基于单片机的温度控制系统毕业设计(3)

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1）主电源引脚VCC和VSS

VCC（40脚）：主电源+5V，正常操作的对EPROM编程及验证时均接+5V电源。 VSS（20脚）：接地。

2）XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）：接外部晶振的两个引脚 3）RST/VPD、ALE/PROG、PSEN 控制信号引脚。

RST/VPD (9脚)：单片机复位/备用电源引脚。刚接上电源时，其内部寄存器处于随机状态，在引脚上输入持续两个机器周期的高电平见使单片机复位。VCC掉电期间，此引脚可接上备用电源，一旦芯片在使用中VCC电压突然下降或断电，能保护片内RAM中信息不丢失，使恢复电后能继续正常进行。

ALE/PROG（30脚）：当访问片外存储器时，ALE的输出用于锁存字节地址

信号。即使不访问片外存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现脉冲信号。其频率为振荡器频率1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时的目的。应注意的是：当访问片外数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲；ALE端可以驱动8个LSET负载。

对含有EPROM的单片机，片内EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PROG）。

PROG（29脚）：输出访问片外程序存储器的读选通信号。CPU在从片外程

序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次有效。每当访问片外存储器时，这两次有效的PROG￣信号将不会出现。该端同样可驱动8个LSTTL负载。

EA/VPP（31脚）：当EA￣输入端输入高电平时，CPU可访问片内程序存储器

4KB的地址范围。若PC值超出4KB地址时，将自动转向片外程序存储器。当EA￣输入低电平时，不论片内是否有程序存储器，则CPU只是访问片外程序存储器。

对含有EPROM的单片机，在对EPROM编程期间，此引脚用于施加+21V的编程4）输入/输出引脚

P0.0～P0.7对应39～32脚；P1.0～P1.7对应1～8脚；P2.0～P2.7对应21～电压VPP。

28脚；P3.0～P3.7对应10～17脚。

2.4 MCS—51的存储器结构

MCS—51存储器空间分布与一般的微机的存储器配置方法大不相同。一般微

机通常只有一个逻辑空间，可以随意安排ROM或RAM，访问存储器时同一地址对应唯一的存储单元，可以是ROM也可以是RAM，并用同类指令访问。而MCS—51

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单片机的存储器配置在物理结构上有四个存储空间，即片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。从用户使用的角度，即逻辑上，MCS—51有三个存储器地址空间，即片内统一地址的64K字节的编程存储地址空间、片内256B字节的数据存储器和64K字节的数据存储器地址空间。访问三个不同的逻辑空间，应采用不同形式的指令。

2.4.1 程序存储器

MCS—51的程序存储器（Program Memory）用于存放编好的应用程序和表格

常数。由于采用16位的地址总线，因而其可扩展的地址空间是64KB，这64KB的地址是连续统一的。

MSC—51的片外最多能扩展64字节。片内的ROM是同一编值的，如果EAfei端保持高电平，8051的程序计数器PC在0000H～0FFFH地址范围内是执行片内ROM中的程序；当PC在1000H～FFFFH地址范围时，自动执行片外程序存储器中的程序。当EAfei保持低电平时，只能寻址外部程序存储器，片外存储器可以从0000H开始编址。

对片内无ROM的单片机，如8031，80C31和80C32等，应用时应将EAfei引脚固定接低电平且使系统全部执行片外程序存储器中的程序。

2.4.2 数据存储器

数据存储器用于存放运算中间结果、数据暂存和缓冲、标志位、待调试的程

序。数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间：一个是片内256字节的RAM，另一个是片外最大可扩充64K字节的RAM。访问片内RAM使用MOVX指令。

片内数据存储器在物理上又可分为两个不同的区：00H～7FH单元组成低128字节的片内RAM区和80H～FFH单元组成的高128字节的专用寄存器（SFR）区。

1）低128字节的片内RAM区在低128字节RAM中，00H～1FH共32个单元通常作为工作寄存器区，共分为四组每组8个单元组成通用寄存器R0～R7。20H～2FH共16个字节，可用位寻址方式访问，共有128个位的位地址。30H～7FH共80个单元为用户RAM区，作堆栈或数据缓冲。

A 工作寄存器的地址表与工作区设置

工作寄存器的地址表，每组寄存器均可选作为CPU的当前工作寄存器，通过PSW程序状态字寄存器中RS1、RS0的设置来改变CPU当前使用的工作寄存器。这样的设置为程序中保护现场提供了方便。

B 位寻址区与位地址

低128字节中的20H～2FH共16个字节，可用为寻址方式访问这16个字节的每

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个位，共128个位的地址，每个位均匀对应地址，这128个位的地址范围为00H～7FH。这些位单元可以构成布尔处理器的存储器空间，这种位寻址能力是MCS—51的一个重要特点。

2）高128字节的专用寄存器（SFH）区高128字节的专用寄存器区的地址范围为80H～FFH。有23个专用寄存器。

2.5 8031系统扩展计划

通常情况下，采用MCS—51系列单片机的最小系统只能用于一些很简单应用

场合，在此情况下直接使用单片机内部存储器、数据存储器、定时功能、中断功能、I/O端口等，组成的应用系统的成本较低。但在许多应用场合构成一个工业测控系统时，考虑到传感器接口、伺服控制接口以及人机对话等需要，仅靠单片机内部资源是不能满足要求的。因此系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。

系统扩展是指当单片机内部的功能不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统的要求。MCS—51系列单片机有很强的外部扩展功能，大部分常规芯片都可以都可以作为单片机外围扩充电路芯片。扩展的内容主要有总线扩展、程序存储器和数据存储器以及I/O口的扩展等。

单片机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展法两种。并行扩展法是利用单片机的三种线（AB、DB、CB）进行的系统扩展：串行扩展法是利用SPI三线总线或I2C双总线的串行系统扩展。

但是，一般串行接口器件速度慢，在需要高速应用的场合，还是并行扩展法占主导地位。在本设计中，由于存储数据比较少，单片机内部的数据存储器能满足需要，故不需要扩展片外存储器。同时由于本设计中所用单片机是8031，其内部不含程序存储器故需要扩展片外程序存储器，而且，还由于运行速度的要求只能采用并行扩展法进行片外扩展，所以下面主要介绍并行扩展法。

2.5.1 单片机外总线结构

微型计数机大多数CPU外部都有单独的地址总线、数据总线和控制总线，而

MCS—51单片机由于受到芯片管脚的限制，数据线和地址线（低8位）是复用的，而且是I/O口兼用。为了将它们分离开来，以便同单片机之外的芯片正确地相连，常常在单片机外部加地址锁存器来构成与一般CPU相类似的三总线，如图2.3所示。

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图2.3 片机外总线结构

（1） 地址总线（AB）

地址总线由P0口提供低8位A0～A7，P2口提供高A8～A15。

由于P0口还要作地址总线口，只能分时工作。在ALE的下降沿将P0口输出

的地址数据锁存。锁存器的锁存控制信号由引脚ALE提供。在ALE的下降沿将P0口输出的地址数据锁存。

P2口具有输出锁存功能，故不需要外加锁存器。P0、P2口在系统扩展中用作地址 …… 此处隐藏：2716字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……