畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于AT89C51單片機(jī)的智能IC卡煤氣表控制裝置設(shè)計(jì)

1、摘摘 要要隨著信息社會(huì)的到來(lái)，人類所擁有的信息種類和數(shù)量呈爆炸性增長(zhǎng)，ic 卡，一種方便安全可靠的高技術(shù)，高附加值的信息載體便應(yīng)運(yùn)而生。ic 卡技術(shù)以其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的產(chǎn)品市場(chǎng)成為近幾年來(lái)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的一大特點(diǎn)。與此同時(shí)，我國(guó)燃?xì)馐召M(fèi)管理長(zhǎng)期以來(lái)都是以人工抄表為主，存在著工作量大、收費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、收費(fèi)困難、效率低、易出錯(cuò)的問(wèn)題，為了減少燃?xì)馐召M(fèi)管理中人力、物力的浪費(fèi)，減少不安全因素，進(jìn)行了“智能煤氣表的研究” 。這既是 ic 卡技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)一步探索，也是燃?xì)馐召M(fèi)管理方式的改革。本設(shè)計(jì)對(duì)智能 ic 卡煤氣表控制裝置的組成、功能及技術(shù)要求進(jìn)行了理論上的分析和技術(shù)上的應(yīng)用研究。設(shè)計(jì)依據(jù)低成本，

2、高可靠性的原則完成了以下工作：1. 軟件設(shè)計(jì)中均采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，完成了燃?xì)獗淼挠?jì)費(fèi)功能以及故障的查詢和處理。 2.采用性價(jià)比較高的 at89c51 單片機(jī)作為控制裝置的核心，控制裝置的硬件電路實(shí)現(xiàn)了脈沖采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電磁閥驅(qū)動(dòng)控制、ic 卡讀寫、電源監(jiān)測(cè)及聲音報(bào)警和等功能。3.本文用 visual basic6.0 成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì) ic 卡的管理以及煤氣收費(fèi)系統(tǒng)的管理。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件具有建立用戶檔案、銷售、寫卡、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： ic 卡技術(shù) 煤氣表 at89c51 單片機(jī)abstractabstractwith the coming of information soc

3、iety, human beings have the amount and type of information in the explosive growth, ic card, a convenient safe, reliable and high technology and high value-added information carrier will come into being. ic technology with its extensive applications and great products market in china has become a fe

4、ature of the information industry. meanwhile, chinas gas charges administration have long been mainly on artificially meter, there are big workload and charging time is long, difficult charging, the efficiency is low, the error-prone problems, in order to reduce gas fee manpower and material resourc

5、es in the management of the waste and reduce the safety factor, smart meiqibiao research. this is both practical application of ic card technology explore further, also is the reform of fuel gas fee management mode.technical requirements makes a theoretical analysis and technical application researc

6、h. design basis low cost, high reliability principle completed the following job: 1. the software design is all adopt modular design structure, completed the gas meter charging functions and fault inquiries and processing. 2. the ratio of higher at89c51 as control device, the core of the hardware ci

7、rcuit implementation control device of pulse acquisition, data storage, electromagnetic valve driving control, ic literacy, power monitoring and voice alarm and etc. function. 3. this article with the visual basic6.0 successfully realized the management of ic card and gas fee system management. data

8、base software has build user archives, sales, write cards, statistics, inquiry, and other functions keywordskeywords： ic technology gas meter at89c51 micro-controller目目 錄錄第第 1 1 章章 摘摘 要要.1 11.1 智能 ic 卡的作用和地位.11.2 研制智能 ic 卡煤氣表控制裝置的目的和意義.21.3 ic 卡在中國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展.3第第 2 2 章章 智能煤氣表硬件的設(shè)計(jì)智能煤氣表硬件的設(shè)計(jì).42.1 硬件總體結(jié)構(gòu).4

9、2.2 at89c51 單片機(jī)簡(jiǎn)介.52.2.1 at89c51 的引腳結(jié)構(gòu).52.2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu).82.2.3 外圍電路.92.3 at24c02 的應(yīng)用.102.3.1 at24cxx 介紹.102.3.2 at24c02 的簡(jiǎn)介.112.3.3 i2c 總線特性的簡(jiǎn)介.142.3.4 at24c02 在智能煤氣表中的應(yīng)用.152.4 8155 的簡(jiǎn)介.152.4.1 8155 的結(jié)構(gòu).162.4.2 8155 的引腳及功能.162.4.3 8155 的工作原理.172.5 led 顯示電路的設(shè)計(jì).192.5.1 led 顯示器結(jié)構(gòu)與原理.192.5.2 led 顯示器與顯示方式.202

10、.6 耗氣量計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì).222.6.1 霍爾效應(yīng).222.6.2 計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì).23 2.6.3 霍爾元件的材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn).232.7 可燃?xì)鈭?bào)警電路的設(shè)計(jì).242.7.1 傳感器.242.7.2 探測(cè)報(bào)警電路.242.7.3 調(diào)試.252.8 電源電路的設(shè)計(jì).252.8.1 電源變壓器.262.8.2 單相整流電路.272.8.3 濾波電路.292.8.4 穩(wěn)壓電路.302.9 防作弊電路的設(shè)計(jì).31第第 3 3 章章 智能煤氣表軟件的設(shè)計(jì)智能煤氣表軟件的設(shè)計(jì).323.1 流程圖.323.2 軟件抗干擾技術(shù).33第第 4 4 章章 收費(fèi)管理軟件設(shè)計(jì)收費(fèi)管理軟件設(shè)計(jì).364.1 開發(fā)平臺(tái)

11、及開發(fā)選用的語(yǔ)言.364.1.1 visual basic 概述.364.1.2 access 的介紹.384.2 收費(fèi)管理中心主機(jī)軟件流程圖.424.2.1 收費(fèi)管理中心各部分功能的簡(jiǎn)介.434.2.2 用量查詢程序.444.2.3 報(bào)表輸出程序.464.2.4 用氣信息及斷氣控制功能.474.2.6 ic 卡智能煤氣表充值系統(tǒng)源程序代碼.48總總 結(jié)結(jié).54致致 謝謝.55參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).56附錄附錄 1 1：智能煤氣表原理圖：智能煤氣表原理圖.57附錄附錄 2 2：智能煤氣表程序清單：智能煤氣表程序清單.58第第 1 1 章章 摘摘 要要1.11.1 智能智能 icic 卡的作用和地位

