石家庄职业技术学院毕业论文
第三章 系统硬件设计
3．1 AT89S52单片机概述
3．1．1 AT89S52单片机的内部组成
AT89S52内部有8 KB ROM，基本组成如图3． 1所示。
图3． 1
3．1．2 AT89S52单片机的功能特性
1．主要特性
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
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2．管脚说明
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1．0和P1．2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1．0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1．1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能 ：
P1．0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1．1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1．5 MOSI（在系统编程用） P1．6 MISO（在系统编程用） P1．7 SCK（在系统编程用）
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
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P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下所示： 在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能 P3．0 RXD(串行输入口) P3．1 TXD(串行输出口) P3．2 INTO(外中断0) P3．3 INT1(外中断1) P3．4 TO(定时/计数器0) P3．5 T1(定时/计数器1)
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)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。
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FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
3．2 显示模块设计
采用点阵式液晶显示器（LCD）显示。LCD功能强大，可显示各种字体的数字、汉字、图像，还可以自定义显示内容，显示灵活生动，同时配有4*4键盘更便于工作人员操作。
方案一：采用LCD1602
LCD1602介绍
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，其中：
引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
符号 VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK
功能说明 一般接地 接电源（+5V）
液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 R/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。 E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。 底4位三态、 双向数据总线 0位（最低位） 底4位三态、 双向数据总线 1位 底4位三态、 双向数据总线 2位 底4位三态、 双向数据总线 3位 高4位三态、 双向数据总线 4位 高4位三态、 双向数据总线 5位 高4位三态、 双向数据总线 6位
高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag） 背光电源正极 背光 电源负极
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方案二 采用LCD12864 LCD12864介绍 1、概述
FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集．利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字． 也可完成图形显示．低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
基本特性:
低电源电压（VDD:+3．0--+5．5V） 显示分辨率:128×64点
内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) 内置 128个16×8点阵字符 2MHZ时钟频
显示方式：STN、半透、正 驱动方式：1/32DUTY，1/5BIA 视角方向：6
背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/1 通讯方式：串行、并口可选
内置DC-DC转换电路，无需外加负压 无需片选信号，简化软件设计
工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
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