西京学院学士学位论文
位。PSW的格式如下所示,其各位的含义是:
CY:进位标志。有进位/错位时CY=1,否则CY=0。
AC:半进位标志。当D3位向D4位产生进位/错位时,AC=1,否则AC=0,常用于十进制调整运算中。
F0:用户可设定的标志位,可置位/复位,也可供测试。
RS1、RS0:四个通用寄存器组选择位,该两位的四种组合状态用来选择0~3寄存器组。。
OV:溢出标志。当带符号数运算结果超出-128~+127范围时OV=1,否则OV=0。当无符号数乘法结果超过255时,或当无符号数除法的除数为0时OV=1,否则OV=0。
P:奇偶校验标志。每条指令执行完,若A中1的个数为奇数时P=1,否则P=0,即偶校验方式。
控制逻辑主要包括定时和控制逻辑、指令寄存器 、译码器以及地址指针DPTR和程序寄存器PC等。
单片机是程序控制式计算机,即它的运行过程是在程序控制下逐条执行程序指令的过程:从程序存储器中取出指令送指令存储器IR,然后指令译码器ID进行译码,译码产生一系列符合定时要求的微操作信号,用以控制单片机的各部分动作。8051的控制器在单片机内部协调各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作,并对单片机发出若干控制信息。这些控制信息的使用专门的控制线,诸如PSEN、ALE、EA以及RST,也有一些是和P3口的某些端子合用,如WR和RD就是P3.6和P3.7,他们的具体功能在介绍8051引脚是一起叙述。
(2)存储器组织
8051单片机的存储器结构特点之一是将程序存储器和数据存储器分开,并有各自的寻址机构和寻址方式,这种结构称为哈佛结构单片机。这种结构与通用微机的存储器结构不同,一般微机只有一个存储器逻辑空间,可随意安排ROM或RAM,访存时用同一种指令,这种结构称为普林斯顿型。
8051单片机在物理上有四个存储空间:片内程序存储器和片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。
8051片内有256K数据存储器RAM和4KB的程序存储器ROM。除此之外,
XVI
西京学院学士学位论文
还可以在片外扩展RAM和ROM,并且各有64KB的寻址范围。也就是最多可以在外部扩展2*64KB存储器。
8051的存储器组织结构如图2.3所示。
图 1.3 8051存储器组织结构
64K字节的程序存储器(ROM)空间中,有4K字节地址区对于片内ROM和片外ROM是公用的,这4K字节地址是0000H~FFFH。而1000H~FFFFH地址区为外部ROM专用。CPU的控制器专门提供一个控制信号EA用来区分内部ROM和外部ROM的公用地址区:当EA接高电平时,单片机从片内ROM的4K字节存储器区取指令,而当指令地址超过0FFFH后,就自动的转向片外ROM取指令。当EA接低电平时,CPU只从片外ROM取指令。
程序存储器的某些单元是保留给系统使用的:0000H~0002H单元是所有执行程序的入口地址,复位以后,CPU总是丛0000H单元开始执行程序。0003H~002AH单元均匀地分为五段,用做五个中断服务程序的入口。用户程序不应进入上述区域。
8051的RAM虽然字节数不很多,但却起着十分重要的作用。256个字节被分为两个区域:00H~7FH时真正的RAM区,可以读写各种数据。而80H~FFH是专门用于特殊功能寄存器(SFR)的区域。对于8051安排了21个特殊功能寄存器,每个寄存器为8位,所以实际上128个字节并没有全部利用。
3.内部RAM的各个单元,都可以通过直接地址来寻找,对于工作寄存器,则一
般都直接用R0~R7,对特殊功能寄存器,也是直接使用其名字较为方便。8051内部特殊功能寄存器都是可以位寻址的,并可用“寄存器名.位”来表示,如ACC.0,B.7等.
XVII
西京学院学士学位论文
4.2 89C51单片机
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图片见下图附录1。
图3.1 89S51管脚图
(1).管脚说明 VCC:供电电压。 GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为 高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八
XVIII
西京学院学士学位论文
位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
XIX
西京学院学士学位论文
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出
5 LED显示屏的实现技术
LED电子显示屏最基本的显示部件为LED管芯,根据人类视觉原理,可见的自然光是由红、绿、蓝三基色组成的。三种基色具有严格的波长,不同配比可组合成自然界各种各样的光。如白光配比的红、绿、蓝约为3: 6: 1。由红、绿、蓝三基色LED管芯按光强进行配比可组成像素点,整个LED电子显示屏就是由多个这样的像素点组成。
在早期的LED电子显示屏显示控制电路中,大量采用的是常规数字电路系统设计,用数字电路组合出复杂控制逻辑。在常规数字电路系统设计中,当电路设计完成后,须先制作电路板,然后安装元件,调试。如果电路板的逻辑功能不符合要求,就必须重新设计制作,再重新调试,直到实现逻辑功能为止。很显然,这种设计方法的设计周期长,成本高,且成品可靠性差,维修麻烦。利用普通可编程的逻辑器件,虽可减少印刷电路板的设计与制做,但在修改该逻辑时仍旧不能避免器件的反复插拔。
XX