【正文】 TASKING 公司目前正在為解決這個(gè)問題提供了途徑。該公司已把 emWare 的EMIT 軟件包和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。嵌入互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 ETI（embed the Inter Consortium）正在緊密合作，共同開發(fā)嵌入式 Inter 的解決方案 。 本研究課題的發(fā)展趨勢自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過了近 20 年的發(fā)展路程。縱觀 20 年來單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā) 展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢。單片機(jī)的應(yīng)用在后 PC 時(shí)代得到了前所未有的發(fā)展，但對處理器的綜合性能要求也越來越高。綜觀單片機(jī)的發(fā)展，以應(yīng)用需求為目標(biāo)，市場越來越細(xì)化，充分突出以“單片”解決問題，而不像多年前以 MCS51/96 等處理器為中心，外擴(kuò)各種接口構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，主要集中在中、低端應(yīng)用領(lǐng)域（嵌入式高端應(yīng)用主要由 DSP、ARM、MIPS 等高性能處理器構(gòu)成） ，在這些應(yīng)用中，目前也出現(xiàn)了一些新的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）以電池供電的應(yīng)用越來越多，而且由于產(chǎn)品體積的限制，很多是用鈕扣電池供電，要求系統(tǒng)功耗盡可能低，如手持式儀表、水表、玩具等。（2）隨著應(yīng)用的復(fù)雜，對處理器的功能和性能要求不斷提高。既要外設(shè)豐富、功能靈活，又要有一定的運(yùn)算能力，能做一些實(shí)時(shí)算法，而不僅僅做一些簡單的控制。（3）產(chǎn)品更新速度快，開發(fā)時(shí)間短，希望開發(fā)工具簡單、廉價(jià)、功能完善。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應(yīng)多種 MCU，以免重復(fù)投資，增加開發(fā)費(fèi)用。（4）產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可靠性高，既能加密保護(hù)，又能方便升級。 設(shè)計(jì)研究的要求及主要內(nèi)容應(yīng)解決的問題要求：.：000~999..應(yīng)解決問題：基于單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)器研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測電路、MCS51 單片機(jī)用何種方式對外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LED 顯示驅(qū)動(dòng)模塊的選擇、MCS51 單片機(jī)的擴(kuò)展。在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要需要解決的問題便是如何提高M(jìn)CS51 單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。第二章 整體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案選擇方案一：采用多種數(shù)字邏輯電路來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，這樣設(shè)計(jì)的電路整體比較復(fù)雜，而且不宜完成發(fā)揮部分的功能要求。所以方案一不采用。方案二：可以采用 FPGA 來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，并且設(shè)計(jì)方便，但由于對 FPGA 的技術(shù)原理掌握不夠熟練，所以放棄方案二。方案三：系統(tǒng)采用 8051 為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原理圖中的邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)的設(shè)計(jì)要求單片機(jī)計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器 TMOD 中的 GATE 位=1 時(shí)，可以很方便的進(jìn)行 INT0 引腳的外部輸入信號的時(shí)間間隔測量。且單片機(jī)的控制電路很容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，比如語音模塊、測溫 I2C 模塊、時(shí)鐘模塊、A/D 模塊等。故采用方案三。 設(shè)計(jì)原理利用 AT89S51 單片機(jī)來制作一個(gè)手動(dòng)計(jì)數(shù)器，在 AT89S51 單片機(jī)的 管腳接一個(gè)輕觸開關(guān)，作為手動(dòng)計(jì)數(shù)的按鈕，用單片機(jī)的 － 接一個(gè)共陰數(shù)碼管，作為 00－999 計(jì)數(shù)的個(gè)位數(shù)顯示，用單片機(jī)的 － 接一個(gè)共陰數(shù)碼管，作為 00－999 計(jì)數(shù)的十位數(shù)顯示；硬件電路圖如圖 21 所示：圖 21 硬件電路圖系統(tǒng)板上硬件連線1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 －“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè) a－h(huán) 端口上；要求：著 a，……。2）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 －“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)數(shù)碼管的 a－h(huán) 端口上； 3）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的 “獨(dú)立式鍵盤”區(qū)域中的 SP1 端口上； 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1 組成，下面介紹一下每一個(gè)組成部分。Vcc　40　電源端GND　20　接地端工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 ,引腳功能一樣。圖 32 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖XTAL1　19XTAL2　18XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μF。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作?！ST　9在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用 6MHz 時(shí)，C 取22μF，Rs 約為 200Ω，Rk 約為 1K。復(fù)位操作不會(huì)對內(nèi)部 RAM 有所影響。常用的復(fù)位電路如下圖所示：圖 33 常用復(fù)位電路圖(1) P0 端口[] P0 是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置1（對端口寫 1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL。對內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié)。校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低 8 位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。(2) P1 端口[－] P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低 8 位地址信息。(3) P2 端口[－] P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高 8 位地址。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。(4) P3 端口[－]P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 原理圖圖 34 電路總圖 重要元器件介紹 單片機(jī)介紹1. MCS51 系列單片機(jī)簡介8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)：8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖 35 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖程序存儲(chǔ)器(ROM)：8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口：8051 共有 4