南通职业大学电子工程系毕业论文
1.2 主控单元
单片机以其集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、价格廉、使用灵活等一系列优点得到迅速的发展，渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统等，这些都离不开单片机。
此次设计主要采用宏晶科技的STC89C52RC单片机为主控单元。 STC89C52RC的芯片管脚图如图1.2所示。
图1.2 STC89C52RC的芯片管脚图
1 一个8位的微处理器；
2 片内数据存储器RAM，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以显示的数据等；
3 片内程序存储器ROM/EPROM，用以存放程序、一些原始数据和表格； 4 四个8位并行I/O接口P0～P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出； 5 两个（或三个）定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；
6 五（或六）个中断源的中断控制系统；
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7 一个全双工UART接口（通用异步接收发送器）的串行I/O，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；
8 片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容须要外接。可以看出STC89C52RC系列单片机也是一款功能强大的单片机。
特点：
? 1.增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU。 ? 2.工作电压：5.5V-3.4V（5V单片机)/3.8V-2.0V（3V单片机）。
? 3.工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0-80MHz，实际工作频率可达48MHz。
? 4.用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节。 ? 5.片上集成1280字节/512字节RAM。
? 6.通用I/O口（32/36个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是开路输出，作为总线扩展用时，不加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
? 7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器，可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片。
? 8.EEPROM功能。 ? 9.看门狗。
? 10.内部集成MAX810专用复位电路(D版才有)，外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。
? 11.共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用。 ? 12.外部中断4路：下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
? 13.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。 ? 14.封装：LQFP-44，PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。 引脚功能说明： VCC——电源电压 GND——地
P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转
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换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接“上拉电阻”。
P1口——P1口是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
P1.0和P1.1的第二功能：
P1.0 T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）
P2口——P2是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。
FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
P3口——P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示： P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1)
P3.6 WR(外部数据存储器写选通信号) P3.7 RD(外部数据存储器读选通信号)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是
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单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。D0置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU访问外部程序存储器（地址0000H-FFFFH），EA端必需保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。
STC89C52RC/RD+系列单片机是STC mirco推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。
1.3 驱动模块
单片机的时钟有一个11.0592MHz的晶振和两个30PF的小电容阻成，它们决定了单片机的工作时间精度为1Us。单片机内各部件之间有条不紊地协调工作，其控制信号是在基本节拍的指挥下按一定时间顺序发出的，这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU时序，而产生这种基本节拍的电路就是振荡器和时钟电路。
STC89C52单片机内部有一个用于构成振荡器的单级反相放大器。
引脚XTAL1为反相器输入端，XTAL2为反相器输出端。当在放大器两个引脚上外接一个晶体（或陶瓷振荡器）和电容组成的并联谐振电路作为反馈元件时，够成一个自激振荡器。
内部振荡器等效电路图如图1.3所示。
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