12、卡的作用和地位隨著社會(huì)的進(jìn)步和現(xiàn)代化程度的不斷提高，人類所擁有的信息種類和數(shù)量都在成倍增加，人們每天都要處理許多與個(gè)人有關(guān)的信息，如購(gòu)物、打電話、交水費(fèi)、電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)、到銀行存款取款等，這樣就需要攜帶多種票證、現(xiàn)金、單據(jù)，給人們帶來(lái)極大的不便和不安全感。于是，人們開始尋求一種具有支付、查詢、密碼查驗(yàn)等多功能及攜帶方便、安全可靠的“卡” 。ic 卡就是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和信息化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種現(xiàn)代社會(huì)重要的信息載體和交易工具。ic 卡又被稱為集成電路卡(integrated circuit card)，它是將集成電路芯片鑲嵌于塑料基片之中，并被封裝成卡片的形式，其外形與普通信用卡

13、完全相同，尺寸大小符合 iso7816 標(biāo)準(zhǔn)。ic 卡具有突出的 3s 特點(diǎn)，即 standard(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化)、smart(靈巧智能化)和 security(安全性)。因而發(fā)展迅速，被廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算場(chǎng)合，如銀行、電信、交通、廣播電視、公用事業(yè)等領(lǐng)域。ic 卡不僅改進(jìn)了現(xiàn)有多種卡的使用方法和功能作用，它還不斷開創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然 ic 卡本身并不創(chuàng)造任何價(jià)值，但是，如果將 ic 卡和其它設(shè)備組成系統(tǒng)就能夠提供非常豐富的服務(wù)功能。把這些功能與生產(chǎn)或流通領(lǐng)域有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，將出現(xiàn)令人意想不到的奇跡，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。我國(guó)的金融和非金融產(chǎn)業(yè)部門都己認(rèn)識(shí)到發(fā)展 ic 卡產(chǎn)業(yè)對(duì)加速

14、我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化的重大作用。因此，與國(guó)外有關(guān)公司合作，引進(jìn)制卡、讀卡設(shè)備及應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，成立了有關(guān)集團(tuán)、公司、以加速我國(guó)應(yīng)用和發(fā)展 ic 卡的應(yīng)用和發(fā)展。 在國(guó)際上不少國(guó)家由于受到當(dāng)時(shí)歷史條件和技術(shù)發(fā)展的限制，都是先發(fā)展磁卡，其中大多數(shù)國(guó)家磁卡己發(fā)展得相當(dāng)普遍，擁有數(shù)量龐大的磁卡應(yīng)用設(shè)備，若要將其完全改造成 ic 卡讀寫設(shè)備將是相當(dāng)困難的。此外，伴隨著使用磁卡犯罪現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重，采用 ic 卡已成為勢(shì)在必行的潮流。ic 卡可以最有效地杜絕惡性透支，便于正常用款、存款，其內(nèi)部有各種安全措施，可免除偽造，它無(wú)須計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)支持，可脫機(jī)作業(yè)，還可以實(shí)現(xiàn)一卡多用。因此普遍受到人們的贊譽(yù)和青睞，

15、根據(jù)我國(guó)國(guó)情，我們沒(méi)有必要也不應(yīng)該重復(fù)走國(guó)外的老路，而應(yīng)盡快開發(fā)適用于我國(guó)的 ic 卡。1993 年 6 月，政府提出了全民推行使用信用卡，以減少大量的現(xiàn)金流通，加強(qiáng)國(guó)家對(duì)經(jīng)濟(jì)的宏觀調(diào)控，實(shí)施以“電子貨幣”工程為重點(diǎn)啟動(dòng)的卡基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)工程，即“金卡”工程。有關(guān)專家預(yù)計(jì)，ic 卡必將在世界范圍內(nèi)逐步取代磁卡等卡種，在金融、電信、保險(xiǎn)、公共福利事業(yè)等領(lǐng)域大量的應(yīng)用，并正在我國(guó)實(shí)施的“金卡”工程中扮演著重要角色。1.21.2 研制智能研制智能 icic 卡煤氣表控制裝置的目的和意義卡煤氣表控制裝置的目的和意義ic 卡的使用與其應(yīng)用系統(tǒng)是密切相關(guān)的。一方面，采用 ic 卡可以使系統(tǒng)的運(yùn)作更富創(chuàng)造性，

16、另一方面，應(yīng)用系統(tǒng)又會(huì)不斷地對(duì) ic 卡提出新的要求，促使其功能更加完善。因此，怎樣把 ic 卡與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮ic 卡的優(yōu)越性，一直是 ic 卡技術(shù)的一個(gè)重要課題，智能 ic 卡燃?xì)獗砜刂葡到y(tǒng)就是 ic 卡技術(shù)的一種實(shí)際應(yīng)用。 我國(guó)大規(guī)模發(fā)展燃?xì)饣こ淌菑钠呤甏_始的，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，不論是從燃?xì)馄占奥噬希€是從燃?xì)獾挠?jì)量、收費(fèi)和管理上，都有很大的差距。更突出的問(wèn)題是，我國(guó)燃?xì)饣こ桃淮涡酝顿Y很大，燃?xì)饨?jīng)營(yíng)多處于微利潤(rùn)或虧損，除了政策性虧損外，其中計(jì)量供銷差和收費(fèi)管理漏洞是各地煤氣公司普遍存在的重要虧損原因。所以國(guó)家每年要投入大量資金來(lái)彌補(bǔ)虧損，這就給國(guó)家增加了相當(dāng)大

