做启动或停止计数的功能。
c.TF0:
TCON.5,定时器0溢位标志，其功能同TF1。
d.TR0:
TCON.4,定时器0定时启动位，其功能同TR1。
e.IE1:
TCON.3,外部中断1（引脚INT1）的中断设置标志。
当INT1引脚由外部送入中断信号，而硬件检测到此信号时，会将此位设置。
在
执行过中断服务例程后，硬件会自动清除此位。
f.IT1:
TCON.2,外部中断1的中断信号类型设置，当IT1=1时，中断信号位负缘触发。
若IT仁0时则为低电平触发。
g.IE0:
TCON.1,外部中断0（引脚INT0）的中断设置，当INT0引脚由
外部送入中断信号，而硬件检测到此信号时将此位设置，在执行过中
断服务程序后，硬件自动清除此位。
h.IT0:
TCON.0,外部中断0的中断信号类型设置，当IT0=1时，中断信号为负缘触发。
若IT0=0时，则为低电平触发。
定时计数器相关控制寄存器及其说明
名称
地址
功能
88H
定时器控制寄存器
89H
定时器工作模式选择寄存器
8CH
定时器0高8位计时寄存器
8AH
定时器0低8位计时寄存器
8DH
定时器1高8位计时寄存器
8BH
定时器1低8位计时寄存器
（2）TMOD计时模式选择寄存器
此寄存器不可按位寻址，其结构如下:
GATE
C/T
M1
M0
1
|
.定时器1
定时器0
其中的有关符号说明如下：
a.GATE:
定时器动作的开关控制位，当GATE=0时，定时器在TR0=1或TR1=1时会工作。
而当GATE=1时，且TR0=1或TR1=1,定时器要在INTO或INT1引脚成为高电平时才会执行计时的工作。
b.C/T:
计时功能或计数功能的选择位，C/T=0执行计时工作，而C/T=1时才执行计数的功能。
c.MO、M1:
工作模式选择，其设置情况说明如表1-4所示。
TMOD寄存器的B1、B0位的设置及其说明
工作模式
模式0
模式1
模式2
模式3
（3）IE:
中断启用寄存器
可按位寻址，地址A8H，用来启用各种中断信号的产生，各个位说明如
ET0
EA
EX0
ET2
ES
ET1
EX1
a.EA（IE.7）:
EA=0时，所有中断禁用（中断不产生）；
EA=1时，各中
下:
断的产生由个别的启用位决定。
b.—（IE.6）:
保留。
c.ET2（IE.5）:
启用定时器2溢位的中断（8052用）。
d.ES（IE.4）:
启用串行端口的中断（ES=1启用，ES=O禁用）
e.ET1（IE.3）:
启用定时器1中断。
f.EX1（IE.2）:
启用外部中断INT1的中断。
g.ETO（IE.I）:
启用定时器0中断。
h.EXO（IE.O）:
启用外部中断INTO的中断。
B.LED原理
选用的是共阴极的LED
型
37
4-
—*■
pnmcn
FD.1JAC1
和曲闪PD4^,C*
PD5f\D5pne^cePDT^CT
发光二极管的阴极连在一起的称为共阴极显示器。
通常的七段LED显示
块中有八个发光二极管，故也称为八段显示器。
其中七个发光二极管构成七笔字型“8”一个发光二极管构成小数点。
七段显示块与单片机接口非常容易。
只要将一个八位并行输出口与显示块的发光二极管相连即可。
八位并行输出
口输出不同的字
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