闪烁小灯控制设计Word格式文档下载.docx
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RET：
系统复位用。
ALE：
数据（地址）复用控制。
EA：
外部/内部程序存储器选择。
PSEN：
外部程序存储器的取指控制。
2.CPU外围电路
CPU外围电路包括ROM、RAM、I/O口和SFR四部分。
（1）
ROM：
程序存储器。
地址范围为0000H-FFFF（64KB）。
89S51为flashROM
（2）RAM：
数据存储器。
地址范围00H-FFH（256B），是一个多用多功能数据存储器，有
数据存储、通用工作寄存器、堆栈、地址等空间。
（3）I/O端口：
80S51系列单片机集邮个8位I/O端口，分别为P0、P1、P2、P3。
P0为数据总线端口，P2、P0组成6位地址总线，P1为用户端口，P3用于基本输入/输出以及并行扩展总线的读/写控制。
P0、P2可作用户I/O端口，P3不作基本功能单元的输入/输出端口时，可作用户I/O端口。
（4）SFR：
特殊功能寄存器。
是单片机中的重要控制单元，CPU对所有片内功能单元的操作都是通过访问SFR实现的。
3.
基本功能单元
89S51系列单片机具有定时/计数器、中断系统和串行接口三个基本功能单元。
（1）定时/计数器：
89S51有2个16位定时/计数器，定时时靠内部的分频时钟频率计数实现；
作计数器时，对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。
（2）
中断系统：
89S51共有5个中断源，即2个外部中断源INT0、INT1、2个定时器溢出中断（T0、T1）和1个串行中断。
（3）
串行接口UART：
一个带有移位寄存器工作方式的通用异步收发器，不仅可以作串行通信，还可用于移位寄存器方式的串行外围扩展。
RXD（P3.0）脚为接收端口，TXD（P3.1）脚为发送端口。
4.
单片机内部资源可按需要进行扩展与删减，单片机中许多型号系列是在基核的基础上扩展部分资源形成的。
这些可扩展的资源有：
时钟系统的速度扩展，从12MHz-40MHz。
ROM的容量扩展，从8KB、16KB到64KB。
RAM的容量扩展，从256B、512B到1024B。
（4）
I/O口的数量扩展，从4个I/O口到7个I/O口。
（5）
SFR的功能扩展，如ADC、PWM、WDT、模拟比较器等。
（6）
中断系统的中断源扩展。
（7）
定时器/计数器的数量扩展、功能扩展。
（8）
串行口的增强扩展。
（9）
电源供给系统的宽电压适应性扩展（从2.7V-6V）。
为了满足小型廉价的要求，可将单片机的某些资料删减，某些功能加强，以达到不同场合使用要求。
这些删减增加资源的内容有：
总线删减。
功能删减。
某些功能加强。
如增加模拟比较器、计数器捕捉能力等。
2.1.2
单片机的种类
单片机可按应用领域、通用性、总线结构分类。
]
按应用领域可分为：
家用类、工控类、通信类、个人信息终端等。
按通用性可分为：
通用型和专用型（如计费率电表、电子记事本）。
按总线结构可分为：
总线型和非总线型。
单片机的供应状态
按提供的存储器类型可分为以下五种状态。
MASKROM类：
程序在芯片封装过程中掩膜工艺制作到ROM区中，如80C51，适合大批生产。
EPROM类：
紫外线可擦写存储器如87C51，价格较贵。
ROMless类：
无ROM存储器，如80C31，电路扩展复杂，较少用。
OTPROM类：
可一次性写入程序。
FlashROM（MTPROM）类：
可多次编程写入的存储器，如89C51、89C52，其成本低开发调试方便，在恶劣环境下可靠性不及OTPROM。
2.1.3
单片机的应用开发过程
单片机的应用开发分为以下五个过程。
硬件系统设计调试。
如电路设计、PCB印制版绘制等。
应用程序设计。
可使用如KEIL等汇编工具软件进行源程序编写、编译调试等。
应用程序的仿真调试。
指用仿真器对硬件进行在线调试或软件仿真调试，在调试中不断修改、完善硬件及软件。
单片机应用程序的烧写。
用专用的单片机烧写器可将编译过的二进制源程序文件写入单片机芯片中。
系统脱机运行检查。
进行全面检查，针对出现的问题修正硬件、软件或总体设计方案。
2.1.489S51各引脚说明
I/O端口：
P0.0~P0.7，P1.0~1.7，P2.0~P2.7，P3.0~P3.7。
89S51共有4个I/O端口，为P0、P1、P2、P3，4个I/O口都是双向的，且每个口都具有锁存器。
每个口有8条线，共计32条I/O线。
各端口的功能叙述如下：
1.
P0有三个功能：
外部扩充存储器时，当作数据总线（D0~D7）。
外部扩充存储器时，当作地址总线（A0~A7）。
不扩充时，可做一般I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
2.
P1
只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。
3.