17、的負(fù)擔(dān)，也使城市燃?xì)馐聵I(yè)的自身發(fā)展缺乏活力。目前，隨著國(guó)家開發(fā)大西北“西氣東輸”計(jì)劃的正式啟動(dòng)，對(duì)燃?xì)夤芾淼倪M(jìn)一步規(guī)范提出了更高的要求。此外，國(guó)家的“金卡工程” 的深入開展為新型的智能 ic 卡預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗淼难兄铺峁┝耸謴V闊的應(yīng)用前景。我國(guó)各地已研制了電子卡、磁卡、光卡和 ic 卡的智能燃?xì)獗恚@些技術(shù)的共性就是把卡作為信息載體，作為“開”表的鑰匙。因?yàn)?ic 卡除了在價(jià)格上暫時(shí)比其它幾種卡稍貴一些(光卡除外)，ic 卡的技術(shù)性能等指標(biāo)均高于其它卡。鑒于 ic 卡的優(yōu)點(diǎn)，ic 卡與燃?xì)獗淼慕Y(jié)合是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著 ic 卡技術(shù)的不斷發(fā)展以及國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)服務(wù)意識(shí)的提高，在與居民用戶日常生

18、活相關(guān)的計(jì)量表計(jì)中使用 ic 卡技術(shù)己經(jīng)得到了迅速的推廣和廣泛的應(yīng)用。目前在電表、水表、燃?xì)獗砑芭瘹鉄崃Ρ碇卸奸_始采用 ic 卡作為抄表收費(fèi)、控制以及數(shù)據(jù)管理的媒介，使得 ic 卡表已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。此外，從燃?xì)獗淼墓芾砟Ｊ胶褪召M(fèi)方式上看，我國(guó)采用智能 ic 卡燃?xì)獗硌b置是可行的。1.31.3 icic 卡在中國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展卡在中國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展我國(guó)的信用卡正跳過(guò)磁卡發(fā)展階段而直接進(jìn)入 ic 卡時(shí)代，國(guó)內(nèi)先后組建華旭、華鑫集團(tuán)公司等，出現(xiàn)了一批科研及生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)單位。96 年 10 月，國(guó)內(nèi)第一張用芯片設(shè)計(jì)、研制到卡片制作生產(chǎn)全部國(guó)產(chǎn)化的中華 ic 卡順利通過(guò)技術(shù)鑒定，哈爾濱

19、工業(yè)大學(xué)微電子中心與航天金卡電子公司聯(lián)合研制成功的 hwz201 型 ic 卡也在 96 年年底鑒定，該邏輯加密型 ic 卡芯片用 1 微米以 cmos 與eeprom 工藝小批量生產(chǎn)，據(jù)稱一年內(nèi)可提供 10 萬(wàn)張 ic 卡。另外，上海貝嶺微電子有限公司也從美國(guó)引進(jìn)了 1.2 微米 eeprom 關(guān)鍵技術(shù)，制造 ic 卡芯片。目前，國(guó)內(nèi)引進(jìn) ic 卡后部裝配生產(chǎn)線較多，它們采用國(guó)外芯片，生產(chǎn)能力未充分發(fā)揮，97 年研制出加密算法，ic 卡操作系統(tǒng) cos，著手開發(fā)智能 ic 卡，其 cpu芯片擬先用國(guó)外芯片，而操作系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)的，國(guó)內(nèi) ic 卡應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展迅猛，截止 98 年 6 月，7 家銀

20、行共有發(fā)卡機(jī)構(gòu) 2023 個(gè)，發(fā)卡量 2040 萬(wàn)張，存款余額670 多億元，特約商戶 18 萬(wàn)多家，取現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn) 24 萬(wàn)多個(gè)，自動(dòng)柜員機(jī) atm 7 萬(wàn)多臺(tái)。目前國(guó)內(nèi) ic 卡的應(yīng)用已跳出單一的銀行業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的信用功能，與其它產(chǎn)業(yè)聯(lián)袂發(fā)展，它的付費(fèi)功能，可用于交電費(fèi)、水費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)、電話費(fèi)、車船費(fèi)，甚至醫(yī)療費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、納稅等。我國(guó)目前正按多種使用要求開發(fā) ic 卡新品種，以便最大限度地發(fā)揮 ic 卡的各種功能和作用。第第 2 2 章章 智能煤氣表硬件的設(shè)計(jì)智能煤氣表硬件的設(shè)計(jì)2.12.1 硬件總體結(jié)構(gòu)硬件總體結(jié)構(gòu)at89c51at24co2(1)at24co2(2)濃度檢測(cè)電路計(jì)量機(jī)構(gòu)脈沖發(fā)生報(bào)

21、警顯示電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路閥門電源切換電路 圖 2-1 硬件總體結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示，系統(tǒng)采用了 at89c51 單片機(jī)作為核心，ic 卡采用了at24co2 卡，其中 at24co2（1）為 ic 卡內(nèi)存儲(chǔ)芯片，at24co2（2）中存儲(chǔ)用戶信息。濃度檢測(cè)電路、計(jì)量機(jī)構(gòu)、報(bào)警顯示電路、電源切換電路、電器驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成了煤氣表系統(tǒng)。2.22.2 at89c51at89c51 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)簡(jiǎn)介2.2.12.2.1 at89c51at89c51 的引腳結(jié)構(gòu)的引腳結(jié)構(gòu)從應(yīng)用的角度來(lái)看，at89c51 單片機(jī)具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)擴(kuò)展方便、可靠性高、處理功能強(qiáng)、處理速度高、容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)

22、。圖 2.2是 at89c51 雙列直插封裝方式的引腳結(jié)構(gòu)圖。at89c51 運(yùn)用了 atmel 公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80c51 的指令和管腳排列兼容。芯片內(nèi)可下載的 flash 存儲(chǔ)器可通過(guò) spi 串行接口或通過(guò)通用的非易失存儲(chǔ)器編程器對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)的重新編程。通過(guò)將可下載的 flash 存儲(chǔ)器與通用的 8 位 cpu 相結(jié)合，at89c51 成為一種許多嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中低成本，靈活性好的單片機(jī)。如圖 2-2。 圖 2-2 at89c51 單片機(jī)引腳配置圖其主要特點(diǎn)如下：與 mcs-51 產(chǎn)品兼容，4k 字節(jié)可系統(tǒng)內(nèi)重復(fù)編程的 flash eprom，128 字節(jié)的內(nèi)

23、部 ram，操作電壓為 4v 至 6v，32 路可編程 i/o，2 個(gè) 16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，5 個(gè)中斷源，可編程的 uart 串行接口。下面分別敘述這些引腳的功能：（1）電源：at89c51 單片機(jī)正常工作時(shí)，其 40 腳(vcc)接+5v 電源，20 腳(vss)接地。（2）外接晶體引腳 xtal1,xtal2。xtal1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸人端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸人端。xial2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引

