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基于单片机的篮球比赛计分器设计

第3章 器件介绍

3.1 AT89C51单片机 3.1.1 简介

AT89C51是一个CMOS 8位具有高性能、低电压的单片机，片内含随机存取数据存储器和Flash只读存储器。Flash只读存储器是可以反复擦写的。它是使用 ATMEL公司的非易失性和高密度存储的开发方式生产的，并且兼容MCS-51的指令，具有的微型计算机内部的强大功能，是一款性价比很高的单片机[3]。

AT89C51微处理器，使用工业生产标准的C51内核，在引脚排布及其内部功能上与8XC52的这一系列相同，它的功能包括初始化数据RAM、IC 内部存储器及外部接口部件等，与主板CPU通信，进行红外遥控信号的解码与接收。主要引脚脚有：VCC和VSS分别接正负端的5V电源，RST为复位端，外接电容和电阻构成复位电路，P0～P3是编程常用的输入输出口，XTAL1和XTAL2为晶体振荡器I/O端口，外接6MHZ或12MHz 晶体震荡频率[4]，引脚图如图3-1所示。

图3-1单片机引脚图

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外部引脚状态表如图3-1所示。

表3-1外部引脚状态图 模式 程序存储器 ALE /PROG P0 P1 P2 P3 空闲模式 内部 1 1 数据 数据 数据 浮空 空闲模式 外部 1 1 浮空 数据 数据 浮空 掉电模式 内部 0 0 数据 数据 数据 数据 掉电模式 外部 0 0 浮空 数据 数据 数据 3.1.2主要功能

AT89C51的主要功能如下所示： （1）8k的 Flash Rom可反复擦写； （2）具有MCS51系统指令的功能； （3）32个双向输入/输出口；

（4）具有3个可编程计时/定数器中断的功能； （5）时钟震荡频率为0-24MHz；

（6）8个中断源，其中2个为外部中断源； （7）2个串行的中断； （8）低功耗掉电和空闲模式；

（9）3个加密端口，2个读写中断口位；

（10）有TQFP、PDIP、PLCC、PQFP及封装形式，用来供用不同产品的需求；

（11）具有一个看门狗定时器； （12）含有26个特殊功能寄存器。

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3.1.3管脚说明

GND：接地。 VCC：电压端口。

P0口：它是一组8 位的双向I/O 口， 也可作数据/地址总线复用口。当作为输出口使用时，每位能吸收8 个TTL电路的电流方式驱动，当端口P0 写作“1”时，可作为输入高阻抗端使用。在访问程序存储器或数据存储器时，这组口用作数据总线和分时转换地址线复用。在程序校验时，P0端口输出指令，校验时，要在电路外接上上拉电阻。在Flash 编程时，接收指令。

P1口：P1 内部本身含有上拉电阻的8 位双向输入/输出口，因为内部含有上拉电阻，所以当某个端口被外部信号制成低电平时会输出一个电流。

同时P1.1 和P1.0 还可以分别用作计数/定时2 的外部计数输入，如表3-2所示。Flash 程序校验和编程期间，P1 端可以接收低8 位的地址。

表3-2 P1.0和P1.1第二功能表 引脚号 P1.0 P1.1 功能特性 时钟输出，T2 T2EX 计数/定时器2 P2口：P2口是一个内部含有上拉电阻的双向I/O口，当P2口被写“1”时，内部上拉电阻被拉高，并且用作输入。作为输入时，P2口的引脚将被外部拉低，输出电流。这是因为内部进行上拉的缘故。P2口当用作外部数据存储器或外部程序存储器的16位地址进行存取时，地址的高八位输出。在给出地址“1”时，它使用内部上拉，所以当对外部八位地址进行数据存储的读写时，P2口可以输出特殊功能寄存器里的内容。

P3口：引脚和P2口一样，可接收输出的4个TTL的门电流。当P3口写进“1”后，内部上拉为高电平，并用来作为输入端。作为输入时，因为外部的下拉为低电平，所以P3口将输出电流。P3口也可以作为AT89C51的一些特别的功能端口使用[5]，如表3-3所示。

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表3-3 P3口的特别功能表 口管脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 备选功能 （串行输入（I）口）RXD （串行输出(O)口）TXD （外部中断0）/INT0 （外部中断1）/INT1 （计时器0外部输入）T0 （计时器1外部输入）T1 （外部数据存储器写选端）/WR （外部数据存储器读选端）/RD 此外，P3口同时也可为校验编程和闪烁校验接收一些信号。 RST：复位端。当振荡器接复位器件时，要保持RST引脚两个时钟周期为高电平。

ALE/PROG：在FLASH编程时，此管脚用作输入的编程脉冲。在访问外部的存储器时，地址的锁存允许输出电平用作地址锁存的地位字节。通常，ALE端口是以不变的周期频率输出高电平脉冲信号，此频率是晶体振荡器频率的1/6，所以它可用于定时或外部输出的脉冲，但要注意的是：每当作为外部数据存储器使用时，将会跳过一个ALE的脉冲。要是想要禁止ALE的输出则可在SFR8EH地址上置低电平。此时，ALE就只有在执行MOVC，MOVX指令的时候，才会起到作用。

/PSEN：低电平有效，是外部程序存储器所用的选通信号。在外部程序存储器取指时，每个时钟周期两次/PSEN有效。但在访问片外存储器时，这两次有效的信号将不会出现[4]。

/EA/VPP：当/EA为“0”时，片内的存储器不起作用，只会读取外部存储器的内容。

XTAL1：反向放大器的内部震荡输入端及内部时钟电路工作的输入端。

XTAL2：反向振荡放大器的输出端。

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振荡器特性:

XTAL1和XTAL2为反向放大器的输入端和输出端。当它配置片内的振荡器。可采用石英晶体振荡或者是陶瓷振荡。如果采用外部的中断来工作时，XTAL2则应空闲。它对外部时钟信号脉冲宽度没有任何的要求，但是必须要保证脉冲的高低电平所要求的宽度[6]。具体使用方法如图3-2、图3-3所示。

图3-2 内部时钟方式电路 图3-3外部时钟方式电路

3.2 LCD1602显示器

LCD1602是工业型字符液晶，其中16是指16列，02是指两行。因此它可以在屏幕上显示两行，每行可显示16个字符。

1602液晶也可以叫1602字符型液晶，它是一种用来专门显示字母、符号、数字等的点阵型的液晶模块。它是由多个个5x11或5x7等点阵字符位组成的，其中每个点阵字符位都会显示一个字符，每位和每位之间有一段间隔，相当于一个点距，而且每行之间也都有间隔，它起到了行间距和字符间距的作用，所以它才不能很好地显示图形[7]。

3.2.1 DS1602的特性

（1）3.3V或5V的工作电压，对比度可调； （2）内部含复位电路；

（3）可以提供各种控制命令,如：清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示移位等多种功能；

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