80C51单片机常用接口电路设计
- 格式:ppt
- 大小:2.02 MB
- 文档页数:89
第四章80C51单片机的功能单元4·1 80C51的四个I/O口在使用上有哪些分工和特点?试比较各分工的特点? 试比较各口的特点?何谓分时复用总线?P3口的第二变异功能有哪些?答:(1)80C51的四个I/O口在使用上的分工和特点①P0口: 可作通用I/O口用,也可作地址/数据线用。
作通用I/O口用时,输出级为开漏极电路,在驱动外部电路时应接上拉电阻;在接有外部存储器时,P0口作地址/数据线用,先输出低8位地址到外部地址锁存器,后输人指令代码或输人/输出数据。
②Pl口: 是一个8位准双向口,作通用I/O口用。
③P2口: 是一个8位准双向口,作通用I/O口用。
当外部接有存储器时,可用于输出高8位地址。
④P3口: 是一个多功能端口。
其基本功能仍然是通用I/O口,使用时与Pl、P2口类似。
其第二功能则是串行口、外部中断线、定时器/计数器的输入及外部数据存储器的选通信号等。
(2)分时复用总线分时复用总线是:在一组总线上,在不同的时间,有时输出地址,有时输人代码或输出/输人数据。
例如,P0口和P2口就组成了一组地址/数据复用总线。
(3)P3口的第二变异功能第一功能第二变异功能串行口:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)中断:P3.2 INT0外部中断0P3.3 INT1外部中断1定时器/计数器(T0、T1):P3.4 T0(定时器/计数器0的外部输入)P3.5 T1(定时器/计数器1的外部输入)数据存储器选通:P3.6 WR(外部存储器写选通,低电平有效,输出)P3.7 RD(外部存储器读选通,低电平有效,输出)4·2 80C51端口P0~P3作通用I/O 口时,在输入引脚数据时,应注意什么?答:p0~p3作通用I/O口在输入引脚数据时,应先用软件向口的输出锁存器写1。
4·3 "读一改一写"指令有何特点? 请至少列出五条不同操作的"读—改一写"指令。
80C51单片机的并行端口结构80C51共有4个8位的并行I/O口,分别记作P0、P1、P2、P3。
被归入专用寄存器。
I/O端口有串行和并行之分,串行I/O端口一次只能传送一位二进制信息,并行I/O端口一次能传送一组二进制信息。
(1)并行I/O口的功能①PO口:电路中包括一个数据输出锁存器和两个三态数据输入缓存器,另外还有一个数据输出的驱动和控制电路。
这两组端口用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口的总线接口,而不像P1、P3直接用做输出口。
P0.0~P0.7,P0口是8位双向I/O口,P0.i引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位,即在P0口有8个与上图相同的电路组成。
该8位都是漏极开路(漏极开路即高阻状态,适用于输入/输出,其可独立输入/输出低电平和高阻状态)输出,每个引脚可以驱动8个LS型TTL负载且内部没有上拉电阻,执行输出功能时外部必须接上拉电阻(10K 即可)。
若要执行输入功能,必须先输出高电平方能读取该端口所连接的外部数据;若在访问外部存储器(RAM、ROM)和扩展的I/O口时,P0可作为地址总线(A0~A7)和数据总线(D0~D7),分时进行工作。
在指令的前半周期,P0口作为地址总线的低8位,在指令的后半周期为8位的数据总线。
P1口的各个单元:输入缓冲器:在P0口中,有两个三态的缓冲器,三态门有三个状态,即在其输出端可以是高电平、低电平和高阻状态(或称为禁止状态)。
上面一个是读锁存器的缓冲器,也就是说,要读取D锁存器输出端Q的数据,那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端(上图中标号为…读锁存器‟端)有效。
要读取P0.i引脚上的数据,也要使标号为…读引脚‟的这个三态缓冲器的控制端有效,引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。
D锁存器:存储器中可以存放电荷,加一个小的存储器的单元,并在它的面前加一个开关,要让这一位输出时,就把开关打开,信号就进入存储器的单元,然后马上关闭开关,这一位的状态就被保存下来,直到下一次命令让它把开关再打开为止,这就是锁存器。
光电式烟雾报警器的设计【摘要】随着现代家庭用火、用电量的增加,家庭火灾发生的频率越来越高。
烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。
本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾报警系统。
论文中主要针对烟雾报警系统中的各个组成部件进行了介绍,对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术做了重点介绍。