24、腳應(yīng)懸浮不連接。（3）控制或與其他電源復(fù)用引腳 rst；ale/prog；和/vpp。psenearst 復(fù)位輸人端。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ale/;當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ale 地址鎖存允許的輸出用于鎖存地址prog的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ale 端仍以不變的頻率輸出。此頻率為振蕩器頻率的 1/6 周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ale 脈沖。在對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 prog。如果需要的話，通過(guò)對(duì)專用寄存器 sfr

25、區(qū)中 8eh 單元的 d0 位置數(shù)，可禁止 ale 操作。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條 movx 或 movc 指令期間，ale 才會(huì)被激活。另外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)該設(shè)定禁止 ale 位為無(wú)效。程序存儲(chǔ)允許，輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng) at89c51psen由外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 psen 有效即輸出 2 個(gè)脈沖。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 psen 信號(hào)將不出現(xiàn)。/vpp 外部訪問(wèn)允許端。要使 cpu 只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器地址為 00c0h-eaffffh 則端必須保持低電接到 gnd 端。然而要注意的是，如果

26、保密位 lbi 被ea編程，復(fù)位時(shí)在內(nèi)部會(huì)鎖存 ea 端的狀態(tài)。當(dāng)端保持高電平（接 vcc 端）時(shí)，eacpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。在 flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳也用于施加 12v 的編程允許電源 vpp（如果選用 12v 編程） 。（4）輸人/輸出引腳 p0.0-p0.7，p1.0-p1.7，p2.0-p2.7，p3.0-p3.7。1.p0 口p0 口是多功能口，即可作為地址/數(shù)據(jù)總線使用，又可作為普通 i/o 口使用。p0 口作為地址/數(shù)據(jù)總線時(shí)，控制線為高電平，用來(lái)輸出外存儲(chǔ)器地址的 8 位d0d7，因此 p0 口進(jìn)行分時(shí)復(fù)用操作。p0 端口是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向

27、 1/0 端口。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) ttl 輸人，對(duì)端口寫 1 時(shí)，又可作高阻抗輸人端用。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低 8 位)數(shù)據(jù)總線，在訪問(wèn)期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在 flash 編程時(shí)，p0 端口接收指令字節(jié);而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻2.p1 口pl 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/0 端口。pl 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 輸人。對(duì)端口寫 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸人口。pl 口作輸人口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)

28、輸出一個(gè)電流 iil。在對(duì) flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)，pl 口接收低 8 位地址。3.p2 口p2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/0 端口。p2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流方式)4 個(gè) ttl 輸人。對(duì)端口寫 1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸人口。p2 作輸人口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流iil。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，如執(zhí)行 movx dptr 時(shí)，p2 口送出高 8 位地址。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，如執(zhí)行movx r1 指令時(shí)，p2 口引腳上的內(nèi)容就是專用寄

29、存器 sfr 區(qū)中 p2 口寄存器的內(nèi)容，在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì) flash 編程時(shí)和程序校驗(yàn)期間，p2 口也接收高位地址和一些控制信號(hào)。4.p3 口p3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 1/0 端口。p3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) ttl 輸人。對(duì)端口寫 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸人口。p3 口作輸人口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流 iil。p3 口也是準(zhǔn)雙向口，在作第二功能使用時(shí)，相應(yīng)的口鎖存器必須為“1” 。對(duì)并行口進(jìn)行讀寫時(shí)有兩種操作：一是鎖存器，二是讀引腳。1讀引腳的指令是絕大部分

30、的并行口作為操作數(shù)的數(shù)據(jù)指令。2讀鎖存器指令執(zhí)行器如下操作，讀入鎖存器的值，改寫，然后再寫入。在 at89c51 中，p3 端口還有一些復(fù)用功能。復(fù)用功能如表 2-1 所列。表表 2-12-1 p3p3 各端口引腳與復(fù)用功能表各端口引腳與復(fù)用功能表端口引腳復(fù)用用能p3.0rxd(串行輸入口)p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外部中斷 0）p3.3int1（外部中斷 1）p3.4t0（定時(shí)器 0 的外部輸入）p3.5t1（定時(shí)器 1 的外部輸入）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀寫通）2.2.22.2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)at89c51 單片機(jī)內(nèi)部集成

31、口多達(dá) 8 個(gè)部件：1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）：片內(nèi)為 128 個(gè)字節(jié)（單元） ，片外最多可擴(kuò)展至 64k 字節(jié)2.程序存儲(chǔ)器（rom/eprom）：有 4k 的 eprom。3.中斷系統(tǒng)：有 5 個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：兩個(gè) 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，具有四種工作方式。5.串行口：1 個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式。6.p0 口、p1 口、p2、p3 口：為 4 個(gè)并行的 8 位 i/o 口。7.特殊功能寄存器（sfr）：共有 21 個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)各個(gè)功能模塊進(jìn)行管理、控監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)特殊功能的 ram 區(qū)域。8.處理器（cpu）：為 8

32、 位的 cpu，而且內(nèi)含一個(gè)位處理器，不僅可以處理字節(jié)數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行多位變量的處理。2.2.32.2.3 外圍電路外圍電路1.復(fù)位電路通過(guò)某種方式，使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。為使單片機(jī)正常工作，必須保證良好的復(fù)位。復(fù)位可分為上電復(fù)位和外部復(fù)位兩種方式。123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:19-jun-2005sheet of file:c:docum ents and settingsadministrator圖圖圖ba ckup11.ddbdrawn by:30pf30pf12mh zxtal 2xtal

