单片机原理与功能

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详细介绍了单片机的原理,功能,控制的作用,有利于我们更快的了解单片机
的最小系统只用了一片集成电路,即叫进行简单运算和控制。因为它体积小,通 常都臧在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用, 它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如 智能仪表、实吋L控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种广品一旦用上了 单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词—“智 能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞 出来的某些产品.不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因 可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 sTc89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器 (FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory )r 低电压,高性能 COMOS8的微处理器,俗称单片机。该器件采用 ATMEL搞密 度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼 单片机总控制电路如下图41 DB9 FOO P10T P01 P11/T FU2 P12 P03 P13 P04 P14 FOS P15 P06 P16 POT P17 P2U INTO O tCC O IuF P21 10uF 31 1, of EAP 19 P25 Vcc 16 C1+ 15 P26 X2 V+ 14 9 Flout RESET 4 13 10uF+ C2+ Rlin 12 INTI 5 10 Clout RXD TIin 10 TXD 代R 10uF Tout T2in ALEIP psen o 9 Rin Rout MAX232 图4-1单片机总控制电路 1.时钟电路 sTC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚RXD 和TXD分别是比放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方 式产生。内部方式的时钟电路如图42(a)所示,在RXD和TXD引脚上外接 定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶休和电容组成 的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2~12MHz之间选择,电容值在5 30ρF之闩选择,电容值的大小可对频率起微调的作用。 外部方式的时钟电路如图4-2(b)所示,RXD接地,TXD接外部振荡器。 对夕部振荡信号无特殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz 的方波信号。片内时钟发牛器把振荡频率两分频,产生一个两相时钟P1和P2, 供单片机使用 示,RXD接地,TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求,只要求 保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号ε片内时钟发生器把振荡 频率两分频,产生一个两相时钟P1和P2,供单片机使用。 RXD接地,TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求,只要求保证 脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。片內时钭发生器把振荡频率 两分频,产生一个两相时钟P1和P2,供单片机使用。 45v XTALI 外部7C7 晶振 荡器 XTAL2 XTAL XTALI (a)内部方式时钟电路 (b)外部方式时钟电路 图4-2时钟电路 2.复位及复位电路 (1)复位操作 复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H,使单 片机从o000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外,当由于程 序运行岀错或操作错误使系统处于死锁状态时,为撄脱困境,也按复位键重新 启动。 除PC之外,复位操作还对其他一些寄存器有影响,它们的复位状态如表一 所示。 表一一些寄存器的复位状态 寄有器 复位状态 寄存器 复位状态 0000H TCON 00H ACO 00H TLO 00H PSW 00H THO OOH SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 OOH P0-P3 SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON OXXXO000B TMOD 00H (2)复位信号及其产生 RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效,其有效时间应持 续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振,则复位 信号持续时间应超过4us才能完成复位操作 产生复位信号的电路逻如图4-3所示 RST/VPD 复位电路 平 施密特触发骅 片内RAM 图4-3复位信号的电路逻辑图 整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至 施密特触发器,冉由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器 的输出进行采样,然后才得到内部复位操作所需要的信号。 复位操作有上电自动复位相按键于动复位两种方式。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的,其电路如图4-4 (a)所示。这佯,只要电源Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现目动上 电复位,即接通电源就成了系统的复位初始化。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中,按键电平复位是通过使复 位端经电阻与Vcc电源接通而实现的,其电路如图4-4(b)所示;而按键脉 冲复位则是利用RC徽分电路产生的正脉冲来实现的, 其电路如图44(c)所示: 8051 ESET 8051 8051 RESET c+ C C 200 cuir 22 22uF RST/VED RST/VPD R 段 HRST/VpD R (a)上电复位 (b)按键电平复位 (c)按键脉冲复位 图44复位电路 上述电路图中的电阻、电容参数這用于6MHz晶振,能保证复位信号高电 平持续时间大于2个机器周期。 本系统的复位电路米用图4-4(b)上电复位方式。 STC89C52具体介绍如下 ①主电源引脚(2根) vcc(Pin40):电源输入,接+5V电源 GND(Pin20):接地线 ②夕接晶振引脚(2根) XTAL(Pin19):片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端 ③控制引脚(4根) RST/VPP(Pin9):复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机 复位 ALE/PROG(Pin30:地址锁存允许信号 PSEN(Pin29):外部冇储器读选通信号 EA/vPP(Pin31):程序冇储器的內外部选通,接低电平从外部程序存储器读 指令,如果接高电平则从内部程序有储器读指令。 ④可编程输入/输出引脚(32根) sTc89C52单片机有4组8位的可编程I/O口,分別位P0、P1、P2、P3 口,每个口有8位(8根引脚),共32根。 PO口(Pin39-Pin32):8位双向IO口线,名称为PO.0-~Po.7 P1口(Pin1Pin8):8位准双向I/O口线,名称为P1.0~P1.7 P2|(Pin21Pin28):8位准双向I/O山线,名称为P20-P27 P3口(Pn10~Pin17):8位准双向IO口线,名称为P30~P3.7 STC89c52主要功能如表二所示。 表二STC89C52主要功 主婁功能特性 兼容MCS51指令系统 8K可反复擦写 Flash ROM 32个双向I/O口 256×8bit内部RAM 3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率024MHz 2个串行中断 可编程∪ART串行通道 2个外部中断源 共6个中断源 2个读写中断口线 3级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤酲功能

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