基于12864液晶显示单片机音乐播放器的设计

存档编号 赣南师范学院学士学位论文基于 12864 液晶显示的单片机音乐播放器教学学院 物理与电子信息学院 届 别 2012 届 专 业 电子科学与技术 学 号 080803030 姓 名 周谟龙 指导教师 袁寿财 完成日期 2012 年 5 月 目 录摘要: .1关键词： .1Abstract： .1Keywords:.21.绪论 31.1 前言 .31.2 设计任务与要求 .32. 12864 液晶概述 .42.1 名称含义 42.2 基本参数 42.3 电气特性 52.4 液晶模组接口 .62.5 基本用途： .62.6 应用举例 73. AT89S51 单片机概述 .83.1 AT89S51 单片机的结构 83.1.1 管脚说明 .113.1.2 主要特性 .143.1.3 振荡器特性 153.2 AT89S51 单片机的工作周期 163.3 AT89S51 单片机的工作过程和工作方式 173.4 STC12C5616AD .224.方案设计 224.1 系统概述 .224.2 总体设计 .244.3 系统硬件选择 244.4 硬件电路实现 254.5 软件的程序实现 .265.结论 335.1 主要结论 .33参考文献 .35致 谢 .36附录 A:主函数和部分函数程序清单 .37A.1 主函数代码 .37A.2 播放音乐部分函数代码 .39A.3 LCD 显示部分函数代码 .42A.4 音乐播放部分指令代码 .49A.5 部分头文件中包含的代码 51A.5.1 延时函数头文件 51A.5.2 音乐指令头文件代码 .51A.5.3 LCD12864 液晶头文件代码 .521摘要: 本次课程设计是基于 STC12C5616AD 系列的 51 单片机 LCD12864 液晶显示的音乐播放器。通过单片机音乐播放器系统设计和研究，对于切实掌握单片机相关知识具有重要的理论和实际意义。这次设计的音乐播放器是软件和硬件的结合，乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号，经过放大电路，由功放放出，就产生了美妙和谐的乐曲。根据各音阶频率算出定时器定时常数，根据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放歌曲的功能。系统包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括单片机控制电路，处理器采用 STC51 系列单片机 STC12C5616AD、 LCD12864 液晶显示模块、功放驱动放大电路、LED 控制电路等部分组成。软件部分分为以下几个模块：12864 驱动显示、按键控制、播放模式和音乐播放等子程序。整个系统在软件控制下工作的。关键词：STC12C5616AD 单片机；音乐播放器；LCD12864 液晶显示器Abstract：The design is liquid crystal display music player that based on the STC12C5616AD series 51 microcontroller LCD12864.The design and research of Microcontroller Music Player system has important theoretical and practical implications for effective control about microcontroller knowledge. The design of the music player is a combination of software and hardware.The inssence of different notes in music isdifferent frequencies of sound. Through the Microcontroller to generate the pulse signals of different frequencies,by the use of the amplifier circuit, released by the amplifier to produce a wonderful and harmony music. Calculated the 2timer tinming constant by the scale frequency,then given the sustained time of the scale according to beat,and eventually achieve the function of playing a song.The system includes both hardware and software.Hardwork,including microcontroller control circuit、the processor of STC51 series microcontroller STC12C5616AD、LCD12864 LCD modules、power amplifier driver amplifier circuit and LED control circuit，etc.Software,including 12 864 drivers、key control, playback mode and music player,etc. The entire system operation is under software control.Keywords: STC12C5616AD microcontroller; Music Player; LCD12864 liquid crystal displayer31.