數(shù)字電子日歷設(shè)計(jì)

引言1．1單片機(jī)的組成及特點(diǎn)單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把CPU、存儲器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺計(jì)算機(jī)。單片機(jī)通過內(nèi)部總線把計(jì)算機(jī)的各主要部件接為一體，其內(nèi)部總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。其中，地址總線的作用是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)提供地址，CPU通過它們將地址輸出到存儲器或I/O接口；/數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲器或I/O接口之間，或存儲器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總線包括CPU發(fā)出的控制信號線和外部送入CPU的應(yīng)答信號線等。單片機(jī)中的CPU、存儲器等部件將在后面章節(jié)陸續(xù)介紹。由于單片機(jī)的這種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點(diǎn)，因而在各個(gè)領(lǐng)域都得到了迅猛的開展。單片機(jī)主要發(fā)如下特點(diǎn)：〔1〕有優(yōu)異的性能價(jià)格比。〔2〕高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作?！?〕為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。〔4〕低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品?！?〕部總線增加了IC〔Inter-IntegratedCircuit〕及SPI〔SerialPeripheralInterface〕等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)?！?〕單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、標(biāo)準(zhǔn)，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。1．2單片機(jī)的應(yīng)用由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用普及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用單片機(jī)廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動(dòng)化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。2．單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用機(jī)電一體化是械工業(yè)開展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。3．單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用單片機(jī)廣泛地用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最正確工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4.單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用在比擬復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。多機(jī)系統(tǒng)一般由假設(shè)干臺功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對現(xiàn)場信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。5．單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等并使提高了電器的智能化程度，增加了更多的功能。綜合所述，從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大局部功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。本設(shè)計(jì)主要以單片機(jī)為主，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)開展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。2設(shè)計(jì)方案2．1設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)的題目是電子日歷的控制。根據(jù)設(shè)計(jì)要求日歷顯示正常的年、月、日、時(shí)、分、秒。要想實(shí)現(xiàn)上述功能，就必須將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起。