关键词:报警器、80C51、烟雾传感器Abstract: With the modern home with fire, electricity consumption increases, the frequency of home fires is getting higher and higher. Smoke detectors have also been widely used in various occasions. This design is bined with the use of single-chip sensor technology development and design of the smoke alarm system. The main thesis of the smoke alarm system for the various ponents are introduced, its control circuit and peripheral equipment circuit interface between technology and software have been the focus of introduction.Keywords: 80C51, smoke sensor alarm.目录1 绪论31.1烟雾报警器的发展及现状31.1.1 火灾探测技术31.1.2 火灾探测器的发展趋势31.2论文研究的目的及意义41.3论文内容42基于C51单片机的烟雾报警的设计方案62.1任务分析62.2设计方案62.2.1方案设计思想62.2.2 总体框图73.1主控电路设计73.1.1 80C51系列73.1.2 80C51的基本结构83.1.3 80C51单片机的的封装和引脚93.1.4 80C51单片机的时钟103.1.580C51单片机的复位113.2外围接口电路设计123.2.1 NIS-09烟雾传感器简介123.2.2 AD574A简介143.2.3 AD574A与80C51单片机接口电路163.2.4声光报警电路173.3总电路设计184 软件实现204.1编程KEIL环境介绍204.2程序流程204.3程序215 调试245.1调试的步骤245.2调试过程中遇到的问题及解决方法25结束语27谢辞28参考文献291 绪论1.1烟雾报警器的发展及现状1.1.1 火灾探测技术火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害,对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。
80C51单片机引脚功能图解80C51属于51单片机系列,改进了8048的缺点并增加了一些新的运算技术。
其性能能够满意产品对于系统数据采集以准时间精度的需求。
本文将为大家介绍80C51单片机的引脚基础功能,感爱好的伴侣快来看一看吧。
MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚排列请参见图1。
图1P0.0 ~P0.7:P0口8位双向口线。
P1.0 ~P1.7:P1口8位双向口线。
P2.0 ~P2.7:P2口8位双向口线。
P3.0 ~P3.7:P3口8位双向口线。
ALE:地址锁存掌握信号。
在系统扩展时,ALE用于掌握把P0口输出的低8位地址锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。
此外,由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲,因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。
PSEN:外部程序存储器读选通信号。
在读外部ROM时,PSEN有效(低电平),以实现外部ROM单元的读操作。
EA:访问程序存储掌握信号。
当信号为低电平常,对ROM的读操作限定在外部程序存储器;当信号为高电平常,对ROM的读操作是从内部程序存储器开头,并可延至外部程序存储器。
RST:复位信号。
当输入的复位信号连续两个机器周期以上的高电平常即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作。
XTAL1和XTAL2:外接晶体引线端。
当使用芯片内部时钟时,此二引线端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。
VSS:地线。
VCC:+5 V电源。
以上是MCS-51单片机芯片40条引脚的定义及简洁功能说明,读者可以对比实训电路找到相应引脚,在电路中查看每个引脚的连接使用。
P3口线的其次功能。
P3的8条口线都定义有其次功能。
80C51单片机原理RAM地址寄存器 RAM 128B 程序地址寄存器P0驱动器 P2锁存器 P2驱动器P1锁存器 暂存器2 B 寄存器 4KB ROM暂存器1ACC SP P0锁存器 PC PC 增1 缓冲器 P3锁存器 OSC中断、串行口及定时器PSW ALU DPTRP1驱动器 P3驱动器XTAL1XTAL2 P0.0~P0.7 P2.0~P2.7 P3.0~P3.7 P1.0~P1.7 RST ALEV CCV SS定时控制 指令译码器 指令寄存器 PSEN EA表2-1 P3口各引脚与第二功能表PSW 的各位定义见表80C51 P0~P3接口功能简见大多数口线都有双重功能,介绍如下: 1、P0口具有双重功能:(1) 作为通用I/O ,外接I/O 设备。
(2) 作为地址/数据总线。