绪论 1.1 前言几千年来，各种乐器的发生无一不是依靠琴弦、簧片、哨片引起管柱震动而作为声源。随着现代电子技术的飞速发展，一种用新的声源来制造音响的新型乐器脱颖而出，这就是目前人么熟知的电子音乐播放器。目前市场上的音乐器形形色色，例如，大家熟悉的 MP3，随着电子技术的不断发展，音乐播放器的发展也会进一步发展。目前单片机的应用渗透到我们生活各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的痕迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的王若通讯与数据传输，工业自动化的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华汽车的安全保障系统，录影机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具，电子宠物等等，这些都离不开嵌入式，离不开单片机。本课题即使在这种背景下，对基于 12864 液晶显示的 51 系列单片机音乐播放器的设计与实现进行了软硬件的设计，实现了单片机音乐播放器的音乐演奏。1.2 设计任务与要求（1）该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为液晶显示、按键控制控制、音乐播放和 LED 显示模块子函数。（2）本系统设计由 12864 液晶模块驱动、音乐播放、单片机控制电路、LED 控制电路及相关的控制管理软件组成。4（3）系统可实现功能 ：系统可存储十几首乃至几十首自己喜欢的歌曲，由液晶显示其歌名、播放模式和菜单。通过按键控制，播放歌曲。具有播放、暂停、停止、上一首、下一首的功能。播放模式可通过按键选择常有的顺序播放、循环播放、单曲循环和随机播放。2. 12864 液晶概述2.1 名称含义 12864 是 128*64 点阵液晶模块的点阵数简称，业界约定俗成的简称 2.2 基本参数 液晶屏类型： STN FSTN 模块显示效果： 黄绿底黑字 蓝底白字 白底黑字 视角： 6 点钟 12 点钟 驱动方式:1/64 DUTY 1/9 BIAS 背光： LED 白色 LED 黄绿色 控制器： KS0108 或兼容 ST7920 T6963C 数据总线 ：8 位并口/6800 方式 串口 温度特性 ；工作温度：-20+70 储藏温度：-30+80 点阵格式 ：128 x 64 52.3 电气特性 表 2-1 电气特性项目 符号 最小 典型 最大 单位电源电压 VDD-VSS 4.75 5.0 5.25Ta=0-11.0 -11.5 -12.0Ta=25-10.5 -11.0 -11.5液晶驱动电压VDD-VADJTa=50-10.0 -10.5 -11.0VIH 0.8 VDD- VDD+0.3输入信号电压VIL 0 - 0.2 VDDVLCM 工作电流IDD - 3 8背光驱动电流ILED - 60 80液晶驱动电流IEE - 1.0 -mA2.4 液晶模组接口 表 2-2 液 晶 模 组 接 口6引脚序号名称 说 明1 CS1# U1 片选。2 CS2# U2 片选。3 VSS 电源地。4 VDD 电源输入(+5V)5 V0 液晶显示对比度调节。6 DI 数据输入。7 R/W 读写选择。R/W=1, 读状态。R/W=0, 写状态。8 E 读写使能。9-16 D0-D7 数据总线。17 RST 液晶模组复位。RST#=L，复位18 VEE 液晶驱动电源 19 VLED+ LED 电源正(5.0V)。20 VLED- LED 电源地。2.5 基本用途： 该 点 阵 的 屏 显 成 本 相 对 较 低 ， 适 用 于 各 类 仪 器 ， 小 型 设 备 的 显示 领 域 。 2.6 应用举例1、使用前的准备先 给 模 块 加 上 工 作 电 压 ， 再 按 照 下 图 的 连 接 方 法 调 节 LCD 的对 比 度 ， 使 其 显 示 出 黑 色 的 底 影 。 此 过 程 亦 可 以 初 步 检 测 LCD 有 无 缺 段 现 象 。 2、 字 符 显 示 7带 中 文 字 库 的 128X64-0402B 每 屏 可 显 示 4 行 8 列 共 32 个1616 点 阵 的 汉 字 ， 每 个 显 示 RAM 可 显 示 1 个 中 文 字 符 或 2 个168 点 阵 全 高 ASCII 码 字 符 ， 即 每 屏 最 多 可 实 现 32 个 中 文 字 符或 64 个 ASCII 码 字 符 的 显 示 。 带 中 文 字 库 的 128X64-0402B 内 部提 供 1282 字 节 的 字 符 显 示 RAM 缓 冲 区 （ DDRAM） 。 字 符 显 示是 通 过 将 字 符 显 示 编 码 写 入 该 字 符 显 示 RAM 实 现 的 。 根 据 写 入 内容 的 不 同 ， 可 分 别 在 液 晶 屏 上 显 示 CGROM（ 中 文 字 库 ） 、HCGROM（ ASCII 码 字 库 ） 及 CGRAM（ 自 定 义 字 形 ） 的 内 容 。