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绪论
在生活和生产的各个领域中,凡是有自动化控制要求的地方都会有单片机的身影,从简单到复杂,从空中地面到地下,凡是能想象到的地方几乎都有使用片机的需要,尽管现在单片机已经很普遍了,但仍有许多地方可以用单片机控制而尚未实现的项目,因此单片机的应用有很大的拓展空间。例如在工业自动化方面,仪器仪表方面,家用电器方面,信息通信方面,军事装备方面。
单片机的应用有利于产品的小型化,多功能化,有利于提高劳动生产率,减轻劳动强度,提高产品质量,改善劳动环境,减少能源和材料消耗,保证安全等。
随着科学技术的高速发展,单片机的发展也得到了较快发展,
单片机课程在学校大量开设,人们开始运用所学单片机知识解决生活中的实际技术问题。
一、控制要求
(一)基本控制要求
我设计的电路是利用单片机控制的时间继电器。电路的核心是单片机89C51芯片,首先该电路可实现0000--9999秒的长定时。按键电路中有两个按钮,一个按钮控制定时器的启动\设定。一个按钮控制定时器定时时间修改,在设定状态下,时间修改按钮按一次定时值加1,当设定按键启动后定时开始,定时值每秒减1,直到0000停止。这样就实现了定时目的。当四位LED数码管显示时间减到0000时,即定时时间到,继电器得电工作。
电路具体由复位电路,按键电路,晶振电路,动态显示组成,由于外部电路只有一继电器工作,所以本文不予过多说明。
(二)电路框图设计
89C51芯片外接复位电路,按键电路,晶振电路,等到数码显示管显示的时间为0时,继电器得电工作。根据以上思路设计出电路的大概框图。
电路框图
单片机
电路原理图
二、单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如左图所示
(一)主要特性
·与MCS-51 兼容 ·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命:1000写/擦循环·数据保留时间:10年·全静态工作:0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器· 5个中断源 ·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路
图2 89C51芯片引脚排列图
(二)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。 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。管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) 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)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