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入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 3、芯片擦除:
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。 4、串口通讯
串口通信需要用到那些特殊功能寄存器是SCON,TCON,TMOD,SCON等。
SBUF 数据缓冲寄存器这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。实际上SBUF 包含了两个独立的寄存器,一个是发送寄存,另一个是接收寄存器,但它们都共同使用同一个寻址地址-99H。CPU 在读SBUF 时会指到接收寄存器,在写时会指到发送寄存器,而且接收寄存器是双缓冲寄存器,这样可以避免接收中断没有及时的被响应,数据没有被取走,下一帧数据已到来,而造成的数据重叠问题。发送器则不需要用到双缓冲,一般情况下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF寄存器的方法则很简单,只要把这个99H 地址用关键字sfr定义为一个变量就可以对其进行读写操作了。 SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态,都会引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的寻址地址是98H,是一个可以位寻址的寄存器,作用就是监视和控制51 芯片串行口的工作状态。51 芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下,其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下:
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0、SM1 为串行口工作模式设置位,这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置如下 :
SM0 SM1 模式 功能 波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8位UART 可变 1 0 2 9位UART fosc/32 或fosc/64 1 1 3 9位UART 可变
在这里只说明最常用的模式1,其它的模式也就一一略过。表中的fosc 代表振荡器的频率,也就是晶振的频率。UAR为(Universal Asynchronous Receiver)的英文缩写。
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REM为允许接收位,REM 置1时串口允许接收,置0时禁止接收。REM是由软件置位或清零。如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1 都和上位机相连,在软件上有串口中断处理程序,当要求在处理某个子程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断,那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0 来禁止接收,在子程序结束处加入REM=1 再次打开串口接收。
TB8 发送数据位8,在模式2 和3 是要发送的第9 位。该位可以用软件根据需要置位或清除,通常这位在通信协议中做奇偶位,在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。
RB8 接收数据位8,在模式2 和3 是已接收数据的第9 位。该位可能是奇偶位,地址/数据标识位。在模式0 中,RB8 为保留位没有被使用。在模式1 中,当SM2=0,RB8 是已接收数据的停止位。
TI 发送中断标识位。在模式0,发送完第8 位数据时,由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初,由硬件置位。TI 置位后,申请中断,CPU 响应中断后,发送下一帧数据。在任何模式下,TI 都必须由软件来清除,也就是说在数据写入到SBUF 后,硬件发送数据,中断响应(如中断打开),这时TI=1,表明发送已完成,TI不会由硬件清除,所以这时必须用软件对其清零。
RI 接收中断标识位。在模式0,接收第8 位结束时,由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间,由硬件置位。RI=1,申请中断,要求CPU 取走数据。但在模式1 中,SM2=1时,当未收到有效的停止位,则不会对RI 置位。同样RI 也必须要靠软件清除。常用的串口模式1 是传输10 个位的,1 位起始位为0,8 位数据位,低位在先,1 位停止位为1。它的波特率是可变的,其速率是取决于定时器1 或定时器2 的定时值(溢出速率)。AT89C51芯片只有两个定时器,定时器0和定时器1。
波特率在使用串口做通讯时,一个很重要的参数就是波特率,只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数,如标准9600 会被误认为每秒种可以传送9600个字节,而实际上它是指每秒可以传送9600 个二进位,而一个字节要8 个二进位,如用串口模式1 来传输那么加上起始位和停止位,每个数据字节就要占用10 个二进位,9600 波特率用模式1 传输时,每秒传输的字节数是9600÷10=960 字节。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的,为fosc/12,以一个12M 的晶振来计算,那么它的波特率可以达到1M。模式2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32,具体用那一种就取决于
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PCON 寄存器中的SMOD位,如SMOD 为0,波特率为focs/64,SMOD 为1,波特率为focs/32。模式1 和模式3 的波特率是可变的,取决于定时器1 或2(52 芯片)的溢出速率。可以用以下的公式去计算:
波特率=(2SMOD÷32)×定时器1 溢出速率
上式中如设置了PCON 寄存器中的SMOD 位为1 时就可以把波特率提升2 倍。通常会使用定时器1 工作在定时器工作模式2 下,这时定时值中的TL1 做为计数,TH1 做为自动重装值 ,这个定时模式下,定时器溢出后,TH1 的值会自动装载到TL1,再次开始计数,这样可以不用软件去干预,使得定时更准确。在这个定时模式2 下定时器1 溢出速率的计算公式如下:
溢出速率=(计数速率)/(256-TH1)
上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关,在51 芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH 的值增加一,一个机器周期等于十二个振荡周期,所以可以得知51 芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12,一个12M 的晶振用在51 芯片上,那么51 的计数速率就为1M。
第二节 复位电路
单片机的RST引脚为主机提供一个外部复位信号输入端口。复位信号是高电平有效,高电平有效的时间应为2个机器周期以上。
复位以后,单片机各部件恢复到初始状态,单片机从ROM的0000H开始执行程序。单片机的复位方式有上电自动复和手工复位两种,图2.2是本文单片机所用复位电路,只要VCC上升时间不超过1ms,它们都能很好的工作。
图2.2 复位电路
第三节 时钟电路
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时钟电路引脚:
XTAL1:接外部晶振和微调电容的一端,在单片机内部,它是构成片内振荡器的反向
放大器的输入端。当采用外部振荡器时,该引脚接收振荡器的信号,即把此信号直接接到内部振荡器的输入端。
XTAL2:接外部晶振和微调电容的另一端,在单片机内部,它是构成片内振荡器的反向放大器的输出端。当采用外部振荡器时,此引脚应悬空。
本文所用的时钟电路为下图图2.3。
图2.3 时钟电路
第四节 驱动电路
本文驱动电路主要用74LS47芯片和74LS138芯片组成,其中74LS47芯片与74LS138芯片的功能特点如下: 1、74LS47
74LS47是BCD-7段译码器/驱动器,是数字集成电路,用于将BCD码转化成数码块中的数字,然后我们就能看到从0-9的数字。其管脚图如下图图2.4。
图2.4 74LS47的管脚图
译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器,它在这里与数码管配合使用,表2.1列出了74LS47的真值表,表示出了
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它与数码管之间的关系【7】。
表2.1
输入 输出显示数字符号 LT RBI A3 A2 A1 A0 BI/RBO a b c d e f g 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 (1)LT:试灯输入,是为了检查数码管各段是否能正常发光而设置的。当LT=0时,无论输入A3 ,A2 ,A1 ,A0为何种状态,译码器输出均为低电平,若驱动的数码管正常,是显示8。
(2)BI:灭灯输入,是为控制多位数码显示的灭灯所设置的。BI=0时。不论LT和输入A3 ,A2 ,A1,A0为何种状态,译码器输出均为高电平,使共阳极数码管熄灭。
(3)RBI:灭零输入,它是为使不希望显示的0熄灭而设定的。当对每一位A3= A2 =A1 =A0=0时,本应显示0,但是在RBI=0作用下,使译码器输出全为高电平。其结果和加入灭灯信号的结果一样,将0熄灭。
(4)RBO:灭零输出,它和灭灯输入BI共用一端,两者配合使用,可以实现多位数码显示的灭零控制。 2、74LS138
74LS138芯片的管脚图如下图2.5。
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