三 种 不 同 字 符 /字 型 的 选 择 编 码 范 围 为 ： 0000 0006H（ 其 代 码 分别 是 0000、 0002、 0004、 0006 共 4 个 ） 显 示 自 定 义 字 型 ，02H 7FH 显 示 半 宽 ASCII 码 字 符 ， A1A0H F7FFH 显 示 8192种 GB2312 中 文 字 库 字 形 。 字 符 显 示 RAM 在 液 晶 模 块 中 的 地 址80H 9FH。 字 符 显 示 的 RAM 的 地 址 与 32 个 字 符 显 示 区 域 有 着 一一 对 应 的 关 系 ， 其 对 应 关 系 如 下 表 所 示 。 表 2-3 液 晶 模 组 接 口80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH2、图形显示先 设 垂 直 地 址 再 设 水 平 地 址 (连 续 写 入 两 个 字 节 的 资 料 来 完 成垂 直 与 水 平 的 坐 标 地 址 ) 垂 直 地 址 范 围 AC5.AC0 ， 水 平 地 址 范 围 AC3AC0 。 绘 图RAM 的 地 址 计 数 器 （ AC） 只 会 对 水 平 地 址 (X 轴 )自 动 加 一 ,当 水平 地 址 =0FH 时 会 重 新 设 为 00H 但 并 不 会 对 垂 直 地 址 做 进 位 自 动加 一 ， 故 当 连 续 写 入 多 笔 资 料 时 ， 程 序 需 自 行 判 断 垂 直 地 址 是 否 需重 新 设 定 。 3、应用说明 用 带 中 文 字 库 的 128X64 显 示 模 块 时 应 注 意 以 下 几 点 ： 欲 在 某 一 个 位 置 显 示 中 文 字 符 时 ， 应 先 设 定 显 示 字 符 位 置 ，8即 先 设 定 显 示 地 址 ， 再 写 入 中 文 字 符 编 码 。 显 示 ASCII 字 符 过 程 与 显 示 中 文 字 符 过 程 相 同 。 不 过 在 显示 连 续 字 符 时 ， 只 须 设 定 一 次 显 示 地 址 ， 由 模 块 自 动 对 地 址 加 1指 向 下 一 个 字 符 位 置 ， 否 则 ， 显 示 的 字 符 中 将 会 有 一 个 空 ASCII字 符 位 置 。 当 字 符 编 码 为 2 字 节 时 ， 应 先 写 入 高 位 字 节 ， 再 写 入 低 位字 节 。 模 块 在 接 收 指 令 前 ， 向 处 理 器 必 须 先 确 认 模 块 内 部 处 于 非忙 状 态 ， 即 读 取 BF 标 志 时 BF 需 为 “0”， 方 可 接 受 新 的 指 令 。 如 果在 送 出 一 个 指 令 前 不 检 查 BF 标 志 ， 则 在 前 一 个 指 令 和 这 个 指 令 中间 必 须 延 迟 一 段 较 长 的 时 间 ， 即 等 待 前 一 个 指 令 确 定 执 行 完 成 。 指令 执 行 的 时 间 请 参 考 指 令 表 中 的 指 令 执 行 时 间 说 明 。 “RE”为 基本 指 令 集 与 扩 充 指 令 集 的 选 择 控 制 位 。 当 变 更 “RE”后 ， 以 后 的 指令 集 将 维 持 在 最 后 的 状 态 ， 除 非 再 次 变 更 “RE”位 ， 否 则 使 用 相 同指 令 集 时 ， 无 需 每 次 均 重 设 “RE”位 。3. AT89S51 单片机概述3.1 AT89S51 单片机的结构AT89S51 单片机是美国 Atmel 公司生产低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器 (RAM)，器件采用Atmel 公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（ CPU）和 Flash 存储单元，功能强大。AT89S51 单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。9图 3-1 为 AT89S51 单片机的基本组成功能方块图。有图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程 I/O 口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。图 3-1 AT89S51 功 能 方 块 图1. 中央处理器（ CPU）中央处理器是单片机最核心的部分，是单片机的大脑和心脏，主要完成运算和控制功能。AT89S51 的 CPU 是一个字长为 8 位的中央处理单元，即它对数据的处理是按字节为单位进行的。2. 内部数据存储器（内部 RAM） AT89S51 中共有 256 个 RAM 单元，但其中能作为寄存器供用户使用的仅有前面 128 个，后 128 个被专用寄存器占用。3. 内部程序存储器（内部 ROM）AT89S51 共有 4 KB 掩膜 ROM，用于存放程序、原始数据等。4. 定时器/计数器AT89S51 共有 2 个 16 位的定时器/计数器，可以实现定时和计10数功能。5. 并行 I/O 口AT89S51 共有 4 个 8 位的 I/O 口（P0 、P1、P2、P3 口） ，可以实现数据的并行输入、输出。6. 串行口AT89S51 有 1 个全双工的可编程串行口，以实现单片机和其他设备之间的串行数据传送。7. 时钟电路AT89S51 单片机内部有时钟电路，但晶振和微调电容需要外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。8. 终端系统AT89S51 的中断系统功能较强，可以满足一般控制应用的需要。