P89C51详解

Philips 8位元P89C51單晶片基本電路與一般傳統的8051電路大致相同，電路包括：電源電路、時脈電路(Clock)、重置電路(Reset)。由於P89C51具有串列式線上下載程式功能(ISP)，因此必須額外加入一組與PC電腦連接的串列通訊界面，才能執行程式下載功能。以下將電路分為基本電路，串列通訊電路，以及輸出入介面電路三部份做介紹。

P89C51基本電路

Philips公司出品的P89C51Rx2晶片有三種包裝型式，我們採用傳統40PIN DIP包裝IC，本電路使用的腳位如表4-1所示。基本電路結構如圖4-1，相關說明如下:

l 電源電路(電源/接地)︰在Ｖcc/Vss(40腳，20腳)，分別連接5V直流電源與接地。一般為了讓單晶片系統電源品質，建議使用MC7805CT，額外加入穩壓電路，將提供穩定5V的電源，如圖4-2所示。（註圖左端的圓形接點是使用一般變壓器電源的圓形插孔）

l 系統時脈的振盪電路(Clock)：在XTAL1/2 (18腳，19腳)，時脈反相放大器輸出/入端，連接兩個20PF的電容與石英振盪器。P8C51RX2的最大頻率可用到33MHz，通常使用12MHz。由於考量使用串列通訊時，希望獲得更精確的傳輸率(baud rate) ，因此我們使用11.0592MHz的石英振盪器。(請參照本章4-7節的說明)

l  重置電路(RESET)：在RESET (9腳)，使用10KΩ電阻與10uF電容組成一RC電路，電容並接一按鍵開關，提供系統重置時，RESET接腳提昇到高電位的觸發信號，並保持一足夠的延遲時間。

串列通訊電路

在P89C51Rx2單晶片電路中加入串列通訊界面，透過RS-232連接到PC電腦，除了可提供單晶片線上下載程式功能(ISP)之外，還可以利用此資料傳輸通道，使用PC對單晶片系統做遠端控制的功能。相關界面電路製作的說明如下:

l 串列傳輸界面(UART)：在RXD/TXD(10腳，11腳)，使用ICL232的EIA界面(或MAX232)，做為串列傳輸界面。這是因為遠距離串列傳輸容易受到雜訊干擾，加入ICL232的目的是將準位0V轉換為-8V~-15V，將準位5V轉換為8V~15V。

l 使用9PIN的RS-232標準接頭，將其中三支重要的接腳Pin2，Pin3，Pin5(接收、傳送與接地)，連接ICL232的T2(Out)、R2(In)接腳，方便P89C51與PC的RS-232串列埠連接。

l 串列傳輸指示燈：在RXD/TXD(10腳，11腳)，另外跨接一組LED指示燈。當程式下載或串列通訊傳輸時，可由指示燈顯示。

l 程式線上下載切換開關:在 (29腳)加入ISP_SW切換開關。當開關閉合時，

l 低電位狀態，可執行程式燒錄工作；當開關打開時，單晶片進入程式執行狀態。

輸出入界面電路

使用8PIN的腳座將P89C51的輸出入埠P0埠(32~39腳)、P1埠(1~8腳)、P2埠(21~28腳)，可依照使用者的需求，搭配不同的輸出入界面電路，彈性運用這些輸出入埠。例如，LED、SW、LCD、鍵盤、ADC轉換、感測電路、馬達驅動電路…等。此外，P3埠(10~17腳)除了RXD/TXD做串列傳輸之外，還有INT0/INT1、T0/T1，亦可做拉出腳座，提供外部中斷與計數使用。本章稍後會介紹幾種常用的輸出入介面的應用實例。

表4-1:P89C51基本電路的相關腳位

圖4-1:P89C51基本電路

圖4-2:P89C51的穩壓電路

【範例4-1】 P89C51基本電路測試:

測試P89C51電路是否正常，可以將P0埠連結一組LED BAR，並使用Keil uVision2 撰寫一個簡單的P0埠輸出程式，經組譯連結後的HEX檔，再使用Flash Magic將它下載測試電路上的P89C51，並觀察LED BAR是否正常顯示，以確認電路是否正確。操作步驟如下：

步驟1：依照圖4-3，製作單晶片89C51測試電路。P0埠加入測試電路。所需零件清單如表4-2。

圖4-3: 8個LED輸出做基本電路測試

表4-2: C51 P89C51基本電路的零件清單

步驟2：開啟Keil μVision2，建立一新專案ch4_1。加入ch4_1.c檔案，輸入下列程式：

//範例4-1:P89C51基本電路測試

   //檔名:ch4_1.C

   #include

    void main()

   {

        P0=0x52;         // P0埠=01010010B

   }

步驟3：執行ch4_1專案的編譯與連結。產生ch4_1.hex。

步驟4：將P89C51電路測試的串列通訊埠，經由RS-232傳輸線連接到PC電腦上。開啟測試電路電源，切換到程式下載狀態。

步驟5：開啟Flash Magic程式，設定晶片種類，選擇ch4_1.hex檔案，將測試程式下載到測試電路的P89C51晶片上。(Flash Magic程式的操作方式，請參照第2章2-6節的說明)

步驟6：將測試電路切換到執行狀態。觀察P0埠的8個LED燈號。顯示是否如下圖4-4。如果無法確顯示，重新檢查電路與程式下載動作是否，直到正確顯示為止。

圖4-4: P0埠的8個LED輸出測試結果