33、 1上電復(fù)位是指單片機(jī)在接通電源時(shí)對(duì)單片機(jī)復(fù)位，外部復(fù)位可由外部脈沖復(fù)位或由手動(dòng)復(fù)位。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式。復(fù)位電路如圖 2-3。 上電瞬間，由于電容 c 兩端電壓不能突變，所以電容正極電壓為低，單片機(jī) reset 腳保持高電平。隨著電容正極電壓的逐漸上升，reset 腳的電壓逐漸下降。只要合理選擇 r、c 的值使 reset 腳上高電平的保持時(shí)間超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期，就可以使單片機(jī)可靠復(fù)位。2.時(shí)鐘電路單片機(jī)的定時(shí)控制功能是用片內(nèi)的時(shí)鐘電路和定時(shí)電路來(lái)完成的，而片內(nèi)的時(shí)鐘產(chǎn)生有兩種方式:內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。本課題采用內(nèi)部時(shí)鐘方式(如圖 2-4 所示)，片內(nèi)高增益反相放大器通過(guò)xtali

34、 和 xtal2 外接作為反饋元件的晶體(呈感性)與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器向內(nèi)部時(shí)鐘電路提供振蕩時(shí)鐘。at89c51 工作的時(shí)鐘頻率范圍為 0 到 24mhz.本課題選擇 12mhz 的石英晶振與 30pf 的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。圖 2-3 復(fù)位電路圖 2-4 時(shí)鐘電路1a2ao78gnda123654vccscltestsda2.32.3 at24c02at24c02 的應(yīng)用的應(yīng)用2.3.12.3.1 at24cxxat24cxx 介紹介紹at24cxx 系列采用低功耗 coms 工藝制造，內(nèi)部設(shè)有高壓泵電路，可以單電壓工作，具有擦除/寫入 10 萬(wàn)次和數(shù)據(jù)保留 100

35、年的高可靠性，提供雙線串行接口，支持 iso/ice78163 同步協(xié)議，便于與各種微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行接口，使用方便。另外，對(duì)存儲(chǔ)器在芯片中的數(shù)據(jù)，還可通過(guò)軟件的方法利用各種算法進(jìn)行加密處理，從而提高安全性，擴(kuò)大器件的應(yīng)用范圍。at24cxx 含 24c01/24c02/24c04/24c08/16,它們分別提供 1k/2k/4k/8k/16k位串行 e2prom，內(nèi)部組態(tài)為 128/256/512/20488 位，支持 8 字節(jié)（1k，2k） 、16 字節(jié)（4k，8k，16k）頁(yè)面寫入方式。如將這些芯片的輸入地址引腳 a2、a1和 a0 按照表 2-2 所示進(jìn)行硬件接地后，便可用于 ic 卡中。表

36、表 2-22-2 at24cxxat24cxx 用于用于 icic 卡的硬件連接卡的硬件連接at24cxx0102040816接地引腳a2,a1,a0a2,a1.a0a2,a1a2無(wú)2.3.22.3.2 at24c02at24c02 的簡(jiǎn)介的簡(jiǎn)介1.at24c02 引腳簡(jiǎn)介，如圖 2-5。（1）a2，a1，a0 接地引腳（2）gnd 模擬地（3）sda 數(shù)據(jù)引腳（4）scl 時(shí)鐘引腳（5）vcc 電源引腳（6）test 測(cè)試端 圖 2-5 at24c02 引腳圖2.at24c02 的卡模塊觸點(diǎn)（圖 2-6）及功能設(shè)置（表 23） 。圖 2-6 卡模塊觸點(diǎn)圖表表 2 23 3 功能設(shè)置功能設(shè)置

37、引腳 卡觸點(diǎn) 符號(hào) 功能 1 c1 vcc 操作電壓 5v 2 c2 nc 復(fù)位 3 c3scl 串行時(shí)鐘線 4 c4 nc 未用5 c5 gnd 地 6 c6 nc 未用 7 c7 sda 串行數(shù)據(jù)線 8 c8 nc 未用3.at24c02 卡工作狀態(tài)at24c02 卡工作時(shí)的總線時(shí)序如圖 2-7 所示。scl 和 sda 兩總線平時(shí)通過(guò)一個(gè)電阻上拉為高電平，sda 總線上的數(shù)據(jù)僅在 scl 低電平時(shí)間周期內(nèi)可能改變。scl 高電平周期期間數(shù)據(jù)的改變表示“開始”或“停止”兩種狀態(tài)：當(dāng) scl 處于高電平時(shí)，sda 由高電平轉(zhuǎn)向低電平表示一個(gè)“開始”狀態(tài)必須在其他操作之前執(zhí)行，而“停止”狀態(tài)則

38、終止所有操作。除了以上兩種狀態(tài)外，at24c02卡與外界的通訊還需要另外一個(gè)狀態(tài)，那就是“確認(rèn)（ack） ”：總線上的任何接收數(shù)據(jù)設(shè)備必須將 sda 總線置于低電平以確認(rèn)它成功的收到了每個(gè)字節(jié)（所有的地址和數(shù)據(jù)都是以 8 位碼串行輸入、輸出 at24c02 卡） ，該確認(rèn)是在每個(gè)字節(jié)之后，第九個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)發(fā)生。at24c02 卡也通過(guò)在收到每個(gè)地址或數(shù)據(jù)碼之后置 sda 于低電平的方式確認(rèn)。為了正確地訪問(wèn) at24c02 卡，外部數(shù)據(jù)傳送設(shè)備必須在發(fā)出“開始”狀態(tài)之后，隨即給出一個(gè) 8 位地址碼，稱為器件尋址碼。該碼高四位為 1010，這在 at24c02 系列所有芯片中都是一樣的。接下來(lái) 3

39、c1c7c8c6c5c4c3c2vccncsdancgndncsclnc位依次是 a2，a1 和 a0，它們與芯片各自的輸入地址引腳硬件連接相對(duì)應(yīng)，未作硬件連接的引腳所對(duì)應(yīng)位用于頁(yè)面尋址。最后 1 位是讀、寫操作選擇位，該位為 0（低電平）時(shí)激發(fā)寫操作，為 1（高電平）時(shí)激發(fā)讀操作。4.at24c02 的讀寫方法at24c02 具有寫字節(jié)和寫頁(yè)面兩種寫操作方式。圖 2-8 所示為寫字節(jié)方式，該方式在器件尋址和確認(rèn)之后跟隨一個(gè)數(shù)據(jù)尋址碼，卡片在收到該尋址碼后通過(guò)sda 發(fā)出確認(rèn)，并隨時(shí)鐘輸入 8 位數(shù)據(jù)碼，同樣，收到數(shù)據(jù)之后卡片再次發(fā)出確認(rèn)，數(shù)據(jù)傳送設(shè)備必須用停止?fàn)顟B(tài)來(lái)終止寫操作。這時(shí)，卡片進(jìn)入