它共有 5 个中断源：2 个外部中断源/INTO 和/INT1 ；3 个内部中断源，即 2 个定时 /计数中断， 1 个串行口中断。由上所述，AT89S51 虽然是一块芯片，但它包括了构成计算机的基本部件，因此可以说它是一台简单的计算机。AT89S51 较详细的内部结构如 图 3-2 所示。11图 3-2 AT89S51 内 部 结 构 框 图3.1.1 管脚说明ATMEL 公司的 AT89S51 是一种高效微控制器。采用 40 引脚双列直插封装（DIP）形式，如图 3-3 所示。AT89S51 单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。图 3-3 DIP 封 装 引 脚 图12图 3-4 SMT 的 封 装 图VCC：供电电压。GND：接地。P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/ 地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1” 时，其管脚被内13部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89S51 的一些特殊功能口，如下表所示：P3 口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。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，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。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14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端。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（0000H-FFFFH） ，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 ） 。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.1.2 主要特性与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8 位内部 RAM1532 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 3.1.3 振荡器特性（1）XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器，如图 3-5 所示。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。图 3-5 晶 体 振 荡 器 电 路 图 及 出 腿 连 接 示 意 图（2） 芯片擦除 整个 EPROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号16组合，并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦除操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。3.2 AT89S51 单片机的工作周期单片机有了硬件和软件就可以在控制器发出的控制信号作用下有条不紊地工作，控制信号必须定时发出，为了定时计算机内部必须有一个准确的定时脉冲。这种定时脉冲是由晶体振荡器产生的，并组成下面几种工作周期，如图 3-6 所示。图 3-6 振 荡 周 期 、 状 态 周 期 、 机 器 周 期 和 指 令 周 期振荡周期：是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。 即由单片机的晶体振荡器产生的时钟脉冲的周期。状态周期：每个状态周期为振荡周期的 2 倍, 是振荡周期经二分17频后得到的。在一个状态周期中有两个时钟脉冲，通常称它为P1、 P2。机器周期：一个机器周期包含 6 个状态周期 S1S6, 也就是 12 个振荡周期。在一个机器周期内, CPU 可以完成一个独立的操作。 指令周期：它是指 CPU 完成一条操作所需的全部时间。控制部件是单片机的神经中枢，以主振频率为基准（主振周期即为振荡周期） ，控制器控制 CPU 的时序，对指令进行译码，然后发出各种控制信号，它将各个硬件环节组织在一起。一般情况下，算术逻辑操作发生在时相 P1 期间，而内部寄存器之间的传送发生在时相 P2 期间，这些内部时钟信号无法从外部观察，故用 XTAL2 引脚振荡信号作参考。3.3 AT89S51 单片机的工作过程和工作方式单片机工作过程遵循现代计算机的工作原理（冯诺依曼原理） ，即程序存储和程序控制。存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据, 通过一定的方式输入并存储在计算机的存储器中。程序控制是指计算机能自动地逐一取出程序中的指令，加以分析并执行规定的操作。 单片机的工作方式有：复位、程序执行、掉电保护和低功耗、编程、校验与加密等方式。1复位方式通过某种方式, 使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。复位方式是单片机的初始化操作。