在有片外扩展存储器的系统 中,低8位地址和数据由P0口分时传送。
PSW 位地址 PS W.7PSW .6PSW .5 PSW .4 PSW .3 PSW .2 PSW .1 PSW .0 位标志CY ACF0RS1RS0OVF1P2、P1口是唯一的单功能口:作为输入/输出口,P1口的每一位都可作为输入/输出口。
3、P2口具有双重功能:(1)作为输入/输出口。
(2)作为高8位地址总线。
在有片外扩展存储器的系统中,高8位地址由P2口传送。
4、P3口具有双重功能:(1)作第一功能使用时,其功能为输入/输出口。
(2)作第二功能使用时,每一位功能定义如表2.1所示。
80C51单片机的4个I/O口都是8位双向口,这些口在结构和特性上是基本相同的,但又各具特点,以下将分别介绍之。
图2-9 P0口某位的结构图2-10 P1口某位的结构图2-11 P2口某位的结构图2-12 P3口某位的结构P0~P3口使用时应注意事项1、如果80C51单片机内部程序存贮器ROM够用,不需要扩展外部存贮器和I/O接口,80C51的四个口均可作I/O口使用。
80C51单片机引脚图及引脚功能介绍首先我们来介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示),引脚的具体功能将在下面详细介绍单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
⒈电源:⑴ VCC - 芯片电源,接+5V;⑵ VSS - 接地端;⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊控制线:控制线共有4根,⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST(Reset)功能:复位信号输入端。
② VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。
⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
① EA功能:内外ROM选择端。
② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM 编程期间,施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。
P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
拿到一块单片机,想要使用它,首先必须要知道怎样去连线,我们用的一块89C51的芯片为例,我们就看一下如何给它连线。
1、电源:这当然是必不可少的了。
单片机使用的是5V电源,其中正极接40管脚,负极(地)接20管脚。
2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。
只要买来晶体震荡器,电容,连上就能了,按图1接上即可。
3、复位管脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。
4、EA管脚:EA管脚接到正电源端。
至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。
我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED,显然,这个LED必须要和单片机的某个管脚相连,不然单片机就没法控制它了,那么和哪个管脚相连呢?单片机上除了刚才用掉的5个管脚,还有35个,我们将这个LED和1脚相连。
1.1 80C51单片机的引脚功能80C51系列中,用CHMOS工艺制造的单片机都采用双列直插式(DIP)40脚封装,引脚信号完全相同。
图2—9为引脚图,这40根引脚大致可分为:电源(V CC、V SS、V PP、V PD)、时钟(XTAL1、XTAL2)、I/O口(P0~P3)、地址总线(P0口、P2口)和控制总线(ALE、RST、、、)等几部分。
它们的功能简述如下:1.电源Vcc(引脚号40),芯片电源,接+5V;Vss(引脚号20),电源接地端.2.时钟XTAL1(引脚号18)内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶振的一个引脚。
当采用外部振荡器时,此引脚接地。
XTAL2(引脚号19)内部振荡器的反相放大器输出端,是外接晶振的另一端。
当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。
3.控制总线(1)ALE/(引脚号30):正常操作时为ALE功能(允许地址锁存),用来把地址的低字节锁存到外部锁存器。
ALE引脚以不变的频率(振荡器频率的1/6)周期性地发出正脉冲信号。
因此,它可用作对外输出的时钟信号或用于定时。
但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲.ALE端可以驱动(吸收或输出电流)8个LSTTL电路。
在8751单片机EPROM编程期间,此引脚接编程脉冲(功能).(2)(引脚号29):外部程序存储器读选通信号.在从外部程序存储器取指令(或数据)期间,在每个机器周期内两次有效。
