將AT89C52用作多功能外圍器件使用

摘要：介紹利用AT89C52單片機作為多功能可編程接口的方法。該接口具有1個鍵盤/顯示接口，2個16位定時/計數(shù)器和1個全雙工異步串行通信口。其模塊化的設(shè)計，可以給用戶使用帶來許多方便。
??? 關(guān)鍵詞：多功能接口 串行通信 軟件譯碼

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AT89C52（簡稱89C52）的廣泛使用，使單片機的價格大大下降。目前，89C52的市場零售價已經(jīng)低于8255、8279、8253、8250等專用接口芯片中的任何一種；而89C52的功能實際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以上芯片。因此，如把89C52作為接口芯片使用，在經(jīng)濟(jì)上是合算的。在本人設(shè)計的系統(tǒng)中，將89C52設(shè)計為多功能可編程接口，其相關(guān)程序固化在片內(nèi)的Flash ROM中。該芯片（以下簡稱多功能接口）具有如下功能：①有1個專用的鍵盤/顯示接口；②有1個全雙工異步串行通信接口；③有2個16位定時/計數(shù)器。這樣，1個89C52芯片，承擔(dān)了3個專用接口芯片的工作；不僅使成本大大下降，而且優(yōu)化了硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計，給用戶帶來許多方便。
1 硬件結(jié)構(gòu)
把89C52當(dāng)作接口使用，接口自身必須盡可能地少占用硬件資源，與主系統(tǒng)之間的連接線也應(yīng)盡可能少，這樣才能少占主機引腳，把更多的資源留給系統(tǒng)。本設(shè)計中，主機與多功能接口之間采用串行通信。主機與多功能接口之間有四根連接線：CE、CLK、DAT、INTR。CE用于作片選信號輸入端。此引腳為低電平時，主機能與多功能接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。CLK為時鐘輸入端，當(dāng)主機向多功能接口發(fā)送指令時，此引腳電平上升表示數(shù)據(jù)有效。DAT為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端。INTR為多功能接口輸出端。當(dāng)多功能接口內(nèi)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時，由INTR向主機發(fā)低電平，通知主機，數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備就緒，可以進(jìn)行讀操作。該信號可供主機查詢，也可用作發(fā)向主機的中斷請求信號。
89C52的P0、P1、P2口用作鍵盤/顯示接口。用程序掃描的方法進(jìn)行鍵盤輸入和顯示輸出。P0口作為字段口，P1口作為鍵盤的列輸入口，P2作為顯示器的字位口以及鍵盤的行掃描輸出口。由于顯示器字位口電流較大，P2口需進(jìn)行電流驅(qū)動。該多功能接口最多可連接8個LED顯示器和1個8×8鏈盤矩陣。其硬件原理如圖1所示。
P3.2、P3.3、P3.6、P3.7分別用作CE、CLK、DAT和INTR信號；而P3.0、P3.1用作異步串行通信數(shù)據(jù)線RXD和TXD；P3.4、P3.5分別是OUT0/T0和OUT1/T1信號線。該引腳在定時器工作于連續(xù)脈沖方式時，可輸出通斷比與頻率可編程的連續(xù)脈沖；工作在計數(shù)器方式時，該引腳作為外部計數(shù)脈沖輸入端輸入計數(shù)脈沖。
由于多功能接口接收指令的工作用軟件進(jìn)行，因此，圖中的t1、t2、t3、t4、t5時間較長，要求t1-t4時間在10μs～1000μs。指令有兩類：一類寫指令，一類是讀指令。寫指令中不管是操作碼還是操作數(shù)，其數(shù)據(jù)傳送方向均為從主機到多功能接口；而對讀指令來講，操作碼部分的數(shù)據(jù)方向是從主機到多功能接口，而操作數(shù)部分的數(shù)據(jù)方向是從多功能接口到主機。
t5是讀指令中操作碼與操作數(shù)之間需要的時間間隔，t5應(yīng)在30μs～1000μs的范圍。在讀操作時，CLK時鐘的上升沿來到時，多功能接口將數(shù)據(jù)送到DAT引腳上。
3 指令編碼
多功能接口共有13條指令。指令長度為1字節(jié)、2字節(jié)、3字節(jié)和4字節(jié)不等。
（1）復(fù)位指令
機器碼為00H。當(dāng)多功能接口收到復(fù)位指令后，所有字符消隱，所有定時器清零，定時中斷和串行中斷關(guān)閉。其狀態(tài)與系統(tǒng)上電復(fù)位的情況相似。
（2）顯示數(shù)據(jù)指令
該指令向多功能接口的顯示緩沖器中發(fā)送顯示數(shù)據(jù)。這是一個2字節(jié)指令，其指令編碼如下：
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