基于51单片机视力保护仪设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于51单片机视力保护仪设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

址空间及位操作方式。 （ 4） 指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 第三阶段（ 1982—1990）： 8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。 Intel 公司推出的 MCS96 系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器 、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。 第四阶段（ 1990—）：微控制器的全面发展阶段。 随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的 8 位 /16 位 /32 位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 单片机是在集成电路芯片上集成了各种元件的微型计算机，这些元件包括中央处理器CPU、数据存储器 RAM、程序存储器 ROM、定时 /计数器、中断系统、时钟部件的集成和I/O 接口电路。 由于单片机具有体积小、价格低、可靠性高、开发应用方便等特点，因此在现代电子技术和工业领域应用 较为广泛，在智能仪表中单片机是应用最多、最活跃的领域之一。 在控制领域中 ,现如今人们更注意计算机的底成本、小体积、运行的可靠性和控制的灵活性。 在各类仪器、仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，提高计算机的运算速度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。 单片机引脚介绍 单片机主要特点： （ 1）有优异的性能价格比。 （ 2） 集成度高、体积小、有很高的可靠性。 单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。 另 外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。 （ 3） 控制功能强。 为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、 I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。 单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。 （ 4） 低功耗、低电压，便于生产便携式产品。 （ 5） 外部总线增加了 I2C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。 毕业设计用纸 共 页 第 页 （ 6） 单片机的系统扩展和系统配置 较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 优异的性能价格比。 1）集成度高、体积小、有很高的可靠性。 单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。 另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作。 此外，程序多采取固化形式也可以提高可靠性。 2） 控制功能强。 为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、 I/O口的逻辑操作以及位处理功能。 单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。 3） 单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 VCC： STC89C52 电源正端输入，接 +5V。 GND：电源地端。 XTAL1: 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET： STC89C52 的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至 高电平并保持两个机器周期以上的时间， AT89S51 便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址 0000H 处开始读入程序代码而执行程序。 EA/Vpp： EA为英文 External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部 EPROM 中）来执行程序。 因此在 8031 及 8032 中， EA 引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。 如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。 此外 ，在将程序代码烧录至 8751 内部 EPROM 时，可以利用此引脚来输入 21V 的烧录高压（ Vpp）。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。 STC89C52 可以利用这支引脚来触发外部的 8 位锁存器（如 74LS373），将端口 0 的地址总线（ A0～ A7）锁进锁存器中，因为 STC89C52 是以多工的方式送出地址及数据。 平时在程序执行时 ALE 引脚的输出频率约是系统工作频率的 1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。 此外在烧录 8751 程序代码时，此引脚 会被当成程序规划的特殊功能来使用。 PSEN：此为 Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当 8051 被设成为读取外部程序代码工作模式时（ EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到 EPROM 的 OE 脚。 STC89C52 可以利用 PSEN 及 RD 引脚分别启用存在外部的 RAM 与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用 64K 的定址范围。 PORT0（ ～ ）：端口 0是一个 8 位宽的开路汲极（ Open Drain）双向输出入端口，共有 8 个位， 0， 表示位 1，依此类推。 其他三个 I/O 端口（ P P P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路， P0 在当做 I/O用时可以推动 8 个 LS 的 TTL负载。 PORT2（ ～ ）：端口 2是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，每一个引脚可以推动 4 个 LS 的 TTL 负载，若将端口 2 的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。 P2 除了当做一般 I/O 端口使用外，若是在 STC89C52 扩充外接程序存储器或数据存储 毕业设计用纸 共 页 第 页 器时，也提供地址总线的高字节 A8～ A15，这个时候 P2 便不能当做 I/O 来使用了。 PORT1（ ～ ）：端口 1也是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 LS TTL 负载，同样地若将端口 1 的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。 如果是使用 8052 或是 8032 的话， 又当做定时器 2 的外部脉冲输入脚，而 可以有T2EX 功能，可以做外部中断输入的触发脚位。 PORT3（ ～ ）：端口 3也具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数 据存储器内容的读取或写入控制等功能。 其引脚分配如下： ： RXD，串行通信输入。 ： TXD，串行通信输出。 ： INT0，外部中断 0 输入。 ： INT1，外部中断 1 输入。 ： T0，计时计数器 0 输入。 ： T1，计时计数器 1 输入。 ： WR：外部数据存储器的写入信号。 ： RD，外部数据存储器的读取信号。 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， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP） E A /V P31X119X218R E S E T9P 37 / R D17P 36 W R16P 32 / IN T 012P 33 / IN T 113P 34 / T014P 35 / T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E/ P30P 31 / TX D11P 30 / R X D10GND20V C C40U1S TC 8 9 C 5 2 图 31 单片机引脚图 毕业设计用纸 共 页 第 页 单片机最小系统 单片机芯片内还有一项主要内容就是并行 I/O 口。 STC89C51 共有 4 个 8 位的并行 I/O口，分别记作 P0、 P P P3。 每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。 实际上，它们已被归入专用寄存器之列，并且具有字节寻址和位寻址功能。 在访问片外扩展存储器时，低 8 位地址和数据由 P0 口分时传送，高 8 位地址由 P2 口传送。 在无片外扩展存储器的系统中，这 4 个口的每一位均可作为双向的 I/O 端口使用。 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。 STC89C51 单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。 在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的 XTAL1 和 XTAL2 引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。 图中电容 C1 和C2 的作用是稳定频率和快速起振，电容值在 530pF，典型值为 30pF。 晶振 CYS 的振荡频率范围在 间选择，典型值为 12MHz 和。 当在 STC89C51 单片机的 RST 引脚引入高电平并保持 2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作（若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态）。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。 最简单的上电自动复位电路中上电自动复位 是通过外部复位电路的电容充电来实现的。 只要 Vcc 的上升时间不超过 1ms,就可以实现自动上电复位。 时钟频率用 6MHZ 时 C 取 22uF,R 取 1KΩ。 除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。 本设计就是用的按键手动复位。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。 其中电平复位是通过 RST 端经过电阻与电源 Vcc 接通而实现的。 系统图如图32 所示 图 32 单片机最小系统原理图 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9P 3. 0 (R X D )10P 3. 1 (T X D )11P 3. 2 (IN T 0 )12P 3. 3 (IN T 1 )13P 3. 4 (T 0)14P 3. 5 (T 1)15P 3. 6 (W R )16P 3. 7 (R D )17X T A L 218X T A L 119GND20(A 8 )P 2 .021(A 9 )P 2 .122(A 1 0 )P 2 .223(A 1 1 )P 2 .324(A 1 2 )P 2 .425(A 1 3 )P 2 .526(A 1 4 )P 2 .627(A 1 5 )P 2 .728P S E N29A L E / P R O G30E A /V P P31(A D 7 )P 0 .732(A D 6 )P 0 .633(A D 5 )P 0 .534(A D 4 )P 0 .435(A D 3 )P 0 .336。