单片机除了正常的初始化18外，当程序运行出错或由于操作错误而使系统处于死循环时，也需要按复位键重启机器。MCS51 单片机复位后, 程序计数器 PC 和特殊功能寄存器复位的状态如图 3-7 所示。 复位不影响片内 RAM 存放的内容, 而 ALE、 PSEN在复位期间将输出高电平。由图 3-7 可以看出，复位后：(1)（PC）=0000H 表示复位后程序的入口地址为 0000H，即单片机复位后从 0000H 单元开始执行程序；(2)（PSW）=00H ， 其中 RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，表示复位后单片机选择工作寄存器 0 组；(3)（SP）=07H 表示复位后堆栈在片内 RAM 的 08H 单元处建立；(4) P0 口 P3 口锁存器为全 1 状态，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口，无须向端口写 1。定时器/计数器、串行口、中断系统等特殊功能寄存器复位后的状态对各功能部件工作状态的影响。 能部件工作状态的影响。 图 3-7 PC 与 SFR 复 位 状 态 表单片机在时钟电路工作以后, 在 RST/VPD 端持续给出 2 个机器19周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为 12MHz时，则复位信号持续时间应不小于 2us。复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位以及“看门狗”复位三种类型。前两种见 图 3-8 所示。 “看门狗”电路则是一种集成有单片机的电源监测、按键复位以及对程序运行进行监控，防止程序“跑飞”而出现死机而设计的电路。图 3-8 （ a） 上 电 复 位 电 路 ; （ b） 上 电 /外 部 复 位 电 路2程序执行方式程序执行方式是单片机的基本工作方式。由于复位后PC=0000H，因此程序执行总是从地址 0000H 开始，为此就得在0000H 处开始的存储单元安放一条无条件转移指令，以便跳转到实际程序的入口去执行。3待机方式待机方式也称空闲方式，是一种节电工作方式。在待机工作方式中，振荡器保持工作，时钟脉冲继续输出到中断、串行口、定时器等功能部件，使它们继续工作，但时钟脉冲不再送到 CPU，因而 CPU停止工作。4掉电方式掉电方式，也被称为停机方式。在掉电方式中，振荡器工作停止，20单片机内部所有功能部件停止工作。它同样是一种为降低功耗而设计的节电工作方式。待机方式和掉电方式都是为了进一步降低功耗而设计的节电工作方式，它们特别适合于电源功耗要求很低的应用场合。这类系统往往是直流供电或停电时依靠备用电源供电，以维持系统的持续工作。CHMOS 型单片机的节电方式是由特殊功能寄存器 PCON 控制，其具体使用可参考相关书籍和手册。空闲和掉电模式外部引脚状态 如下图 3-9 所示：图 3-9 空 闲 和 掉 电 模 式 外 部 引 脚 状 态 5. 编程和校验方式对于内部集成有 EPROM 可以进入编程或校验方式。（1）内部 EPROM 编程编程时，时钟频率应定在 3-6MHz 的范围内，其余各有关引脚的接法和用法如下：P1 口和 P2 口的 P2.0P2.3 为 EPROM 的 4k 地址输入，P1为 8 位地址；P2.4P2.6 以及 PSEN 应为低电平；P0 口为编程数据输入；P2.7 和 RST 应为高电平；RST 的高电平可为 2.5V，其余的都以 TTL 的高低电平为准；21EA/VPP 端加 +21V 的编程脉冲，此电压要求稳定，不能大于21.5V，否则会损坏 EPROM在出现正脉冲期间，ALE/PROG 端加上 50ms 的负脉，完成一次写入。（2）EPROM 程序校验在程序的保险位未设置前，无论在写入的当时或写入以后，均可将片上程序存贮器的内容读出进行检验，在读出时，除 P2.7 脚保持为 TTL 低电平之外，其他引脚与写入 EPROM 的连接方式相同。要读出的程序存贮器单元地址由 P1 口和 P2 口的 P2.0P2.3 送入，P2 口的其他引脚及 PSEN保持低电平，ALE、EA 和 RST 接高电平，检验的单元内容由 P0 口送出。在检验操作时，需在 P0 的各位外部加上电阻 10k。（3）程序存贮器的保险位AT89S51 内部有一个保险位，亦称保密位，一旦将该位写入便建立了保险，就可禁止任何外部方法对片内程序存贮器进行读写。将保险位写入以建立保险位的过程与正常写入的过程相似，仅只 P2.6 脚要加 TTL 高电平而不是像正常写入时加低电平，而 P0、P1 和 P2 的P2.0P2.3 的状态随意，加上编程脉冲后就可使保险位写入。保险位一旦写入，内部程序存贮器便不能再被写入和读出校验，而且也不能执行外部存贮器的程序。只有将 EPROM 全部擦除时，保险位才能被一起擦除，也才可以再次写入。通过以上对单片机硬件系统的简单介绍，应该已经掌握了单片机的内部结构及工作的原理和过程，但是单片机要实现它的强大控制功能特性，只有硬件是不能工作的，还必须依靠它的指令才能发挥单片22机的强大作用。下面介绍单片机的指令系统。3.4 STC12C5616AD 此单片机不仅具有 AT89S51 单片机的所有功能，而且还具有 1个时钟/机器周期,飞思卡尔芯片解密，增强型 8051 内核，速度比普通8051 快 812 倍，本系统使用其做设计，不仅因为它只有 28 脚所占空间较小，而且其内部 FLASH 为 16K，非常适合设计所需。以下为STC12C5616AD 引脚图。