硬件系統(tǒng)主要有單片機(jī)AT89C51、DS12C887AT89C51主要功能是存儲程序、根據(jù)程序的內(nèi)容對各個(gè)端口進(jìn)行判斷并做出相應(yīng)的處理。DS12C887主要的功能是控制年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示效果。利用單片機(jī)將RC復(fù)位電路、動(dòng)態(tài)顯示電路、電源電路等正確的連接在一起，并通過單片機(jī)的編程來實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求。2．2系統(tǒng)總體框圖設(shè)計(jì)電路采用ATMEL的AT89C51芯片來做CPU，用AT89C51的內(nèi)部EPROM作為程序存儲器。顯示局部位碼的擴(kuò)展采用74LS154，七段數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)采用ULN2003A控制局部采用普通獨(dú)立按鍵。在確定系統(tǒng)的大體形式之后，畫出系統(tǒng)的總框圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)總框圖系統(tǒng)總體框圖包括：單片機(jī)、控制電路、復(fù)位電路、顯示電路、電源局部。3硬件設(shè)計(jì)硬件電路主要包括：時(shí)鐘芯片、單片機(jī)、顯示電路、譯碼器以及電源等幾局部。時(shí)鐘芯片選擇：選用DS12C887實(shí)時(shí)芯片。單片機(jī)的選擇：選用AT89C8051單片機(jī)，配備11.0592MHz晶振。P1.0—P1.4作數(shù)碼管的位選口，P0.0—P0.6作數(shù)碼管的段選口。顯示電路的選擇：采用軟件譯碼器動(dòng)態(tài)顯示，共陰極LED數(shù)碼管。復(fù)位電路的選擇：RC復(fù)位電路。譯碼器的選擇：采用4線—16線譯碼器74LS154。電源電路的選擇：采用直流+5V電源供電。3．1時(shí)鐘芯片DS12C887介紹本次設(shè)計(jì)采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片是DS12C887，這種實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。此外，事實(shí)上時(shí)鐘芯片多數(shù)帶有鋰電池做后備電源，具備永不停止的計(jì)時(shí)功能；具有可編程方波輸出功能，可用做實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)的采樣信號等；有的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片內(nèi)部還帶有非易失性RAM，可用來存放需長期保存但有時(shí)也變更的數(shù)據(jù)。LED數(shù)碼管電子時(shí)鐘電路采用24小時(shí)記時(shí)方式，日期和時(shí)間用16位數(shù)碼管顯示，采用AT89C51單片機(jī)，5V電池供電，只要使用一個(gè)按鍵開關(guān)即可進(jìn)入省電(顯示LED數(shù)碼管)和正常顯示兩種狀態(tài)。顯示范圍：年份可走99年，如2001—2099；日、月正常顯示，能識別閏年閏月；時(shí)間采用24小時(shí)制。顯示格式：日期按照年、月、日排列，如2005年12月20日顯示為：05-12-20；時(shí)間按時(shí)、分顯示位數(shù)：6位七段LED數(shù)碼管工作正常和節(jié)電顯示。時(shí)鐘誤差：24小時(shí)誤差3-5秒。DS12C887時(shí)鐘芯片采用CMOS技術(shù)制成，該芯片帶有內(nèi)部晶體振蕩器并內(nèi)置有鋰電池，因此斷電后仍可運(yùn)行十年以上不喪失數(shù)據(jù)。時(shí)間、日歷和定鬧具有二進(jìn)制碼和BCD碼兩種形式，并可設(shè)定12小時(shí)或24小時(shí)制式以及Motorola和Intel總線時(shí)序。DS12C887內(nèi)含128字節(jié)RAM，其中有10個(gè)時(shí)鐘存放器、4個(gè)控制存放器和114字節(jié)通用RAM，所有RAM單元都具有掉電保護(hù)功能，因此可被用作非易失性RAM。DS12C887內(nèi)部具有定鬧中斷、周期中斷、時(shí)鐘更新周期、結(jié)束中斷等，且三個(gè)中斷源可分別由軟件屏蔽。3．1．1DS12C887主要功能簡介(1)內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電后運(yùn)行十年以上不喪失數(shù)據(jù)。(2)計(jì)秒、分、時(shí)、天、星期、日、月、年、并有閏年補(bǔ)償功能。(3)二進(jìn)制數(shù)碼或BCD碼表示時(shí)間，日歷和定鬧。(4)12小時(shí)或24小時(shí)制，12小時(shí)時(shí)鐘模式帶有PM和AM指示，有夏令時(shí)功能。(5)Motorola和Intel總線時(shí)序選擇。(6)有128個(gè)字節(jié)RAM單元與軟件接口，其中14個(gè)字節(jié)作為時(shí)鐘和控制存放器，114字節(jié)為通用RAM，所有RAM單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。(7)可編程方波信號輸出。(8)中斷信號輸出〔IRQ〕和總線兼容、定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期、結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測試。