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2 单片机
2.1 单片机简述
单片机是将微处理器、存储器、输入/输出接口放置在一块硅片上。由于具有了计算机的特殊属性，因此单片机也被称为单片微型计算机，业内称为单片机。单片机能实现的功能强大，但需要我们自己通过编程实现。我们通过编辑程序来控制这块单片机，在不同时间段，各个引脚输出不同的高低电平。从而可以调控电路的相连引脚对应的元器件的工作状态。
2.1.1 STC89C52 40CPDIP芯片
首先需要将本次设计中所使用的单片机的型号进行简要说明。STC-前缀，表示该芯片是STC公司所生产的芯片。其他公司还有AT、SST等等。8，表示搭载8051内核芯片。9，表示芯片内部含有flash存储器。C，表示它为CMOS产品。5，是51芯片固定不变的。2，表示内部程序存储空间大小为8KB。最后一位数乘以4KB所得的值就是这块芯片内部存储空间的大小。对芯片而言，能装入编辑的程序代码的多少就由程序存储空间的大小决定。一般而言，芯片的存储空间越大，芯片的售价也越高。因此，我们选择芯片型号的时候，需要根据自身实现功能的硬件设备需求来进行挑选合适价位的芯片。程序装下，同一类目下的不同型号差别不大。RC，表示芯片内部RAM为512B。40，表示单片机外部晶振最高可接入频率大小为40MHz。C，表示为商业级别，代表芯片的使用温度范围：0℃~+70℃。PDIP是封装形式中的一种，这种形式是双列直插式。小规模的集成电路（IC）都是采用双列直插式封装形式。这种芯片是带有两排引脚的，在使用中就得插入到DIP结构的插座上。
芯片的封装有多种形式：DIP（Dual In-line Package）双列式直插式封装、PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）带引线的塑料芯片封装、QFP（Quad Flat Pakage）塑料方形扁平式封装和PFG(Plastic Flat Pakage)塑料扁平组件式封装、PGA（Pin Grid Arrary package）插针网格阵列封装、BGA(Ball Grid Arry package)球栅阵列封装 。
2.1.2 引脚简述
我们通过编程实现功能，控制单片机这个微处理器的。单片机需要通过外部电子器件、模拟器件的联合使用，来展现单片机自身的功能。本次设计不仅仅学习单片机本身，同样需要将设计中所使用的外围器件和模拟器件加以学习，几个模块共同工作才能实现强大的功能。电路设计完成后，还需要大量的校准和调试。
单片机类属于控制类数字芯片的范畴，现代社会对于单片机的使用领域广泛。相应的领域有用于数据采集、测控技术、智能仪表、通讯等等。现代电气的内部都是由一块单片机主要控制其工作的。
共有40个引脚，其中Vcc为电源。XTAL1、XTAL2为外接时钟引脚。片内振荡电路的输入端为XTAL1(19脚)。片内振荡电路的输出端为XTAL2。
51芯片的时钟工作方式有两种，分别为片内时钟振荡工作方式，需要在引脚上外接振荡电路和石英晶体来工作；另一种为外部时钟工作方式。也就是将片内振荡电路的输入端接地，外部时钟信号从片内振荡电路的输出端输入信号。
编程控制引脚:RST（9脚），单片机的复位引脚。例如，连续输入两个周期以上的低电平有效时，将会初始化单片机的复位功能。复位后单片机会从内部存储器的000H位置读取指令。单片机将会从头开始执行存储在内部的程序。
9引脚RST是STC89C52的复位引脚，引脚9需要连续两个机器周期以上高电平输入时，引脚有效，可以达到单片机复位初始化的需求，从地址为0000H单元开始读取指令，开始执行操作，单片机从开端执行程序。9引脚接一个10uf的电容C3，起到一个上电复位的作用。RST引脚将会先处于高电平一段时间，引脚9外接一个电阻接地，这样RST处的电平会由原先的高电平逐渐变化为低电平，想要将端口电平的电平状态从高电平降低至低电平，就需要经过有效的、连续的两个机器周期才达到复位的效果。这一种方式称为上电复位。在电路中接入电源，电容的两端就近似于是短路的状态，此时在RST引脚上处于高电平的状态，然后电源通过电阻的途径来给电容进行充电，RST引脚上的电压才开始缓慢下降，当下降到一定程度时，也就是处于低电平的工作状态时，单片机接收到低电平的信号，才开始正常工作。1、上电复位：接上电的瞬间，电容充电时电流达到最大值，此时的电容近似于短路的状态，RST端就会随之处于高电平的工作状态，自动恢复到之前的工作状态；当电容两端的电压达到电源电压的值时，电容充电的电流值就归为零，此时的电容就近似于处于开路状态，RST端处于低电平的工作状态，程序将会自动地正常执行。 2、手动复位：首先经过上电复位，当手动按下按键时，RST会直接与电源相连，处于高电平工作状态，形成复位条件，于此同时电解电容被短路了，进行放电；当按键被松开时，电源将会对电容进行充电，充电电流经过电阻，RST依然为高电平的工作状态，等到充电完成后，电容就近似于开路的状态，RST会处于低电平的工作状态，单片机处于正常工作状态下。
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