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基于AT89C51单片机的秒表硬件设计与仿真
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更新于2024-06-27
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"单片机秒表设计.pdf" 这篇文档主要介绍了如何使用ATMEL公司的AT89C51单片机设计一个秒表的硬件电路。AT89C51是一款具有4K字节闪存的8位微处理器,兼容MCS-51指令集,适用于多种嵌入式控制系统,其特性包括全静态工作、内置振荡器和时钟电路等。设计中,4位共阴极LED数码管通过动态显示方式节省I/O资源,P2口低4位控制位选,P1口输出显示段码。非门增强P2口驱动能力,确保LED亮度适中。 设计主要部件包括AT89C51单片机,它有128×8位内部RAM,32个可编程I/O线,以及两个16位定时器/计数器,这些特性使其非常适合于秒表的计时功能。此外,它还有5个中断源和可编程串行通道,可用于处理秒表的启动、停止和重置等操作。P0、P1、P2和P3口各有不同的功能,例如P0口在编程时作为原码输入,P1口有内部上拉电阻,P2口输出高8位地址,而P3口则兼有I/O和特殊功能,如串行输入/输出、外部中断和定时器输入。 在秒表的设计中,P3口的某些管脚可能用于启动和停止计时,而定时器/计数器可以配置为定时器模式,用于精确的计时。RST引脚用于复位,ALE/PROG引脚在访问外部存储器时锁存地址并提供编程脉冲。 通过Proteus V7.1 SP2软件进行了电路的仿真设计,这是一款流行的电子设计自动化工具,能够模拟硬件电路行为。在实际应用中,秒表的实现还需要考虑电源管理,如低功耗模式,以延长电池寿命,以及用户界面交互,如按键控制。 整个设计的核心是利用AT89C51的计时和控制能力,结合外围电路实现数字时间的动态显示和控制。这种设计方案不仅展示了单片机的基本应用,还突显了其在嵌入式系统中的灵活性和实用性。
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单片机秒表设计
第 3 页 共 15 页
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器
能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输
入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接
收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻
拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出
电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址
外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,
它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输
出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址
信号和控制信号。
P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4
个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作
输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由
于上拉的缘故。
P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚 备选功能
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 /INT0(外部中断 0)
P3.3 /INT1(外部中断 1)
P3.4 T0(记时器 0 外部输入)
P3.5 T1(记时器 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)
P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的
高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存
地址的地位字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,
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