P2有两个功能：
（1）扩充外部存储器时，当作地址总线（A8~A15）使用。
（2）做I/O使用，其内部有上拉电阻。
4.
P3
有两种功能。
除了作为I/O使用外（内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。
5.
主电源引脚
Vss——（20脚）：
电路低电平
Vcc——（40脚）：
正常运行和编程校验（80151/8052）时为+5V电源
6.
RST/VPD——（9脚）：
RST即Reset（复位）信号输入端。
振荡器工作时，由该引脚输入脉宽2个以上机器周期的高电平时复位单片微机。
当外部在RST与Vcc之间接一个电容（约10µ
F）和在RST与Vcc之间接一个电阻（约8.2kΩ）时，就可实现加电复位功能。
VPD为备用电源输入端，即当VCC掉电时，由此引脚提供备用电源，以保持内部RAM的信息。
7.
ALE/PGOG——（30脚）：
ALE，允许地址锁存信号输出。
当访问外部存储器时，ALE信
号的负跳变将P0口上的低8位地址送入锁存器。
在非访问外部存储器间，ALE仍以1/16振荡频率固定不变的速率输出，因此它能作外部时钟或定时信号用。
当访问外部数据存储器时，将以1/12振荡频率输出。
PROG为编程脉冲输入端，即当选用8751单片微机时，对片内程序存储器进行编程时，由此引脚输入编程脉冲。
8.
PSEN——（29脚）：
程序储存使能端。
（1）内部程序存储器读取；
不动作。
（2）外部程序存储器读取（ROM）：
在每个机器周期会动作两次。
（3）外部程序存储器读取（RAM）：
两个/PSEN脉冲被跳国不会输出。
（4）外接ROM时，与ROM的/OE脚连接。
9．EA/VPP——（31脚）
（1）接高电平时：
CPU读取内部程序存储器（ROM），如8051/8/052。
扩充外部ROM：
当读取内部程序存储器超过0FFF（8051）时，自动读取外部ROM。
（2）接低电平时：
CPU读取外部程序存储器（ROM），如8031/8032。
（3）8751烧写内部EPROM时，利用此脚输入21V的烧写电压。
10.
XTAL1——（19脚）
XTAL2——（18脚）：
接石英晶体振荡器。
机器周期=石英晶体/12，如12MHz石英晶体/12=1微秒。
2.2
89S51系列单片机引脚功能分类
基本引脚：
电源VCC、VSS，时钟XTAL2、XTAL1和复位RST。
并行扩展总线：
数据总线P0口，地址总线P0口（低8位）、P2口（高8位）和控制总线ALE、PSEN、EA。
串行通信总线：
发送口TXD和接受口RXD。
P1口为普通I/O口，P3口可复用作普通I/O口，P0、P2口不作并行口时也可作普通I/O口。
2.3单片机的引脚应用特性
1.并行总线的构成并行总线特点：
P0口为地址/数据复用口。
两个独立的并行扩展空间。
程序存储器使用PSEN取指控制信号，数据采用WR、RD存取控制信号。
外围扩展统一编址。
在64KB的空间上，可扩展外数据存储器或其他外围器件。
引脚复用特性
P3口、P0口、P2口均可用作普通I/O口。
I/O的驱动特性
由于采用CMOS电路，输入电流极微，通常不考虑I/O端口的扇出能力，当负载为LED、继电器等功率驱动元件时才考虑驱动能力。
89S51单片机的内部结构主要由8个部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器、I/0口（PO口、pl口、PZ口、P3口）、串行
口、定时器/计数器、中断系统和特殊寄存器（SFR）。
其中，微处理器由运算器
和控制逻辑组成，主要包括累加器（ACC）、B寄存器、临时存储器（TMPITMPZ）、算术运算单元ALU等。
特殊功能寄存器SFR（SpecialFunctionRegister）是用来对片内各功能单元进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器，是位于片内数据存储器上的一个特殊功能的RAM区，其地址范围为80H一FFH。
SFR主要包括PO口锁存器、PI口锁存器、PZ口锁存器、P3口实现复位之后PC的值是O00OH，因此，程序的入口地址为0000H，CPU从O000H开始执行操作。
模式控制寄存器TMOD为OOH，表示定时器/计数器都处于方式O工作状态，而THO、TLO、THI、TLI均为OOH则表示定时器/计数器复位后都清零。
PO、Pl、PZ和P3端口复位后锁存器都处于“1”状态。
工作状态下，每当ALE是高电平的第一个时钟（S1P2、S4P2），P2口被拉低而PO口为高阻态。
实际进行芯片解剖时，可以根据寄存器复位状态下的特殊值来判断功能电路块。
3系统电路及程序的设计
3.1系统硬件电路的设计
图3.1为闪烁小灯控制器的电路原理图，其中：
单片机采用89S51，P1.0－P1.3接四个发光二极管L1－L4，P3.0~P3.2口为闪烁方式控制开关K1，K2,K3按键接口，P3.3为备用，实现小灯轮流点亮，逐点点亮，间隔闪亮。
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