40、一個(gè)內(nèi)計(jì)時(shí)固定存儲(chǔ)器寫入周期，在該寫周期內(nèi)，所有輸入都被禁止，直至寫操作完成。圖 2-7 at24c02 卡總線時(shí)序at24c02 的讀操作分為立即地址讀取、隨機(jī)地址讀取和順序地址讀取三種方式。隨機(jī)讀取方式式需要一個(gè)“空”字節(jié)序列來(lái)加載數(shù)據(jù)地址，一旦器件尋址碼和數(shù)據(jù)尋址碼隨時(shí)鐘輸入，并被確認(rèn)，傳送設(shè)備必須產(chǎn)生另一個(gè)開始狀態(tài)。通過(guò)送出一個(gè)讀、寫選擇位處于高電平的器件尋址碼去激發(fā)一次立即尋址讀取，卡片確認(rèn)器件地址，并隨時(shí)鐘串行輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的讀取不通過(guò)確認(rèn)應(yīng)答，而通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)停止?fàn)顟B(tài)來(lái)應(yīng)答。 圖 2-8 寫字節(jié)操作2.3.32.3.3 i i2 2c c 總線特性的簡(jiǎn)介總線特性的簡(jiǎn)介i2c 雙向二

41、線制串行總線協(xié)議定義：只有在總線處于“非忙”狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸才能被初始化。在數(shù)據(jù)傳輸期間，只要時(shí)鐘線為高電平，數(shù)據(jù)線都必須保持穩(wěn)定，否則數(shù)據(jù)線上的任何變化都被當(dāng)作“啟動(dòng)”或“停止”信號(hào)。i2c 串行總線支持所有 nmos、cmos, 工藝制造的器件，通過(guò)兩根線（sda-串行數(shù)據(jù)線，scl串行時(shí)鐘線）再連接到總線之間傳遞信息，根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件，根據(jù)器件的功能可以工作在發(fā)送接收方式，對(duì)于發(fā)送器和接收器而言，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)可以認(rèn)為時(shí)主器件或從器件。主器件是啟動(dòng)在總線上傳的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)以允許傳送的器件，這時(shí)能尋址的器件即認(rèn)為時(shí)從器件。1.總線非忙狀態(tài)（a 段）：數(shù)據(jù)線 sda 和時(shí)鐘線 s

42、cl 都保持高電平。2.啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸（b 段）：當(dāng)時(shí)鐘總線 scl 為高電平狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)線 sda由高電平變?yōu)榈碗娖降南陆笛乇徽J(rèn)為時(shí)“啟動(dòng)”信號(hào)。只有出現(xiàn)“啟動(dòng)”信號(hào)以后，其他的命令才有效。3.停止數(shù)據(jù)傳輸（c 段）：當(dāng)時(shí)鐘線scl 為高電平狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)線 sda由低電平變?yōu)楦唠娖降纳仙乇徽J(rèn)為時(shí)“停止”信號(hào)。隨著“停止”信號(hào)的出現(xiàn)，所有的外部操作都結(jié)束。4.數(shù)據(jù)有效（d 段）：在出現(xiàn)“啟動(dòng)”信號(hào)以后，在時(shí)鐘線為高電平時(shí)數(shù)據(jù)線是穩(wěn)定的，這是數(shù)據(jù)線的狀態(tài)就表示要傳送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)改變必須在時(shí)鐘線為低電平期間完成，每位數(shù)據(jù)占一個(gè)時(shí)鐘脈沖寬度。每個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸都是由“啟動(dòng)”信號(hào)開始，結(jié)束語(yǔ)“停

43、止”信號(hào)。在“啟動(dòng)”與“停止”信號(hào)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)由微機(jī)處理機(jī)確定，并且從理論上設(shè)字節(jié)數(shù)沒(méi)有限制。起始（s） ，停止(p)都是由 scl 高電平期間 sda 的跳變決定的。sda 電平下拉時(shí)啟動(dòng) i2c 總線，上拉時(shí)停止使用總線。在啟動(dòng) i2c 總線后，對(duì)應(yīng) scl 高電平期間 sda 上的數(shù)據(jù)有效，對(duì)應(yīng) scl 低電平期間允許 sda 上的數(shù)據(jù)更迭。5.應(yīng)答信號(hào)：每個(gè)正在接收數(shù)據(jù)的 e2prom 在接到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，通常需要發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，微處理機(jī)必須產(chǎn)生一個(gè)與這個(gè)應(yīng)答相聯(lián)系的額外的時(shí)鐘脈沖。在應(yīng)答時(shí)鐘脈沖周期內(nèi)，時(shí)鐘脈沖為高電平，數(shù)據(jù)線必須下拉成穩(wěn)定的低電平。微處理機(jī)對(duì) e2pr

44、om 完成的最后一個(gè)字節(jié)不產(chǎn)生應(yīng)答位，但是應(yīng)該給e2prom 一個(gè)結(jié)束信號(hào)。在這種情況下，e2prom 應(yīng)該結(jié)束數(shù)據(jù)線的高電平狀態(tài)，而使微處理機(jī)能夠產(chǎn)生“停止”信號(hào)。但是，如果正在進(jìn)行內(nèi)部定時(shí)編程周期，那么將不產(chǎn)生應(yīng)答位。2.3.42.3.4 at24c02at24c02 在智能煤氣表中的應(yīng)用在智能煤氣表中的應(yīng)用at24c02（1）為 ic 卡內(nèi)存儲(chǔ)芯片，該芯片是一種具有 i2c 總線結(jié)構(gòu)的串行e2prom，容量為 256 字節(jié)。用氣前，用戶持卡向煤氣公司購(gòu)買煤氣，由煤氣公司寫卡機(jī)把所購(gòu)煤氣量編碼加密后寫入 ic 卡中。然后插入家中煤氣表 ic 卡插槽內(nèi)，由 at89c51 對(duì)該卡進(jìn)行解碼和核

