EPROM)、并行I/O接口芯片相连接。
在访问外部存储器时,P2口输出高8位地址,P0口输出低8位地址,由ALE(地址锁存允许)信号将P0口(地址/数据总线)上的低8位锁存到外部地址锁存器中,从而为P0口接受数据作准备。
在访问外部程序存储器(即执行MOVX)指令时,PSEN(外部程序存储器选通)信号有效,在访问外部数据存储器(即执行MOVX)指令时,由P3口自动产生读/写(RD/WR)信号,通过P0口对外部数据存储器单元进行读/写操作。 3MCS-51单片机所产生的地址、数据和控制信号与外部存储器、并行4I/O接口芯片连接简单、方便。 1.3.2 单片机的外部结构 1)MCS-51单片机引脚功能 MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。图1-5为引脚排列图, 40条引脚说明如下: 1、主电源引脚Vss和Vcc ① Vss接地 ② Vcc正常操作时为+5伏电源 2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 ① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚。② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。 12345678910111213141617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7restP3.0/RxDP3.1/TxDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1VSS89S51ic2VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.04039383736353433323130292827262524232221当采用外部振荡器时,此引脚接地。 153、控制或与其它电源复用引脚 图1-5 引脚排列图 RST/VPD,ALE/PROG,PSEN和EA/Vpp。 ① RST/VPD 当振荡器运行时,在 此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位,在Vcc掉电期间,此引脚可接上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据。 ② ALE/PROG 正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的 - 11 - 低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的
16)周期性地
发出正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲,ALE 端可以驱动(吸收或输出电流)八个LSTTL电路。 对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚接收编程脉冲(PROG功能)。
③ PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间,PSEN在每个机器周期内两次有效。PSEN同样可以驱动八LSTTL输入。
④ EA/Vpp 、EA/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当
EA/Vpp为高电平时,访问内部程序存储器,当EA/Vpp 为低电平时,则访问外对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚上加21伏EPROM编
部程序存储器。 程电源(Vpp)。
4、输入/输出引脚P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7。 ① P0口(P0.0 - P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。
② P1口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。
③ P2口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。
④ P3口(P3.0 - P3.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。P3口还用于第二功能请参看表1-1。
2)复位和复位电路
MCS-51单片机的复位电路如图1-6所示。在RESET(图中表示为RST )输入端出现高电平时实现复位和初始化。
在振荡运行的情况下,要实现复位操作,必须使RES 引脚至少保持两个机器周期(24个振荡器周期)的高电平。CPU在第二个机器周期内执行内部复位操作,以后每一个机器周期重复一次,直至RES端电平变低。复位期间不产生ALE及PSEN信号。内部复位操作使堆栈指针SP为07H,各端口都为1(P0-P3口的内容均匀0FFH),特殊功能寄存器都复位为0,但不影响RAM的状态。当RES引脚返回低电平以后,CPU从0地址开始执行程序。复位后,各内部寄存状态如表1-2:
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表 1-2 寄存器状态 寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0 -P3 IP IE 内容 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H 0FFH ×××00000 0××00000 寄存器 TMOP TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON PCON SBUF 内容 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 0××××××× 不定 图1-6(a)为加电自动复位电路。加电瞬间,RES 端的电位与Vcc相同,随着RC 电路充电电流的减小RES的电位下降,只要RST 端保持10毫秒以上的 +5V+5VMCS--51MCS--5110uFREST8.2K按键10uFREST5.1K1K地 (a) 图1-6 复位电路 地(b) 高电平就能使MCS-51单片机有效地复位,复位电路中的RC 参数通常由实验调整。当振荡频率选用6MHz时,C选22uF,R选1K,便能可靠地实现加电自动复位,若采用RC电路接斯密特电路的输入端,斯密特电路输出端接MCS-51和外围电路的复位端,能使系统可靠地同步复位。图1-6(b)为人工复位电路。 复位电路在实际应用中很重要,不能可靠复位会导致系统不能正常工作,所以现在有专门的复位电路,如810系列,这种类型的器件不断有厂家推出更好的 - 13 - 产品,如将复位电路、电源监控电路、看门狗电路、串行E2ROM存储器全部集成在一起的电路,有的可分开单独使用,有的可只用部份功能,让使用者就具体实际情况灵活选用。
1.4 语音芯片(ISD1420)
信息储存器件ISD1400 ChipCorder? 系列是单片高质量短周期的录放音电路,采用CMOS工艺内部包含片上时钟麦克前置放大器自动增益控制,带通滤波器平滑滤波器和功率放大器。由ISD1400 组成的最小应用系统仅包含一个麦克喇叭几个阻容元件两个开关。电源录制的信息存放在内部不挥发单元中。断电后可以长久保存,这种独特的单片解决方案使用了ISD 的专利模拟存储技术,语音和音频信号不经过转换直接以原来状态存储到内部存储器,可以实现高质量的语音复制。
1.4.1 ISD1420主要具有一下特性
? 使用简单的单片录放音电路 ? 高保真语音/音频处理
? 开关接口放音可以是脉冲触发或电平触发 ? 录放周期为20 秒 ? 自动功率节约模式
— 当一个录音或放音周期结束后自动进入掉电状态 — 掉电状态的典型电流为0.5uA ? 零功率存储
— 不需要电池备份电路 ? 处理复杂信息可使用地址操作 ? 100 年信息保存典型 ? 片上时钟
? 不需要编程器和开发系统 ? +5V 供电
? 提供裸片DIP SOIC 封装
? 提供工业级别温度型号-40℃ 到85℃
1.4.2 功能描述
1)语音质量
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ISD1400 系列提供6.4K 和8.0K 取样频率,用户可以根据语音质量加以选择取样的语音直接存储到片内的不挥发存储器内部,不需要数字化和压缩的其它手段直接模拟存储能提供真实自然的语音、音乐、声音。ISD1420 能提供20 秒的录放音时间。 2)EEPROM 存储 ISD 的ChipCorder 技术使用片上不挥发存储器断电后信息可以持续保存100 年器件可以重复录制10 万次。 3)基本操作 ISD1400 ChipCorder 系列由一个单录音信号REC 实现录音操作。两个放音信号实现放音操作:PLAYE 触发放音、PLAYL 电平放音。在录音或放音操作的结束ISD1400 将自动进入低功率等待模式消耗0 5uA 电流。ISD1400 提供了全地址的寻址功能。ISD142内部存储阵列有160 个可寻址的段能实现下面的功能参ISD1400 应用信息的地址表。 4) 操作模式 ISD1420具有两种模式:地址模式和操作模式。这里主要用了地址模式就不说操作模式了。 地址输入A0-A7根据最高两位地址位的数值地址输入有两种功能。当A7 A6 至少有一位为0 时,输入认为是地址输入,输入的地址被当作当前录音或放音的起始地址,这些地址管脚全部为输入管脚。与操作模式中能输出地址信息不同。地址输入在信号PLAYE、 PLAYL 或REC 的下降沿被锁存。 1.4.3 ISD1420的外部结构 ISD14201234567891011121314A0A1A2A3A4A5NCNCA6A7NCVssDVssASP+VccDRECXCLKRECLEDPLAYEPLAYLNCANA OUTANA INAGCMIC REFMICVccASP-2827262524232221201918171615语音芯片的外部结构及管脚结构 图1-7 ISD1420外部结构 如图1-7 3 1.4.4 ISD1420典型应用电路
ISD1420语音芯片的典型应用如图1-8。图中包括了,芯片的外围元器件的连接,及外围元件的数值。
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