畢業設計_雙色三循環彩燈控制器(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 訪問外部程序和數據存儲器時， P0口內部上拉電阻有效。 P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位數據的復用總線 以及 位數據的復用總線。在 Flash ROM 編 在 程時， P0 端口接收指令字節端口接收指令字節；而在校驗程序時，則輸出指令字節則輸出指令字節。驗證時，要求外接上拉電阻。 P1 端口（ ～， 1～ 8 引腳） P1 口是一個 8位雙向 I/O 口 （ 帶內部上拉電阻 ） 。 P1 口作輸入口使用時，對端口寫入 1， 因為有內部上拉電阻，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位 ， 那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 （ I） 。 利用 吸收或者輸出電流方式 ， P1 的輸出緩沖器可驅動 4 個 TTL 輸入。 P2 端口（ ～， 21～ 28 引腳） P2 口是一個 8位雙向 I/O 口 （ 帶內部上拉電阻 ） 。 P2 口作輸入口使用時，對端口寫入 1， 因為有內部上拉電阻，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位 ， 那 些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 （ I） 。 利用 吸收或者輸出電流方式 ， P2的輸出緩沖器可驅動 4 個 TTL輸入。 在執行 “MOVX @DPTR” 指令時（訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數據存儲器）， P2 送出高 8 位地址。在執行 “MOVX @R1” 指令（訪問 8 位地址的外部數據存儲器）時， P2 口引腳上的內容，在整個訪問期間不會改變。 在對 Flash ROM 編程和程序校驗期間， P2也接收高位地址和一些控制信號。 南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 9 P3 端口（ ～， 10～ 17 引腳） P3口是一個 8位雙向 I/O 口 （ 帶內部上拉電阻 ） 。 P3口作輸入口使用時，對端口寫入 1， 因為有內部上拉電阻，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位 ， 那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 （ I） 。 利用 吸收或者輸出電流方式 ， P3的輸出緩沖器可驅動 4 個 TTL 輸入。在對 Flash ROM 編程或程序校驗時， P3 還接收一些控制信號。 P3 口除作為一般 I/O 口外，還有其他一些復用功能 。 RST（ 9 引腳） 復位輸入。復位高電平有效 ，作用是讓完成單片機完成初始化操作。 ALE/ ROG （ 30 引腳） 地址鎖存控制信號 ALE 是 在 訪問外部程序存儲器時 ， 鎖存低 8位地址的輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳也用作編程輸入脈沖（ 即 ROG）。 在一般情況下， ALE可以用作外部定時器或者時鐘來使用（因為該引腳一般 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖 ） 。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時， ALE 脈沖 將會跳過。 在需要的時候我們可以 通過將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1” ， 使得 ALE 的 操作將無效。 該無效操作 僅 ALE 在執行 MOVX 或 MOV 指令時有效。否則， ALE 將被微弱拉 高。 ALE 使能標志位（地 址位 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執行模式下無效。 SEN（ 29 引腳） SEN是外部程序存儲器選通信號。當 STC89C52RC 從外部程序存儲器執行外部代碼時， SEN在每個機器周 期被激活兩次，而訪問外部數據存儲器時， SEN將不被激活。 A/VPP （ 31 引腳） 訪問外部程序存儲器控制信號。 為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令， A必須接 GND。注意加密方式 1 時， A將內部鎖 定位 RESET。為了執行內部程序指令， A應該接 VCC。在 Flash 編程期間， A也 接收 12 伏 VPP 電壓。 南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 10 XTAL1（ 19 引腳） 振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。 XTAL2（ 18 引腳） 振蕩器反相放大器的輸入端。 晶振電路 :目前一般都是采用 12MHZ 晶振以構成晶振電路。 注意！！！我們在使用單片機的時候，容易忽視一點： 31 號引腳 EA/Vpp 在執行復位之前，若接高電平 ,單片機在復位后從內部 ROM 的 0000H 開始執行 。如果在執行復位之前，接低電平 ,則單片機在執行 復位 操作后會從 外部 ROM 的 0000H 開始執行 。 復位電路 一、復位電路的用途 如果把單片機比做我們平常所用的電腦的話，復位電路的作用就相當于電腦重啟部分的作用。單片機在運行的過程中，在收到外界因素的影響時有可能程序會跑不動，或者產生混亂，在這個時候我們按下復位按鈕，程序就會重新運行起來。 單片機復位電路如 圖 ： 圖 二、 復位電路的工作原理 在單片機系統中， 系統上電啟動的時候，系統會自動復位一次；在復位按鍵按下 之后系統會再次 再次復位 ；放開按鈕之后 ， 再次按下復位鍵， 系統還會復位。南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 11 因此，控制系統復位只要控制按鈕 即可實現。 在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻的大小是 10k。 