单片机课设--红外遥控及点阵显示应用.doc
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目录
1.主要元器件介绍 1
1.1AT89C51单片机 1
1.216*16点阵LED 6
1.3红外控制相关介绍 7
2设计原理或方法 8
2.1设计总体思路 8
2.2与题目相关的具体设计 9
3.系统硬件线路设计图 9
4.程序框图 10
5.资源分配 11
6.源程序 11
7性能分析 18
8.总结和心得 19
9.参考文献 20
本科生基础强化训练成绩评定表 21
1.主要元器件介绍
1.1AT89C51单片机
1.1.1AT89C51单片机的硬件结构
AT89C52单片机的内部结构与MCS-51系列单片机的构成基本相同。
CPU是由运算器和控制器所构成的。
运算器主要用来对操作数进行算术、逻辑运算和位操作的。
控制器是单片机的指挥控制部件,主要任务的识别指令,并根据指令的性质控制单片机各功能部件,从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。
它的程序存储器为8K字节可重擦写Flash闪速存储器,闪烁存储器允许在线+5V电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。
数据存储器比51系列的单片机相比大了许多为256字节RAM。
AT89C52单片机的指令系统和引脚功能与MCS-51的完全兼容。
FLASH
CPU
串行通讯口
RAM
输入输出接口
计数器
定时器
时钟
图18单片机89C52结构框图
1.1.2AT89C52管脚说明
VCC:
电源
GND:
接地
P0口:
P0口是一个8位漏级开路的双向I/O口。
作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0口端口写“1”时,引脚作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时,P0口也用来接受指令字节:
在程序效验时,输出指令字节。
程序效验时,需要外部上拉电阻。
P1口:
P1口是一个具有内部上拉电阻的
8位是双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(
吸收或输出电流)4个TTL逻辑电平。
对P1
口写“1”时,内部上拉电阻的原因,将输出
电流ILL。
此外,与AT89C51不同之处是,P1.0和
P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数
输入(P1.0/T2)和输出(P1.1/T2EX),具体图2AT89C52外部引脚
如下表所示
表1P1.0和P1.1的第二功能
引脚号
功能特性
P1.0
T2(定时/计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出
P1.1
T2EX定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制
在Flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。
P2口:
P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑电平。
对P2口写“1”时,通过内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流ILL。
在访问外部好曾许存储器或用16位地址读取外部数据存储器时,P2口送出高8位地址。
在这种应用中,P2口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。
在Flash编程和校验时,P2口接收低8位地址字节和一些控制信号。
P3口:
P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑电平。
对P3口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入端口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流ILL。
P3口除了作为一般、的I/O口线外,更重要的是它的第二功能,如下表所示。
表2P3口引脚第二功能
引脚号
第二功能
P3.0
RXD(串行输入)
P3.1
TXD(串行输出)
P3.2
INT0(外部中断0)
P3.3
INT1(外部中断1)
P3.4
T0(定时器0外部输入)
P3.5
T1(定时器1外部输入)
P3.6
WR(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD(外部数据存储器读选通)
在Flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
晶振工作时,RST脚持续2个机器周期以高电平将使用单片机复位。
ALE/:
地址锁存器控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8位地址的输出脉冲。
在Flash编程时,此引脚()也使用作编程输入脉冲。
在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。
如果需要,通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”,ALE操作无效。
这一位置“1”,ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。
否则,ALE将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
:
外部程序储存器选通信号()是外部程序存储器选通信号。
当AT89C52从外部程序存储器执行外部代码时,在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据储存器时,将不被激活。
:
访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H—FFFFH的外部程序存储器读取指令,端必须保持低电平(接地)。
为了执行内部程序指令,应该接VCC。
在flash编程期间,也接受12伏VPP电压。
XTAL1:
振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:
振荡器反相放大器的输出端。
1.1.3存储器结构
MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。
外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。
1.程序存储器
如果EA引脚接地,程序读取只从外部存储器开始。
对于89C52,如果EA接VCC,程序先从内部存储器(地址为0000H~1FFFFH)开始,接着从外部寻址,寻址范围为:
2000H~FFFFH。
2.数据存储器
AT89C52有256字节RAM。
高128字节与特殊功能寄存器重叠。
也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分开的。
当一条指令访问高于7FH的地址时,寻址方式决定CPU访问高字节RAM还是特殊功能寄存器空间。
直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR)。
1.1.4定时器
1.定时器0和定时器1
在AT89C52中,定时器0和定时器1都是16位加法计数结构,分别由TH0(地址8CH)和TL0(地址8AH)及TH1(地址8DH)和TL1(地址8BH)两个8位计数器组成。
这4个计数器均属于专用寄存器之列。
每个定时器/计数器都有定时和计数两种功能。
2.计数功能
所谓的计数功能是指对外部事件进行计数。
外部事件的发生以输入脉冲表示,因此计数功能的实质就是对外脉冲进行计数。
MCS-51系列的芯片有T0(P3.4)和T1(P3.5)两个信号引脚,分别就是这两个计数器的计数输入端。
外部输入的脉冲在负跳变时有效,进行计数器加1。
计数方式下,单片机在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。
如果前一个机器周期采样为高电平,后一个机器周期采样为低电平,即为一个有效计数脉冲。
在下一个机器周期的S3P1进行计数。
可见采样计数脉冲是在2个机器周期进行的。
鉴于此,计数脉冲的频率不能高于振荡脉冲的频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。
3.定时功能
定时器也是通过计数器的计数来实现的,不过此时的计数脉冲来自单片机的内部,即每个机器周期产生一个计数脉冲。
也就是每个机器周期计数加1。
由于一个机器周期等于12个振荡脉冲周期,因此计数频率为振荡频率的1/12。
如果单片机采用12MHz晶体,则计数频率为1MHz。
即每微秒计数器加1。
这样不但可以根据计数值计算出定时时间,也可以反过来按定时时间的要求计算出计数器的预置值。
4.定时器2
定时器2是一个16位定时器/计数器,它既可以作定时器,又可以做事件计数器。
其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择(如表2所示)。
定时器2有三种工作模式:
捕捉方式、自动重载(向上或向下计数)和波特率发生器。
如表3.3所示,工作模式由T2CON中的相关为选择。
定时器2有2个8位寄存器:
TH2和TL2。
在定时工作方式中,每个机器周期,TL2寄存器都会加1。
由于一个机器周期由12个晶振周期构成,因此,计数频率就是晶振频率的1/12。
表3.3定时器2工作模式
RCLK+TCLK
CP/RL2
TR2
MODE
0
0
1
16位自动重载
0
1
1
16位捕捉
1
×
1
波特率发生器
×
×
0
不用
在计数工作方式下,寄存器在相关外部输入角T2发生1至0的下降沿时增加1。
在这种方式下,每个机器周期的S5P2期间采样外部输入。
一个周期采样到高电平,而下一个周期采样到低电平,计数器加1。
在检测到跳变的这个周期的S3P1期间,新的计数值出现在寄存器中。
因为识别1—0的跳变需要2个机器周期(24个晶振周期),所以,最大的计数频率不高于晶振频率的1/24。
为了确保给定的电平在采样前采样到一次,电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变。
表4T2MOD-定时器2控制寄存器
T2MOD地址:
0C9H复位值:
×××××00B
-
-
-
-
-
-
T2OE
DCEN
7
6
5
4
3
2
1
0
符号
功能
—
无定义,预留扩展
T2OE
定时器2输出允许位
DCEN
置1后,定时器2可配置向上或向下计数
1.1.5中断
AT89C52有6个中断源:
两个外部中断(INT0和INT1),三个定时中断定时器0、1、2和一个串行中断。
每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器IE中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。
IE还包括一个中断总控制位EA,它能禁止所有中断。
如表3.5所示,IE.6位是不可用的。
对于AT89S52,IE.5位也是不能用的。
用户软件不应给这些位写1。
它们为AT89系列新产品预留。
定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。
程序进入中断服务后,这些标志位都可以由硬件清0。
实际上,中断服务程序必须判定是否是TF2或EXF2激活中断。
标志位也必须由软件清0。
定时器0和定时器1标志位TF0和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。
它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。
然而,定时器2的标志位TF2在计数溢出的那个周期被置位,在同一个周期被电路捕捉下来。
表3中断允许控制位
符号
位地址
功能
EA
IE.7
中断允许控制位,EA=0,中断总禁止;EA=1,各中断由各自的控制位设定
-
IE.6
预留
ET2
IE.5
定时器2中断允许控制位
ES
IE.4
串行口中断允许控制位
ET1
IE.3
定时器1中断允许控制位
EX1
IE.2
外部中断1允许控制位
ET0
IE.1
定时器0中断允许控制位
EX0
IE.0
外部中断0允许控制位
1.216*16点阵LED
8×8单色点阵共需要64个发光二极管组成,且每个二极管是放置在
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- 单片机 红外 遥控 点阵 显示 应用