3．1．2DS12C887引腳說明及原理DS12C887管腳圖如圖3.5所示：圖3.5DS12C887管腳排列圖VCC：直流電源+5V電壓。當(dāng)5V電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)數(shù)據(jù)可讀寫；當(dāng)VCC低于4.25V，讀寫被禁止，計(jì)時(shí)功能仍繼續(xù)；當(dāng)VCC下降到3V以下時(shí)，RAM和計(jì)數(shù)器被切換到內(nèi)部鋰電池。MOT(模式選擇)：MOT管腳接到VCC時(shí)，選擇MOTORLA時(shí)序；當(dāng)接到GFND時(shí)。選擇INTEL時(shí)序。SQW(方波信號同)：SQW管腳能從實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)部15級分頻器的13個(gè)抽頭中選擇一個(gè)作為輸出信號，其輸出頻率可通過對存放器A編程改變。AD0～AD7(雙向地址數(shù)據(jù)復(fù)用線)：總線接口即MOROROLA微機(jī)系列和INTEL微機(jī)系列接口。AS(地址選通輸入)：用于實(shí)現(xiàn)信號別離，在ADALE的下降沿把地址鎖入DS12C887。DS(數(shù)據(jù)選通或讀輸入)：DSRD客腳有兩種操作模式，取決于MOT管腳放的電平，當(dāng)使用MOTOROLA時(shí)序時(shí)，DS時(shí)一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段稱為數(shù)據(jù)選通；在讀周期DS指示DS12C887驅(qū)動(dòng)雙向總的時(shí)刻，在寫周期DS的后沿使DS12C887鎖存寫數(shù)據(jù)。選擇INTEL時(shí)序時(shí)DS稱作〔RD〕，RD與典型存儲器的允許信號〔OE〕的定義相同。R/W(讀/寫輸入)：R/W管腳也有兩種操作模式。選MOTOROLA時(shí)序時(shí)，R/W是一電平信號，指示當(dāng)前周期是讀或?qū)懼芷?；DSO為高電平時(shí)，R/W高電平指示讀周期，R/W低電平指示寫周期；選INTEL時(shí)序，R/W信號是一低電平信號，稱為WR。在此模式下，R/W管腳與通用RAM的寫允許信號〔WE〕的含義相同。CS〔片選輸入〕：在訪問DS12887的總線周期內(nèi)，片選信號必須保持為低。IRQ〔中斷申請輸入〕：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒有中斷條件滿足時(shí)，IRQ處于高阻態(tài)。IRQ線是漏極開路輸入，要求外接上接電阻。RESET〔復(fù)位輸出〕：當(dāng)該腳保持低電平時(shí)間大于200ms，保證DS12C887有效復(fù)位。DS12C887內(nèi)部由振蕩電路、分頻電路、周期中斷/方波選擇電路，14字節(jié)時(shí)鐘和控制單元，114字節(jié)用戶非易失RAM，十進(jìn)制/二進(jìn)制累加器，總線接口電路，電源開關(guān)寫保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等局部組成。Vcc：直流電源+5V電壓。當(dāng)5V電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)可讀寫，當(dāng)Vcc低于4。25V，讀寫被禁止，計(jì)時(shí)功能仍繼續(xù)；當(dāng)Vcc下降到3V以下時(shí)，RAM和計(jì)時(shí)器供電被切換到內(nèi)部鋰電池。3．1．3DS12C887的中存放器的功能和作用DS12887內(nèi)部RAM和專用存放器地址功能，地址00H～03H單元取值范圍是00H～3BH(10進(jìn)制0～59)；04H～05H單元按12小時(shí)制取值范圍是上午〔AM〕01H～0CH(1～12)，下午〔PM〕81H～8CH(81～92)按24小時(shí)制取值范圍使00H～17H(1～23)；06H單元取值范圍使00H～07H〔0～7〕；07H單元取值范圍01H～1FH(1～31)；08H單元取值范圍是01H～0CH(1～12)；09H單元取值范圍是00H～63H(0～99)。DS12C887的RAM和各專用存放器的訪問如下實(shí)現(xiàn)，假設(shè)片選地址DS=#0DDXXH，那么芯片內(nèi)部RAM和存放器和地址為#0DD00H～#ODD7FH。應(yīng)指出的是，盡管DS12C887的專用時(shí)標(biāo)年存放器只有一個(gè)，但通過軟件編程可利用其內(nèi)部的不掉電的RAM區(qū)的一個(gè)字節(jié)實(shí)現(xiàn)年度的高兩位顯示。存放器A存放器A各位不受復(fù)位的影響，UIP位為只讀位，其它各位可讀寫，存放器的控制字的格式。A、UIP位：更新周期標(biāo)志位。該位為“1”時(shí)，表示芯片正處于或?qū)㈤_始更新周期，此時(shí)程序不準(zhǔn)讀寫師表存放器；該位為“0B、DV0、DV1、DV2：芯片內(nèi)部震蕩器RTC控制位。當(dāng)芯片接觸復(fù)位狀態(tài)，并將010寫入DV0、DV1、DV2后，另一個(gè)更新周期將在500ms后開始。因此，在程序初始化時(shí)可用這三各精確地使芯片在設(shè)定的時(shí)間開始工作。這與MC146818不同的使DS12C887固定使用32768Hz的內(nèi)部晶體，所以DV0=“0”、DV1=“1”、DV2=“C、RS3、RS2、RS1、RS0：周期中斷可編程方波輸出速率選擇位。各種不同的組合可以產(chǎn)生不同的輸出。