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四川职业技术学院毕业设计(论文)

3硬件电路设计

该设计选用STC单片机,STC单片机的内部框图如下示。 1280B 8\\16\\32\\ 64KB TAP STC89S52微处理器 低功耗,高速(0~90MHZ), 高可靠掉电模式:<0.1UA, 空闲模式:2mA A/D 双数据指针 口) URT(串看 门 狗 可擦除 存储器DataFlash 专用复位 电路集成MAX810 内置系统 ISP监控系 P0口地址 0E8H INT2/P4.3 INT3/P4.2 四个8位并行端口和P4.0~P4.3四个附属I\\O端口 A/D(高速)可做按键扫描 电池电压检测 掉电检测 P0P1P2 P3

图3.1 STC单片机的内部框图

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STC89S52系列单片机是兼容8051内核的单片机,是高速、低功耗的新一代8051单片机,12时钟/机器周期可反复设置,最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。用STC提供的STC-ISP.exe工具将原有的代码下载进STC相关的单片机即可,或用通用编程器编程。RC/RD+系列为真正的看门狗,默认为关闭(冷启动),启动后无法关闭,可放心省去外部看门狗。内部Flash擦写次数为100000次以上,STC89S52RC/RD+系列单片机出厂时就已完全加密,无法解密。用户程序是用ISA/IAP机制写入,一边校验一边写,无读出命令,彻底无法解密。选用STC89S52单片机的理由:加密性强,无法解密;超强抗干扰,轻松过 4KV快速脉冲干扰(EFT):高抗静电(ESD),6KV静电可直接承受在芯片管脚上:超低功耗,PowerDown<0.1uA,可外部中断唤醒;中断优先级可设置成4级;PLCC-44、PQFP-44封装,有 P4口(可位寻址)。

P4.2;6时钟/机器周期或12时钟/机器周期可任意设置;在系统可编程,无需编程器,可远程升级;可供应内部集成MAX810专用复位电路,原复位电路可以保留,也可以不用,不用时RESET引脚直接短接到地。

STC89系列单片机大部分具有在系统可编程(ISP)特性,ISP的好处是省去了购买通用编程器的开销,单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序,无须将单片机从生产好的产品上拆下,再用通用编程器将程序代码烧录进单片机内部。由于可以将程序直接下载进单片机查看运行结果,故也可以不用仿真器。

STC89S52的引脚图如下示:

图3.2 STC89S52的引脚图

1. 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2

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XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机内部,它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时,该引脚接收振荡器的信号,既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部,它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接。

2. 控制或与其它电源复用引脚RESET、ALE//PROG、/PSEN和/EA/VPP RESET复位输入端。当振荡器运行时,在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

ALE//PROG 当访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE端仍以不变的频率(此频率为振荡器频率的1/6)周期性地出现正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。然而要注意的是:每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。在对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(/PROG)。 如果需要的话,通过对专用寄存(SFR)区中8EH单元的D0位置数,可禁止ALE操作。该位置数后,只有在执行一条MOVX或MOVC指令期间,ALE才会被激活。另外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,该设定禁止ALE位无效。

/PSEN 程序存储允许(/PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89S51/LV51由外部程序存储器取指令(或常数)时,每个机器周期两次/PSEN有效(既输出2个脉冲)。但在此期间内,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/Vpp 外部访问允许端。要使CPU只访问外部程序存储器(地址为0000H~FFFFH),则/EA端必须保持低电平(接到GND端)。然而要注意的是,如果保密位LB1被编程,复位时在内部会锁存/EA端的状态。当/EA端保持高电平(接Vcc端)时,CPU则执行内部程序存储器中的程序。 在Flash存储器编程期间,该引脚也用于施加12V的编程允许电源Vpp(如果选用12V编程)。

P0端口(P0.0~ P0.7)P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。作为输出口用时,每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入,对端口写1时,又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序和数据存储器时,它是分时多路转换的地址(低8位)/数据总线,在访问期间激活了内部的上拉电阻。 在Flash编程时,P0端口接收指令字节;而在验证程序时,则输出指令字节。验证时,要求外接上拉电阻。

3.输入/输出引脚 (P0.0~ P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~ P2.7 和P3.0~P3.7) P1端口(P1.0~ P1.7)P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。作输入口时,因为有内部的上

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拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。 在对Flash编程和程序验证时,P1接收低8位地址。

P2端口(P2.0~P2.7)P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。P2作输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @DPIR指令)时,P2送出高8位地址在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @RI指令)时,P2口引脚上的内容(就是专用寄存器(SFR)区中P2寄存器的内容),在整个访问期间不会改变。在对Flash编程和程序验证期间,P2也接收高位地址和一些控制信号。

P3端口(P3.0~P3.7)P3 是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位这时可用作输入口。P3作输入口使用时,因为有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。作为第一功能使用时,就作为普通I/O口使用,功能和操作方法与P1口相同。

3.1 STC单片机简介

3.1.1复位电路

从原理上,一般采用上电复位电路。这种复位电路的工作原理是:通电时,电容两端相当于短路,于是RST引脚上为高电平,然后电源通过电阻对电容充电,RST端电压慢慢下降到一定程度,即为低电平,单片机开始正常工作。

该设计中复位电路选用由10uF的电容和10k的电阻及IN4148二极管组成。在满足单片机可靠复位的前提下该复位电路的优点在于降低复位引脚的对地阻抗,可以显著增强单片机复位电路的抗干扰能力。二极管可以实现快速释放电容电量功能,满足短时间复位要求。具体如下所示:

图3.3复位电路

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