中断系统:8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。
时钟电路:8051 内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛毕业论文
http://www.751com.cn/ 使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。INTEL 的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图3.2。
图3.2 MCS-51 单片机结构框图
MCS-51的引脚说明:MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,图3.3是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明:
图3.3 8051单片机引脚图
MCS-51的引脚说明:MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
现在我们对这些引脚的功能加以说明:如图3.3。
Pin9:RESET/Vpd 复位信号复用脚,当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET 引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。初始化后,程序计数器PC 指向0000H,P0-P3 输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H,其它专用寄存器被清“0”。RESET 由高电平下降为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序。然而,初始复位不改变RAM(包括工作寄存器R0-R7)的状态,8051的初始态。
8051的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图1-4。此外,RESET/Vpd 还是一复用脚,Vcc 掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM 的数据不丢失。
Pin30:ALE/ PROG 当访问外部程序器时,ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时,ALE 端将有一个1/6 时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点,当访问外部程序存储器,ALE 会跳过一个脉冲。
如果单片机是EPROM,在编程其间,PROG 将用于输入编程脉冲。
Pin29: PESN 当访问外部程序存储器时,此脚输出负脉冲选通信号,PC的16 位地址数据将出现在P0和P2口上,外部程序存储器则把指令数据放到P0口上,由CPU读入并执行。
Pin31:EA/Vpp 程序存储器的内外部选通线,8051和8751单片机,内置有4kB的程序存储器,当EA为高电平并且程序地址小于4kB时,读取内部程序存储器指令数据,而超过4kB地址则读取外部指令数据。如EA为低电平,则不管地址大小,一律读取外部程序存储器指令。显然,对内部无程序存储器的8031,EA 端必须接地。在编程时,EA/Vpp 脚还需加上21V的编程电压。
3.3 硬件电路设计
3.3.1电源电路设计
本系统单片机工作电压为+5V,LED和数码管的工作电压在2V一下,因此综合考虑,系统选用+5V电压作为系统供电电压。电源电路是整个系统是否能够稳定工作的关键,因此设计一个稳定的电源很重要,这里采用了线性稳压电源芯片LM7805作为电源的核心器件。LM7805是lm78/lm79系列三端稳压IC中的一种,用它来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如lm7805表示输出电压为+5V。LM7905代表-5V。 因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用。在本系统中,LM7805组成的电路如图3.4。
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