程序可以通過設(shè)置存放器B的SQWF和PIE位控制是否允許周期中斷方波輸出。其存放器A輸出速率選擇位。3．1．4DS12C887的中斷和更新周期DSC12C887處于正常工作狀態(tài)時(shí)，每秒鐘將產(chǎn)生一個(gè)更新周期，芯片處于更新周期的標(biāo)志是存放器A中的CPU位為1。在更新周期內(nèi)，芯片內(nèi)部時(shí)標(biāo)存放器數(shù)據(jù)處于更新階段，故在該周期內(nèi)，微處理器不能讀芯片時(shí)標(biāo)存放器中的內(nèi)容，同時(shí)秒時(shí)標(biāo)存放器內(nèi)容加1，并檢查其他時(shí)標(biāo)存放器內(nèi)容是否有溢出。如果有溢出那么相應(yīng)進(jìn)位日、月、年。另外一個(gè)功能是檢查三個(gè)時(shí)、分、秒報(bào)警時(shí)標(biāo)存放器的內(nèi)容是否與對應(yīng)時(shí)標(biāo)存放器的內(nèi)容相符，如果相符那么存放器C中的AF位置1。如果報(bào)警時(shí)標(biāo)存放器的內(nèi)容為COH到FFH之間的數(shù)據(jù)，那么為不關(guān)閉狀態(tài)。為了采樣時(shí)標(biāo)存放器中的數(shù)據(jù)，DS12C887提供了兩種避開更新周期內(nèi)訪問時(shí)標(biāo)存放器的方案：第一種是利用更新周期結(jié)束發(fā)出的中斷。它可以編程允許在每次更新周期結(jié)束后發(fā)生中斷申請，提醒CPU將有998ms左右的時(shí)間去獲取有效的數(shù)據(jù)，在中斷之后的998ms時(shí)間內(nèi)，程序可先將時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)讀支芯片內(nèi)部的不掉電靜態(tài)RAM中。因?yàn)樾酒瑑?nèi)部的靜態(tài)RAM和狀態(tài)存放器是可隨時(shí)讀寫的，在離開中斷效勞子程序前應(yīng)去除存放器C中的IRQF位。另一種是：利用存放器A中的UIP位來指示芯片是否處于更新周期。在UIP位從低變高244us后，芯片將進(jìn)行更新周期，所以檢測到UIP位為低電平時(shí)，那么利用224us的間隔時(shí)間去讀取時(shí)標(biāo)信息。如檢測到UIP位為1，那么可暫緩讀數(shù)據(jù)，等到UIP變成低電平再去讀數(shù)據(jù)。3．1．5DS12C887初始化方法DS12C887采用連續(xù)工作制，一般無須每次都初始化，即使是系統(tǒng)復(fù)位時(shí)也如此。但初始化時(shí)，首先應(yīng)禁止芯片內(nèi)部的更新周期操作，所以先將DS12C887狀態(tài)存放器B中的SET位置1，然后初始化00H～09H時(shí)標(biāo)參數(shù)存放器和狀態(tài)存放器A，此后再通過讀狀態(tài)存放器C、去除存放器C中的周期中斷標(biāo)志位PE、報(bào)警中斷標(biāo)志位AF、更新周期結(jié)束中斷標(biāo)志位UF。通過讀存放器D中的VRT位，讀狀態(tài)存放器后VRT位將自動(dòng)置1，最后將狀態(tài)存放器B中的SET位置0，芯片開始計(jì)時(shí)工作。3．2單片機(jī)的選擇單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備等相關(guān)硬件和軟件，才能構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。盡管各類單片機(jī)很多，但無論是從世界范圍或是從全國范圍來看，使用最為廣泛的應(yīng)屬M(fèi)CS-51單片機(jī)。89C51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、存儲器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O現(xiàn)等一臺計(jì)算機(jī)所需的根本功能部件。主要包括1個(gè)8位CPU、1個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路、128BRAM、4KBROM、2個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器、32條可編程的I/O線和一個(gè)可編程的全雙工串行接口、5個(gè)中斷源、2個(gè)中斷優(yōu)先級套中斷結(jié)構(gòu)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.1：圖3.1單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1、中央處理器CPU是單片機(jī)的內(nèi)部核心部件，是一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的中央處理單元，主要由運(yùn)算器，控制器和存放器陣列構(gòu)成。2、控制器控制器是單片機(jī)內(nèi)部各部件按一定時(shí)序協(xié)調(diào)工作的控制核心，是分析和執(zhí)行指令的部件。控制器主要由程序計(jì)數(shù)器、指令存放器、指令譯碼器、振蕩和定時(shí)控制邏輯電路等構(gòu)成。3、存放器陣列存放器陣列式單片機(jī)內(nèi)部的臨時(shí)存儲單元或固定用途單元，包括通用存放器組和專用存放器組。4、存儲器程序存儲器是可讀不可寫的，用于存放編號的程序和表格常數(shù)。5、數(shù)據(jù)存儲器是即可讀也可寫的，用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存及數(shù)據(jù)緩沖等。