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西安郵電學院本利用TC89C51单片机的定时器/计数器定时和数的原理电路原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。
图1.1 数字秒表硬件电路基本原理图
本设计中,数码管显示的数据存放在内存单元31H-H中。其中31H存放分钟变量,32H存放秒钟变量,33H存放10ms计数值,即存放毫秒位数据,每一地址单元内均为十进制BCD码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能,显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。显示时,先取出31H-H某一地址中的数据,然后查得对应的显示位,并从P1口输出,就能显示该地址单元的数据值。
计时通过中断完成,定时溢出中断周期为1ms,当一处中断后向CPU发出溢出中断请求,每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一,达到10次就对十毫秒位进行加一,依次类推,直到4.59.99秒重新复位。
再看按键的处理。这两个键可以采用中断的方法,也可以采用扫描的方法来识别。复位键主要功能在于数值复位,对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定,需要比较准确的控制。因此可以对复位按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。
设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主控制器,显示电路和等主控制器采用单片机89C51,显示电路采用显示?选择了ATC89S51。
ATC89C52单片机采用40引脚的双列直插封装方式。图1.2为引脚排列图, 40条引脚说明如下:
主电源引脚Vss和Vcc
① Vss接地
② Vcc正常操作时为+5伏电源
外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时,此引脚接地。
② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。
图1.2 STC89C52单片机引脚图
控制或与其它电源复用引脚RST/VPD,ALE/,和/Vpp
① RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据。
② ALE/正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的1/6)周期性地发出正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲,ALE 端可以驱动(吸收或输出电流)八个LSTTL电路。对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚接收编程脉冲(功能)
③ 外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间,在每个机器周期内两次有效。同样可以驱动八LSTTL输入。
④ /Vpp、/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当/Vpp为高电平时,访问内部程序存储器,当/Vpp为低电平时,则访问外部程序存储器。对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚上加21伏EPROM编程电源(Vpp)。
输入/输出引脚P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7。
① P0口(P0.0 - P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。
② P1口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。
③ P2口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。
④ P3口(P3.0 - P3.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。
AT89C51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,AT89C52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。CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。
(1) 运算器
运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。可以对半字节
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