根據計算公式可以得出，電容充電到電源電壓 倍需要 。 也就是說在電腦啟動的 內，電容兩端的電壓時在 0~ 增加。這個時候 10K電阻兩端的電壓為從 5~ 減少（串聯電路各處電壓之和為總電壓）。所以在 內， RST 引腳所接收到的電壓是 5V~。 51 單片機的工作電壓為 5V，輸入電壓 小于 是 低電平信號 ； 而大于 是 高電平信號。所以在開機 內，單片機系統自動復位（ RST 引腳接收到的高電平信號時間 為 左右）。 系統啟動之后 ， 電容充電到 5V， 此時電阻兩端的電壓接近 0V， RST 處于低電平狀態，單片機系統正常工作 。 再按下復位按鍵之后 ， 電容由之前的充電飽和狀態轉變成放點狀態，電容兩端接通形成一個回路 ， 放電的過程中（ ）電容兩端電壓從之前的 5V 降至 甚至更低 。 由串聯電路特性可知（串聯電路電壓總和為 0） ，電阻兩端的電壓 ≥ ， 此時 RST 引腳所接為高電平 。 系統執行復位操作。 總結： 復位電路中的電容值實際上是可以改變的，只要 RST引腳接通高電平時間以及電容的充 放電時間均超過 2us 時，單片機系統執行復位操作。 按鍵按下系統復位，是 由于電容此時與電阻構成了回路，電阻兩端的電壓增加， RST 引腳所接為高電平。 51 單片機最小系統電路介紹 ： 單片機最小系統的復位電路中，電容的大小直接影響復位操作執行所需要的時間 ， 電容的容值一般在 10~30uF 之間，容值越大，復位操作所需的時間約短。 單片機最小系統中的晶振是直接影響單片機處理速度的，除了采用 12MHz晶振外，我們還可以用 6MHz 晶振或者 晶振，但是晶振的振蕩頻率 越大，單片機的處理速度越快。 單片機最小系統中的晶振電路離單片機越近越好。起振電容的容值一般在15pF~33pF 之間。 口作為輸出口使用時需接上拉電阻（ 10K 左右），因為 P0 口是開漏輸出。 設置為定時器模式時， +1 計數器只針對內部機器周期計數【 12 個振蕩周期 =1個機器周期， 就是說 f（計數） =f（晶振 ） /12】 。 N*Tcy=t（定時周期） 。 南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 12 對 外部事件計數脈沖 的計數 。 計數器對 T0/T1 腳采用間隔采樣 。 如果在 Tx周期采樣到一個高電平，在 T（ x+1）周期采樣到一個低電平，計數器則自動加 1。該過程完成后的數值 裝入計數器 的時間為 下一個機器周期的 S3P1 期間。由于一個從 1到 0 的下降沿 的檢測時間為 2 個機器周期， 此時對于被采樣的脈沖（電平）的要求是，脈沖維持的時間至少是 1個機器周期 。 一般來說 晶振頻率為 12MHz 時 ，計數頻率 應滿足≤ 1/2MHz， 也就是說計數脈沖周期必須＞ 2 ms。 模塊電路一介紹 脈沖振蕩系統模塊： 圖 可以說，沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執行程序代碼，單片機就無法工作。因此晶振系統是單片機系統中很重要的一部分。 一、脈沖振蕩系統的組成 本次設計，脈沖振蕩系統所用的是一個 12M 晶振和兩個 22pf 電容構成，接線如圖 。 二、單片機晶振的必要性 單片機工作時，是一條一條地從 RoM 中取指令，然后一步一步地執行。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準。 — 個機器周期包括 12個時鐘周期。如果一個單片機選擇了 12MHZ 晶振，它的時鐘周期是1/12us，它的一個機器周期是 12 (1/12)us，也就是 1us。 51 單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個機器周期就行了，有一些完成得比較饅，得要 2 個機器周期，還有兩條指令要 4 個機器周期才行。為了衡量指令執行時間的長短，又引入一個新的概念：指令周期。所謂指令周期南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 13 就是指執行一條指令的時間。例如，當需要計算 DJNZ 指令完成所需要的時間時，首先必須要知道晶振的頻率，設所用晶振為 12MHZ，則一個機器周期就是 1us。而DJNZ 指令是雙周期指令，所以執行一次要 2us。如果該指令需要執行 500 次，正好 1000us，也就是 1ms。 機器周期不僅對于指令執打有著重要的意義，而且機器周期也是單片機定時器和計數器的時間基準。例如一個單片機選擇了 12MHZ 晶振，那么 當定時器的數值加 1時，實際經過的時間就是 1us，這就是單片機的定時原理。 三、單片機晶振的作用 單片機晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。 晶振通常與鎖相環電路配合使用，以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。 在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在 一定范圍內調整頻率，稱為壓控振蕩器(VCO)。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作，以提供穩定，精確的單頻振蕩。 模塊電路二介紹 主控模塊電路：主控模塊分為兩部分，一部分為循環方式控制模塊，另外一部分為延遲控制模塊，下面分別介紹。 循環方式控制模塊： 圖 循環方式控制模塊 南昌大學共青學院畢業設計（論文） 第三章 硬件系統的設計 14 循環方式控制模塊主要由 ~ 分別接一個發光二極管，三個發光二極管各接一個 1K電阻后再接電源，在發光二極管與單片機端口之間分別接一個開關接地， ABC 三個開關實物為 撥碼開關。接線如上圖所示。 ABC 三個開關分別控制三種循環方式， D17為循環方式一指示開關， D18 位循環方式二指示開關， D19 為循環方式三指示開關。當開關 A接通，給 端口送入低頻信號，程序跑動，啟動循環方式一，指示燈 D17 點亮；當開關 B 接通，給 端口送入低頻信號，程序跑動，啟動循環方式二，指示燈 D18 點亮；當開關C 接通，給 端口送入低頻信號，程序跑動，啟動循環方式三，指示燈 D9 點亮。 撥碼開關介紹： 撥碼開關：分平撥式，琴鍵式，直角型，貼片型， ic 型 材料 : 蓋： PBT 藍、紅、 黑 圖 平撥式撥碼開關 平撥式撥碼開關： ： PBT 黑 ： POM 白 ：鍍金磷銅 產品特征 : ， 。 。 、通信、遙控和防盜自動警鈴系統等需要手動程式編