任务实施

任务实施

一、单片机的引脚功能

单片机引脚分布如图1-2-1所示。

1.电源引脚VCC和VSS

●VCC（40脚）：电源端，接+5 V。

●VSS（20脚）：接地端，有的单片机标志为GND。

2.外接晶体振荡器引脚

●XTAL1（19脚）：接外部晶体振荡器和微调电容的一端，在单片机内接振荡电路反相放大器的输入端。当采用外部时钟时，此引脚作为外部时钟信号的输入端。

●XTAL1（18脚）：接外部晶体振荡器和微调电容的另一端，在单片机内接振荡电路反相放大器的输出端。当采用外部时钟时，此引脚悬空。

图1-2-1　单片机引脚

3.控制信号引脚RST、

●RST（9脚）：复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持两个机器周期的高电平时，就可以完成单片机的复位操作。

●（29脚）：外部程序存储器选通信号。

●（30脚）：地址锁存允许信号输出/编程脉冲输入端。

●（31脚）：内部与外部程序存储器选择端/片内Flash ROM编程电压输入端。

当引脚接高电平时，CPU只执行内部程序存储器Flash ROM中的指令。

当引脚接低电平时，CPU只执行外部程序存储器中的指令。

4.输入/输出端口

用来连接单片机和外部设备，实现数据的输入/输出。

P0端口：P0.0—P0.7（39脚—32脚）；

P1端口：P1.0—P1.7（1脚—8脚）；

P1端口：P2.0—P2.7（28脚—21脚）；

P3端口：P3.0—P3.7（10脚—17脚）。

二、单片机的电路

单片机的最小硬件系统是能使单片机正常工作的最小硬件单元。其由电源电路、时钟电路和复位电路组成。

1.电源电路

单片机电源电路的连接方式如图1-2-2所示。

AT89C51单片机的工作电压范围为：4.0～4.5 V，通常其外接直流电源为+5 V。

2.时钟电路

CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序称为单片机时序。在执行指令时，CPU首先从程序存储器中取出需要执行指令的指令码存入指令寄存器，通过指令寄存器对其译码，并由时序部件产生一系列的时钟信号去完成指令的执行。这些指令控制信号在时间上的相互关系就是CPU时序。单片机通过时钟电路产生时序。

单片机时钟信号有两种方式：内部振荡方式、外部时钟方式。内部振荡方式的时钟电路原理图如图1-2-3所示。(https://www.daowen.com)

图1-2-2　电源电路

图1-2-3　时钟电路

单片机的引脚XTAL1（19脚）、XTAL2（20脚）外接石英晶体振荡器，与单片机内部的反向放大器就构成了内部振荡方式。振荡频率一般为12 MHz和11.059 2 MHz。

在图1-2-3中，电容C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，一般取值20～40 pF。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，因此被广泛采用。

常用晶体振荡器的外形如图1-2-4所示。

图1-2-4　常用晶体振荡器

★注意★

时钟电路振荡频率fosc=晶振频率；

时钟电路振荡周期=1/fosc；

单片机机器周期=振荡周期×12。

例：

晶振频率=12 MHz　　　　 振荡频率=12 MHz

振荡周期=1/12μs　　　　机器周期=1μs

3.复位电路

单片机的复位电路产生复位信号，其复位目的是使单片机从固定的初始状态开始工作，完成单片机的“启机”过程。AT89C51单片机复位信息是高电平有效，通过RST（9脚）输入。AT89C51单片机复位分为上电复位、手动复位和混合复位。

（1）上电复位

上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作，如图1-2-5所示。

（2）手动复位

手动复位要求在电源接通的情况下，用按钮开关操作使单片机复位，如图1-2-6所示。

（3）混合复位电路

将上电复位电路和手动复位电路结合到一起就构成混合复位电路，如图1-2-7所示。现在的单片机通常使用的都是混合复位电路。

图1-2-5　上电复位电路

图1-2-6　手动复位电路　

图1-2-7　混合复位电路