可以驱动8个LSTTL电路.(3)RST/VPD(引脚号9):复位信号输入端.振荡器工作时,该引脚上持续2个机器周期的高电平可实现复位操作。
此引脚还可接上备用电源。
在Vcc掉电期间,由向内部RAM提供电源,以保持内部RAM中的数据.(4)/Vpp(引脚号31):为内部程序存储器和外部程序存储器的选择端。
当为高电平时,访问内部程序存储器(PC值小于4K);当为低电平时,访问外部程序存储器。
对于87C51单片机,在EPROM编程期间,此端为21V编程电源输入端。
80C51单片机的引脚功能80C51单片机一般采用双列直插DIP封装,共40个引脚,图2-2a为引脚排列图。
图2-2b为逻辑符号图。
40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
图2-2 80C51引脚图1.电源(1)Vcc——芯片电源,接+5V;(2)Vss——接地端。
2.时钟XTAL1、XTAL2——晶体振荡电路反相输入端和输出端。
使用内部振荡电路时外接石英晶体。
3.控制线控制线共有4根,其中3根是复用线。
所谓复用线是指具有两种功能,正常使用时是一种功能,在某种条件下是另一种功能。
(1)ALE/PROG——地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。
①ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址。
80C51在并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O口)时,P0口用于分时传送低8位地址和数据信号,且均为二进制数。
那么如何区分是低8位地址还是8位数据信号呢?当ALE信号有效时,P0口传送的是低8位地址信号;ALE信号无效时,P0口传送的是8位数据信号。
在ALE信号的下降沿,锁定P0口传送的内容,即低8位地址信号。
需要指出的是,当CPU不执行访问外RAM指令(MOVX)时,ALE以时钟振荡频率1 / 6的固定频率输出,因此ALE信号也可作为外部芯片CLK时钟或其他需要。
但是,当CPU执行MOVX指令时,ALE将跳过一个ALE脉冲。
ALE端可驱动8个LSTTL门电路。
②PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。
(2)PSEN——外ROM读选通信号。
80C51读外ROM时,没个机器周期内PSEN两次有效输出。
PSEN可作为外ROM芯片输出允许OE的选通信号。
在读内ROM 或读外RAM时,PSEN无效。
PSEN可驱动8个LSTTL门电路。
(3) RST/Vpd——复位/备用电源。
①正常工作时,RST(Reset)端为复位信号输入端,只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平,80C51芯片即实现复位操作,复位后一切从头开始,CPU从0000H开始执行指令。
80C51单片机引脚图及引脚功能介绍80C51单片机引脚图及引脚功能介绍首先我们来介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示),引脚的具体功能将在下面详细介绍单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
⒈ 电源:⑴ VCC - 芯片电源,接+5V;⑵ VSS - 接地端;⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊ 控制线:控制线共有4根,⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST(Reset)功能:复位信号输入端。
② VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。
⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
① EA功能:内外ROM选择端。
② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM 编程期间,施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。
P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
拿到一块单片机,想要使用它,首先必须要知道怎样去连线,我们用的一块89C51的芯片为例,我们就看一下如何给它连线。
1、电源:这当然是必不可少的了。
单片机使用的是5V电源,其中正极接40管脚,负极(地)接20管脚。
2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。
只要买来晶体震荡器,电容,连上就能了,按图1接上即可。
3、复位管脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。
4、 EA管脚:EA管脚接到正电源端。
至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。