45、對(duì)工作，并讀取購(gòu)氣量。卡中的密碼信息經(jīng)某種算法得到且每次不同，內(nèi)容完全相同的兩次插卡操作，其后面一次將被視為非法，這樣可防止通過(guò)復(fù)制 ic 卡進(jìn)行竊氣的行為。同時(shí)，表內(nèi)記錄的累積已耗用氣量被寫入 ic 卡中，供氣插卡時(shí)煤氣公司的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)查對(duì)，發(fā)現(xiàn)累積已耗用氣量比累積購(gòu)氣量大的情況，即進(jìn)行調(diào)查。在插槽中插入 ic 卡時(shí)，觸動(dòng) k2 閉合，引起中斷，且 p1.5 由高變低供該中斷服務(wù)程序查詢確認(rèn)是1intic 卡插入。表內(nèi)非易失性內(nèi)存芯片與 ic 卡內(nèi)芯片一樣，即 at24c02（2） 。煤氣表中諸如累積已耗用氣量、結(jié)余氣量、購(gòu)氣次數(shù)等重要數(shù)據(jù)都存在at24c02（2）中，這樣可克服由充電電

46、池長(zhǎng)期維持 ram 中信息所潛在的不可靠性。at24c02 僅有 8 條引腳，串行通信只用兩根口線，做成 ic 卡時(shí)外界連線少，作為非易失性內(nèi)存更是比采用并行 e2prom 減少許多連線，pcb 布線更簡(jiǎn)潔，體積更小。ic 卡煤氣表中所需存取的重要數(shù)據(jù)少，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度要求不太高，故這種小容量的串行 e2prom 非常適用。at24c02 是 i2c 總線結(jié)構(gòu)器件，這就要求 at89c51 通過(guò)編程使其 p1.0 和 p1.1 完全遵循 i2c 總線時(shí)序及 at24c02 的數(shù)據(jù)傳送格式，去分別等效串行數(shù)據(jù)線 sda 和串行時(shí)鐘線 scl，從而實(shí)現(xiàn)兩者的通信。2.42.4 81558155 的

47、簡(jiǎn)介的簡(jiǎn)介8155 芯片內(nèi)具有 256 個(gè)字節(jié)的 ram,兩個(gè) 8 位、一個(gè) 6 位的可編程 i/o 口和一個(gè) 14 位計(jì)數(shù)器，與單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用的芯片。2.4.12.4.1 81558155 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)按照器件的功能，8155 可由下列三部分組成；1.隨機(jī)存儲(chǔ)部分 容量為 2568 位的靜態(tài) ram。2.i/o 接口部分 （1）端口 a：可編程 8 位 i/o 端口 pa0pa7。 （2）端口 b：可編程 8 位 i/o 端口 pb0pb7 （3）端口 c：可編程 6 位 i/o 端口 pc0pc53.計(jì)數(shù)器/定時(shí)器部分 是一個(gè) 14 位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器/定時(shí)

48、器2.4.22.4.2 81558155 的引腳及功能的引腳及功能如圖 2-9 所示，8155 具有 40 條引腳線，采用雙列直插式封裝。 圖 2-9 8155 引腳圖1.ad7ad0（8 條） ad7ad0 是地址/數(shù)據(jù)總線，與單片機(jī)的 p0 口相連，用于分時(shí)傳送地址/數(shù)據(jù)信息。2.i/o 總線（22 條）pa7pa0 為通用 i/o 線，用于傳送 a 口上的外設(shè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向由寫入8155 命令字決定的；pb7pb0 通用 i/o 線，用于傳送 b 口上的外設(shè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向也由 8155 命令字決定。pc5pc0 制線，共有 6 條，在通用 i/o 方式下，用作傳送 i/o 口數(shù)據(jù)

49、，在選用 i/o 方式下，用作傳送命令/狀態(tài)信息。3.控制總線（8 條）reset：復(fù)位輸入線，在 reset 線上輸入一個(gè)寬大于 600ns 的正脈沖 8155立即處于復(fù)位狀態(tài)，a、b、c 三口也定義為輸入方式。和 io/:為 8155 片選輸入線，若=0，cpu 選中本 8155 工作；否則，cemce本 8155 不工作。io/為 i/o 端口或 ram 存儲(chǔ)器的選通輸入線；若 io/=0，mm則 cpu 選中 8155 的 ram 存儲(chǔ)器工作。若 io/=1，則 cpu 選中 8155 片內(nèi)某一m存儲(chǔ)器。和：是 8155 的讀/寫命令輸入線，為寫命令線，當(dāng)=0 和rdwrrdwrrd=

50、1 時(shí)，8155 處于讀出數(shù)據(jù)狀態(tài)：當(dāng)=1 和=0 時(shí)，8155 處于寫入數(shù)據(jù)wrrdwr狀態(tài)。ale:為允許地址輸入線，高電平有效，若 ale=1，則 8155 允許 ad7ad0上地址鎖存到地址鎖存器；否則，8155 的地址鎖存器處于封鎖狀態(tài)。timerin 和：timerin 是計(jì)數(shù)器輸入線，輸入的脈沖上跳沿用timerout于對(duì) 8155 片內(nèi)的 14 位計(jì)數(shù)器減 1，為計(jì)數(shù)器輸出線，當(dāng) 14 位的計(jì)timerout數(shù)器減為 0 時(shí)就可以在該引線上輸出脈沖或方波，輸出脈沖的形狀與所選的計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。4.電源線（2 條）vcc 為+5v 電源輸入線，vss 接地。2.4.32.4.

