毕业设计智能打铃系统设计 - 图文

第3章 硬件系统设计

率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟脉冲或用于定时目的。要注意的是：每次访问外部存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编

程期间，该引脚还要输入编程脉冲（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。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应该置ALE无效。

PSEN：程序存入允许（PSEN）输出的是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，既输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。

EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H--FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。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的编程电压Vpp。

XTAL1：震荡器反向放大器及内部时钟的输入端。 XTAL2：震荡器反向放大器的输出端。

时钟震荡器：STC89C52中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英或陶瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路如图。外接石英晶体（或陶瓷震荡器）及电容C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有非常严格的要求，但电容的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，推荐使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷谐振器建议选择40pF±10pF。用户还可以采用外部时钟，采用外部时钟如图所示。在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，既内部时钟发生器的输入端，XTAL2悬空。

9

电子科技大学成都学院毕业设计论文

图3-2 内部和外部震荡电路

由于外部时钟信号是通过一个2分频的触发器后作为内部时钟信号的所以使用外部时钟。

表3-2 3STC89C52寄存器

寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P1—P3 IP IE 内容 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H 0FFH xxx00000 0xxx00000 寄存器 TMOD TCOM TH0 TLO TH1 TH1 SCON SBUF PCON 内容 00H 00H 00H 00H 00H0 00H 00H 不定 0xxx00000 时钟的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求。STC89C52单片机内部有4K字节的Flash EPROM，这个Flash存储存储阵列出厂时已处于擦除状态（既所有存储单元的内容均为FFH），用户随时可对其进行编程。程序接收高电压（+12V）或低电压（Vcc）的允许编程信号。低电压编程模式，适用与用户在线编程系统。而高电平模式可与通用EPROM编程程序兼。为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需

10

第3章 硬件系统设计

要供电电源为5V±5%，即4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。

上电复位：计算机在接通电源的时候会进行一系列的初始化操作,包括测试内存,向内存导入BIOS数据,初始化寄存器,初始化各个硬件等等,统称上电复位。STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST端为低电平，程序正常运行。

按键复位：首先经过上电复位，当按下按键时，RST直接与VCC相连，为高电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST依然为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，正常工作。 3.2.2 STC89C52单片机最小系统

MCU模块主要是单片机最小系统，主要有单片机，振荡电路，复位电路构成。单片机中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引出XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入和输出端。这两个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷振荡器一起构成自激振荡器，即最小系统要求的振荡电路（本系统中，内部振荡电路即可满足系统要求）。此电路有两个电容和一个石英晶体振荡器构成。另外，还需要一个外部复位电路，方便系统调试时对系统进行手动复位。其硬件电路如图3-3所示，P0口需要接上拉电阻（因为本设计用到了P0口的引脚，

11

电子科技大学成都学院毕业设计论文

P0口的电流不足以驱动外部模块，需要加上拉电阻将其输出电流拉高）。系统通过接口与外围电路模块相连（接口为系统所需要的引脚资源）。本系统采用12MHZ的晶振，所需各元器件的参数均在电路中标出

图3-3 单片机最小系统原理图

3.2.3 STC89C52控制信号

RST/VPD（9脚）复位信号时钟电路工作后，在引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内存储器的状态如表所示，P1—P3口输出高电平，初始值07H写入堆栈指针SP、清0程序计数器PC和其余特殊功能寄存器，但始终不影响片内RAM状态，只要该引脚保持高电平，89C52将循环复位，RAT/VPD从高电平到低电平单片机将从0号单元开始执行程序，另外该引脚还具有复用功能，只要将VPD接+5V备用电源，一旦Vcc电位突然降低或断电，能保护片内RAM中的信息不丢失，恢复电后能正常工作。 3.3系统硬件设置 3.3.1实时时钟电路

美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路DS1302的结构、工作原理及其在实时显示时间中的应用。它可以对年、月、日、

12