基于单片机篮球赛计时计分器设计 - 图文(2)

2019-03-29 13:03

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具体连接与编程方法。

(3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等[6]。

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第二章 系统硬件介绍

2.1 MCS-51单片机简述

2.1.1 单片机AT89C51简介

本课题中用到的芯片就是AT系列中的AT89C51单片机芯片。

AT89C51是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案 [7]。

AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。它是一个低功耗高性能单片机,40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,AT89C51可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。如图绍如图2-1:

图2-1为AT89C51单片机基本构造,其基本性能介

图2-1 AT89C51引脚图

AT89C51本身内含40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中端口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,AT89C51可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存

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储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

2.1.2 主要特性

AT89C51的主要特性如表2-1所示:

表2-1 AT89C51主要功能描述

· 兼容MCS—51指令系统 · 32个双向I/O口 · 4k可反复擦写(>1000次)Flash ROM · 可编程UARL通道 · 两个16位可编程定时/计数器 · 全静态操作0-24MHz · 1个串行中断 · 两个外部中断源 · 可直接驱动LED · 低功耗空闲和掉电模式 2.1.3 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。

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· 128x8bit内部RAM · 共6个中断源 · 3级加密位 · 软件设置睡眠和唤醒功能 长春理工大学毕业设计

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,如表2-2所示:

表2-2 AT89C51特殊功能表

端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) /INT0(外部中断0) /INT1(外部中断1) T0(记时器0外部输入) T1(记时器1外部输入) /WR(外部数据存储器写选通) /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。

/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)。

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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。 2.1.4 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。

此外,AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。

在闲置模式下,CPU停止工作。但RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止 [6]。

2.1.5 掉电模式

在掉电模式下,振荡器停止工作,进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令,片内RAM和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。推出掉电模式的唯一方法是硬件复位。复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容,在VCC恢复到正常工作电平前,复位应无效,且必须保持一定时间以使振荡器重新启动并且稳定的工作 [5]。

表2-3 外部引脚状态表

模式 空闲模式 空闲模式 外部 掉电模式 内部 掉电模式 外部 程序存储内部 器 ALE /PROG P0 P1 P2 P3 1 1 数据 数据 数据 浮空 1 1 浮空 数据 数据 浮空 0 0 数据 数据 数据 数据 0 0 浮空 数据 数据 数据 2.1.6 程序储存器的加密

AT89C51可使用对芯片上的三个加密位LB1、LB2、LB3[2]进行编程(P) 或者不进行编程(U)。当加密位LB1被编程时,在复位期间,EA断的逻辑电平

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