51、3 81558155 的工作原理的工作原理 8155 的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖 2-10。這里主要介紹它的三組 i/o 端口電路及 14 位二進(jìn)制減法器的工作原理。1.8155i/o 端口工作原理8155 的三組 i/o 端口電路的工作方式，均由可編程的命令寄存器的內(nèi)容所規(guī)定，而其狀態(tài)可由讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容而獲得，上面已經(jīng)敘述，8155 的命令寄存器和狀態(tài)寄存器分別為各自獨(dú)立的 8 位寄存器。在 8155 的器件內(nèi)部，從邏輯上來(lái)說(shuō)，只允許寫入命令寄存器和讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。而實(shí)際上，讀命令寄存的內(nèi)容及寫入狀態(tài)寄存器的操作實(shí)際不允許、也不可能實(shí)現(xiàn)的。因此完全可將命令寄存器和狀態(tài)寄存器的地址合用一個(gè)地址

52、通道，以減少器件占用通道地址；同時(shí)將兩個(gè)寄存器簡(jiǎn)稱為命令/狀態(tài)寄存器，有時(shí)以 c/s 寄存器來(lái)表示。圖 2-10 8155 結(jié)構(gòu)框圖 (1) 8155 的命令字格式。命令寄存器由 8 位組成，每一位都能鎖存。其中低 4 位（03）用來(lái)定義 pa、pb 和 pc 口的工作方式；當(dāng) pc 用作控制 pa 或pb 端口工作時(shí)，第 4、5 兩位分別用來(lái)允許和禁止 pa 和 pb 的中斷；而最高兩位（第 6、7 兩位）則用來(lái)定義計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的工作方式。利用輸出指令，可以把命令寄存器的各位編碼打入其中。 (2)8155 狀態(tài)字格式。狀態(tài)寄存器為 8 位，各位均可鎖存，其中最高位為任意位，第 6 位用于指

53、定轉(zhuǎn)換接口的狀態(tài)，另一位用作指示計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的狀態(tài)之用。通過(guò) c/s 寄存器的操作（即用指令系統(tǒng)的輸入指令） ，可讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。2.8155 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器工作原理 8155 的定時(shí)器是一個(gè) 14 位的減法計(jì)數(shù)器，它能對(duì)輸入定時(shí)器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，在達(dá)到最后計(jì)數(shù)值時(shí)，有一個(gè)矩形波或脈沖輸出。為了對(duì)定時(shí)器進(jìn)行程序控制，首先裝入計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。由于計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為 14 位，因每次裝入長(zhǎng)度只能是 8 位，所以必須分兩次裝入。裝入計(jì)數(shù)長(zhǎng)度寄存器的值為2h3ffh。而第 14、15 位用來(lái)規(guī)定定時(shí)器的輸出方式。2568靜態(tài)ramabc計(jì)時(shí)器pa0-pa7pb0-pb7pc0-pc5mio/cerdwrti

54、merouttimerinrestalead0-ad7應(yīng)該注意，硬件復(fù)位信號(hào)的到達(dá)，會(huì)使 8155 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，只有 c/s 寄存器發(fā)出啟動(dòng)定時(shí)器命令為止。單片機(jī)可以和 8155 直接連接，不需要任何外加電路，對(duì)系統(tǒng)增加 256 個(gè)字節(jié)的 ram、22 位 i/o 線及一個(gè)計(jì)數(shù)器。在同時(shí)需要擴(kuò)展 ram 和 i/o 口及計(jì)數(shù)器的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中選用 8155 時(shí)特別經(jīng)濟(jì)的。8155i/o 口可以外接打印機(jī)、a/d、d/a、鍵盤等控制信號(hào)的輸入輸出。8155 的定時(shí)器可以作為分頻器或定時(shí)器。2.52.5 ledled 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器是最常用的輸出設(shè)備。

55、特別是 led（發(fā)光二極管顯示器）和 lcd（液晶顯示器） 。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。本設(shè)計(jì)采用的是 led 顯示電路。2.5.12.5.1 ledled 顯示器結(jié)構(gòu)與原理顯示器結(jié)構(gòu)與原理led 顯示塊是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。它是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段 led 數(shù)碼管。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一段發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。這種顯示塊有共陰和共陽(yáng)兩種接法，如圖 2-11 所示。共陰極 led 顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地，如圖中（a）所示當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極

56、管點(diǎn)亮。共陽(yáng)極 led 顯示快的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接，如圖中（b）所示。7 段發(fā)光二極管再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段。七段顯示塊與單片機(jī)接口非常容易。只要將一個(gè) 8 位并行輸出口與顯示快的發(fā)光二極管引腳相連即可。8 位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符。通常將控制發(fā)光二極管的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為補(bǔ)償。 123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:21-jun-2005sheet of file:c:documents and settingslenovo圖圖datu3.ddbdrawn

57、by:abcdefgdpabcdefgdpvcc123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:21-jun-2005sheet of file:c:documents and settingslenovo圖圖datu3.ddbdrawn by:abfcgdedpy1234567abcdefg8dpdpds?dpy_7-seg_dp（a） (b) (c)（a）共陰極 （b）共陽(yáng)極 （c）管腳配置圖 2-11 七段 led 顯示器 2.5.22.5.2 ledled 顯示器與顯示方式顯示器與顯示方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用 led 顯示塊構(gòu)成 n

58、位 led 顯示器。n 位 led 顯示器有 n8 根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮、暗。led 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩中方式。1.led 靜態(tài)顯示方式 led 顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽(yáng)極連接在一起接地或+5v；每位的段選線（adp）與一個(gè) 8 位并行口相連。如圖 2-12 所示該圖表示了一個(gè)四位靜 led 顯示電路。該電路每一位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于每一位由一個(gè) 8 位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里每一位顯示的字符可以不同。n 位靜態(tài)顯示器要求由

59、 n8 根 i/o 口線，占用 i/o 資源較多，故在位數(shù)多時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 圖 2-12 四位靜態(tài) led 顯示電路2.led 動(dòng)態(tài)顯示方式123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:21-jun-2005sheet of file:c:documents and settingslenovo圖圖datu3.ddbdrawn by:abfcgdedp y1234567abcdefg8dpdpabfcgdedp y1234567abcdefg8dpdpabfcgdedp y1234567abcdefg8dpdpabfcgdedp y

60、1234567abcdefg8dpdp在多位 led 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 i/o 口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽(yáng)極點(diǎn)分別由相應(yīng)的 i/o 口線控制。圖 2-13 就是一個(gè) 8 位 led 動(dòng)態(tài)顯示器電路。圖 2-13 八位 led 動(dòng)態(tài)顯示器電路八位 led 動(dòng)態(tài)顯示器電路只需要兩個(gè) 8 位 i/o 口。其中一個(gè)控制段選碼，另一個(gè)控制位選。由于所有的段選碼皆有一個(gè) i/o 控制，因此，八位 led 只可能顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，必須采用掃描方式。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在此瞬間，段選控制 i/o 輸出相應(yīng)字符段選碼，