2013届 光信息科学与技术专业 毕业设计（论文）
2.6.3 DS12C887引脚功能说明
图2-6-2 时钟芯片DS12C887引脚图
GND、VCC直流电源其中VCC接+5V输入GND接地当VCC输入为+5V时用 户
可以访问DS12C887内RAM中的数据并可对其进行读、写操作当VCC 的输入小于+4.25V时禁止用户对内部RAM进行读、写操作此时用户不能正确获取芯片内的时间信息当VCC的输入小于+3V时DS12C887会自动将电源发换到内部自带的锂电池上以保证内部的电路能够正常工作。
MOT模式选择脚DS12C887 有两种工作模式即Motorola模式和Intel模式当 MOT接VCC时选用的工作模式是Motorola模式当MOT接GND时选用的是 Intel 模式，本文主要讨论 Intel 模式。
SQW方波输出脚当供电电压VCC大于 4.25V 时SQW 脚可进行方波输出此时用户可以通过对控制寄存器编程来得到13种方波信号的输出。
AD0
AD7复用地址数据总线，该总线采用时分复用技术，在总线周期的前
AD7上的是地址信息可用以选通DS12C887内的RAM总线周
半部分出现在AD0
期的后半部分出 现在AD0~AD7上的数据信息。
AS地址选通输入脚在进行读写操作时AS 的上升沿将AD0~AD7上出现的地址信 息锁存到DS12C887上而下一个下降沿清除AD0~AD7上的地址信息不论是否有效DS12C887都将执行该操作。
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DS/RD数据选择或读输入脚该引脚有两种工作模式当MOT接VCC时选用 Motorola工作模式在这种工作模式中每个总线周期的后一部分的 DS 为高电平被称为数 据选通。在读操作中DS的上升沿使DS12C887将内部数据送往总线 AD0~AD7 上以供外部读取。在写操作中DS 的下降沿将使总线 AD0~AD7 上的数据锁存在DS12C887中当MOT接GND时选用Intel工作模式在该模式中该引脚是读允许输入脚即Read Enable。
R/W读/写输入端该管脚也有2种工作模式当MOT接VCC时R/W工作在 Motorola 模式。此时该引脚的作用是区分进行的是读操作还是写操作当 R/W 为高电平时 为读操作R/W为低电平时为写操作当MOT 接GND 时该脚工作在 Intel模式此时该作为写允许输入即 Write Enable。
CS片选输入低电平有效。 IRQ中断请求输入低电平有效该脚有效对DS12C887内的时钟、日历和RAM中的内容没有任何影响仅对内部的控制寄存器有影响在典型的应用中RESET可以直接接 VCC这样可以保证 DS12C887 在掉电时其内部控制寄存器不受影响[15]。
2.7中断系统
2.7.1中断
程序执行过程中，允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行，使
其转向为处理内部事件的中断服务程序中去；完成中断服务的程序后，CPU继续原来被打断的程序，这样的过程称为中断过程。
2.7.2产生中断
能产生中断的外部和内部事件。AT89C51有5个中断源： (1)INT0：外部中断0请求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。 (2)INT1：外部中断1请求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。 (3)T0：定时器/计数器0溢出中断请求。 (4)TI：定时器/计数器1溢出中断请求。
(5)TXD/RXD：串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或接收时，便请求中断。每一个中断源都对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊功能寄存
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器TCON和SCON中。当这些中断源请求中断时，相应的标志分别有TCON和SCON中的相应位来锁存。
2.7.3中断系统有以下4个特殊功能寄存器
（1）定时器控制寄存器TCON（用6位）； （2）串行口控制寄存器SCON（用2位）； （3）中断允许寄存器IE； （4）中断优先级寄存器IP。
其中，TCON和SCON只有一部分用于中断控制。通过对以上各特殊功能寄存器的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能。
2.8复位电路
复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如下图所示。
表2-8 复位操作对寄存器的影响
寄存器 PC ACC PSW SP DPTR P0-P3 IP IE TMOD 复位状态 0000H 00H 00H 07H 0000H FFH XX000000B 0X000000B OOH 寄存器 TCON TL0 THO TL1 TH1 SCON SBUF PCON 复位状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 OXXXOOOOB
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为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。单片机的复位分为上电自动复位、按键手动复位两种和看门狗强制复位三种等。上电复位通常利用电容的充放电来实现，按键复位则可分为按键脉冲复位和按键电平复位两种，看门狗复位则通过外接看门狗电路或软件看门狗程序实现。常见的有上电复位和按键复位电路。
2.9时钟电路
时钟电路可以简单定义如下：1.就是产生象时钟一样准确的振荡电路；2.任何工作都按时间顺序。用于产生这个时间的电路就是时钟电路。时钟电路一般由晶体震荡器、晶震控制芯片和电容组成。时钟电路应用十分广泛，如电脑的时钟电路、电子表的时钟电路以及MP3、MP4的时钟电路。
时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号，是用来配合外部晶体实现振荡的电路，这样可以为单片机提供运行时钟，如果运行时钟为0 的话，单片机就不工作，当然超出单片机的工作频率的时钟也会导致单片机不工作。时钟电路是微型计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。MCS-51的时钟信号可以由两种方式：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号：另一种为外部方式，时钟信号由外部引入。如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机，单片机是无法工作的。AT89C51的时钟信号可由内部振荡器产生，也可由外部电路直接提供。
内部振荡器的输入和输出脚分别为XTAL1和XATL2，由XTAL2给单片机内部电路提供时钟信号。当时钟信号由外部电路提供时，外部时钟引入XTAL2，而XTAL1脚接地。
2.10本章小结
本章节主要有三部分，第一部分主要介绍了总体方案的设计及论证，第二部分主要介绍了设计的总体思路，以及元器件的选择，并加以详细介绍。第三部分主要进行了相关知识点的补充说明。
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第3章 硬件设计
单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能,硬件实现上采用模块化设计，每一模块只实现一个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起,这种设计方法可以降低系统设计的复杂性，本系统主要硬件设计包括电源电路、数据存储电路、晶振电路、LCD显示电路以及温湿度传感器电路。
3.1最小系统电路
本次硬件的核心就是AT89C51，其他的外围电路都是围绕它所设计的。数字温湿度传感器的DHT21的DATA口连接单片机AT89C51的P2.0口。显示电路就是把LCD12864和单片机的P0口分别相连，为了增加单片机的输出能力，增加单片机的输出电流，故使用排阻来完。本系统采用的是上电复位，上电之后，RST被拉至高电平，单片机进入工作状态。
AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器构成自激振荡器，他们与电容C1，C2接在放大器的反馈电路中构成并联震荡电路，虽然电容没有一个严格的要求，但是电容的大小会轻微影响振荡频率的高低、温度稳定性以及振荡器工作的稳定性[18]。
应用89C51单片机设计并制作一个单片机最小系统，要达到如下基本要求： 1、具有上电复位和手动复位功能。 2、使用单片机内程序存储器。
3、具有基本的人机互接口。按键输入、LED显示功能。
4、具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。
对于51单片机来说，单片机+晶振电路+复位电路，组成了一个最小系统但是一般我们在设计中总喜欢把按键输入、显示输出加到上述电路成为最小系统。
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