6、定時(shí)器計(jì)數(shù)器89C51內(nèi)部有2個(gè)16位可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器，簡稱為定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(T1)，T0和T1在定時(shí)器控制存放器TCON和定時(shí)器方式選擇存放器TMOD的控制下，可工作在定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器模式下，每種模式又有不同的工作方式。89C7、并行輸入輸出(I/O)口89C51共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。89C51單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。89C51有40條引腳，與其他51系列單片機(jī)引腳是兼容的。這40條引腳可分為I/O接口線、電源線、控制線、外接晶體線4局部。89C51單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu)，如圖3.2所示。圖3.289C51引腳分配圖Pin40：電源腳。工作電壓為+5VPin20：接地端P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口，每腳可以吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫“1”P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流，P1口管腳寫入1時(shí)，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸出，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可以接收、輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流，這就是內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可以接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平；P3口將輸處電流〔ILL〕，P3口也可以作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0：RXD(串行輸入口)P3.1：TXD(串行輸出口)P3.2：(外部中斷0)P3.3：(外部中斷1)P3.4：T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)P3.5：T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)P3.6：(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通線)P3.7：(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通線)P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號RST復(fù)位輸出：當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。XTAL1：反向振蕩器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入；XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石英振蕩器和陶瓷振蕩器均可采用，如果采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不連接，有余的輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈沖沒有任何嚴(yán)格的要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。3．3晶振電路1．晶體振蕩器的作用：石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代LC諧振回路的晶體諧振元件。2．本次設(shè)計(jì)所用的晶體振蕩電路如圖3.4所示：圖3.4晶體振蕩電路此晶振電路所選用的石英晶振頻率為12MHZ。時(shí)鐘周期就是單片機(jī)外接晶振的倒數(shù)，例如12M的晶振，它的時(shí)間周期就是1/12us〕，是計(jì)算機(jī)中最根本的、最小的時(shí)間單位。在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個(gè)最根本的動(dòng)作。對于某種單片機(jī)，假設(shè)采用了1MHZ的時(shí)鐘頻率，那么時(shí)鐘周期為1us；假設(shè)采用4MHZ的時(shí)鐘頻率，那么時(shí)鐘周期為250us。由于時(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的根本工作脈沖，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏〔使計(jì)算機(jī)的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來〕。顯然，對同一種機(jī)型的計(jì)算機(jī)