湖南理工学院毕业设计(论文)
第3章 芯片选用及功能阐述
3.1 AT89C51的功能及设置说明
MCS-51系列单片机[8]是由美国的英特尔公司开发研制，并于1980年推出的产品。它与MCS-58系列单片机相比，以典型的体系结构和完善的专用寄存器集中管理方式，方便的逻辑位操作功能及丰富的指令系统[9]。目前，MCS-51系列产品的主要用途，是英特尔MCS-51系列的8位微处理器，其中包括51和52的两个子系列。51系列8031、8051、8751；52系列8032、8052。52子系列拥有256 Byte的内部数据存储器及定时和计数器，这与51子系列不一样。因为8031无片上ROM，廉价和灵活的应用，因此更多的使用。MCS-51框图如图3.1（图的编号以章为单位）所示。
图3.1 MCS- 51结构框图（5号黑体、居中）
8051是51单片机系列的典型产品，以AT89C51为例。AT89C51是由美国ATMEL公司开发出来的低电压、高性能CMOS的8位单片机，其主要特点是提供内部4KB的FLASH MEMORY，IC上方没有圆形的玻璃天窗，刻录与清洗的时间非常短。
AT89C51的主要性能与引脚说明如下： （1）主要性能指标
○1 可系统编程的Flash只读程序存储器：4KB。
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○2 随机存取数据存储器：128B。 ○3 外部程序存储器：可扩展至64KB。 ○4 外部数据存储器：可扩展至64KB。 ○5 外部双向输入/输出口：32个。 ○6 可编程定时计数器：2个16位。 ○7 全双工串行通信口：2根。
○8 兼容性：完全与Intel的MCS-51兼容。
○9 寄存器区：寄存器区是由内部RAM的128B中划出一部分，每个区有8个通用寄存器，一共有4个区。
10 中断源：5个中断源，2个优先级别。 ○ ○11 堆栈：最深可达到128B。 ○12 布耳处理机：对于一些单元的个别位进行独立处理的位处理机。 ○13 指令系统（系统时钟为12MHz时）：大部分指令执行时间为1us；小部分的指令，执行时间为2us；只有乘、除指令的执行时间为4us。
（2）引脚功能说明
图3.2是AT89C51的引脚结构图，有两种封装形式，一个是双列直插封装（DIP）方式，另一个是方形方式。单片机有40个引脚，大致能分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
图3.2 AT89C51单片机的引脚结构（5号黑体、居中，同一页）
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引脚功能说明： ○1 电源
a. VCC：接+5V电源。（相当于6级标题，在正文中，段前2格，标号后打一点、与文字间空1格）
b. GND：接地。 ○2 时钟
a. （空1格）XTAL1：晶体振荡器接入一个引脚。当选用外部振荡器时，此引脚接地。
b. XTAL2：晶体振荡器接入另一个引脚。当选用外部振荡器时，该引脚作为外部振荡的信号输入端。 ○3 四根控制线
a. RST/VPD：复位/备用电源。
b. ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。
在对Flash编程或程序校验地，P3也可接收一些控制信号。P3各端口引脚与复用功能如表3.1（编号以章为单位）所示。（对表：先引入表格（要先见文，后见表），再画表（表中的文字不超过5号字体），最后介绍表（如有必要）；先写表名，再画表，表名和表必须在同一页纸）
表3.1 （空一格）P3各端口引脚与复用功能表（5号黑体、居中）
端口引脚 复用功能 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（定时器0的外部输入）
P3.5 T1（定时器1的外部输入） 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）
（表格一般取三线表：即顶线、底线和栏目线（见图，注意：没有竖线）。其中顶线和底线为粗线，栏目线为细线。
当然，三线表并不一定只有3条线，必要时可加辅助线，但无论加多少条辅助线，仍称做三线表即上、下底用粗实线，中间一条为细实线。
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表格应简明扼要。表的题名应当反映表的内容，表格应具有足够的完整性，即不参见全文即可理解表格的含义。表中不应出现文中所没有叙述的新信息。表格切忌与图、文字重复表述。）
3.2 AT24C02的功能及设置说明
AT24C02 [10,11] （参考文献在正文中按对应内容顺序引入，注意上标：连续引用2个中间
用逗号隔开，3个及以上用“-”连接）是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含256个
8位字节，采取两线串行总线与单片机进行通讯，电压最低时可到 2.5V，额定电流为 1mA，静态电流 10Ua(5.5V)，片内资料在突然断电情形下可以保存达40年及以上，且采取8脚DIP封装[12,13] （参考文献在正文中按对应内容顺序引入，注意上标：连续引用2
个中间用逗号隔开，3个及以上用“-”连接），使用方便，其引脚图如图3.3所示。
图3.3 AT24C02引脚图
由于AT24C02数据线与地址线为复用型的，采用串口方式来传送数据，所以只需用两根线 SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机进行传送数据。设定一个价格时，系统会自动调用存储过程，单位价格信息存储在芯片；当系统重新上电的时候，当系统重新上电，自动呼叫存储器读取程序，将存储器内的信息，读到缓存单元中，供主程序使用。
AT24C02的主要性能与引脚说明如下介绍。 （1）主要性能指标
○1 数据线上看门狗计时器。 ○2 可编程的复位入门电平。
○3 高效的数据传送速率达400KHz和1C总线兼容。 ○4 2.7V至7V工作电压。 ○5 低功耗CMOS工艺。 ○6 16字节的页写缓冲区。 ○7 片内防误擦除写保护。 ○8 高低电平复位信号输出。 ○9 100万次擦写周期。
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（2）AT24C02引脚功能说明
AT24C02管脚功能如表3.2（注意表号和顺序）所示。
表3.2 管脚描述
管脚名称 功能 A0 A1 A2 元器件地址选择 SDA 串行数据/地址 SCL 串行时钟 WP 写保护
Vcc +1.8V~ 6.0V 工作电压 Vss 地
管脚说明： 1 SCL 串行时钟 ○
AT24C02的串行时钟输入管脚用于产生元器件所有数据发送和接收时钟，是一个输入型管脚。
2 SDA 串行数据/地址 ○
AT24C02双向串行数据/地址管脚用于元器件所有数据的发送和接收，SDA 为开漏输出型管脚，能够和其它开漏输出端或者集电极开路输出端进行线或（wire-OR）。
3 A0、A1、A2 元器件地址输入端 ○
输入脚作为多个元器件级联时设置元器件地址用，当脚悬空时，则默认为0。当使用AT24C02时可最大级联8个元器件。当只有一个AT24C02被总线寻址，这些地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接至Vss，如果只有一个AT24C02被总线寻址，这些地址输入脚（A0、A1、A2 ）必须连接至Vss。
4 WP 写保护 ○
若是WP管脚连接至Vcc时，所有内容都将被写保护且只能读。当WP管脚连接至Vss 或悬空允许器件进行正常读/写操作。
3.3 DS1302数字时钟芯片
DS1302是由美国达拉斯公司推出的一款高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片[14]，它通过一个简单的串行接口与微处理器间进行通信。它能对年、月、日、星期、小时、分鈡、秒钟进行计时，并且包括闰年补偿的功能，2.5V～5.5V的工作电压。其中Vcc1为主电源，Vcc2为后备电源。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST用来连接控制逻辑，可以使地址或命令序列送进移位寄存器并且供应终止单字节或多字节数据的传输方式。I/O为串行数据输入输出端(双向)，SCLK为时钟输入端。时钟工作在24小时或12小时的方式与AM/ PM指示（proteus库只支持24小时模式）。
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