【正文】 ................... 18 第五節(jié) 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器 ......................................................................................................... 18 一、 定時(shí)器概述 ................................................................................................................ 18 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 二、定時(shí)器控制字 .............................................................................................................. 18 第六節(jié) 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 20 第三章 倒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 .................................................................................................. 21 第一節(jié) 硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 21 一、 中央處理器模塊 ........................................................................................................ 21 二、 鎖存器 ........................................................................................................................ 23 三、 矩陣鍵盤 .................................................................................................................... 25 四、 LED 數(shù)碼顯示模塊 ................................................................................................... 26 第二節(jié) 軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 28 一、 程序準(zhǔn)備 .................................................................................................................... 29 二、 鍵盤掃描程序設(shè)計(jì) .................................................................................................... 30 三、 倒計(jì)時(shí)初值設(shè)置 ........................................................................................................ 31 四、 倒計(jì)時(shí)模塊子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................ 32 五、 其他子程序設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 33 第三節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試 ....................................................................................................................... 34 一、 系統(tǒng)調(diào)試工具 Keil uVision3.................................................................................... 34 二、 調(diào)試的主要方法 ........................................................................................................ 34 結(jié) 論 ............................................................................................................................................. 38 致 謝 ............................................................................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 40 附 錄 ............................................................................................................................................. 41 一、英文原文 ............................................................................................................................. 41 二、英文翻譯 ............................................................................................................................. 51 三、源程序 ................................................................................................................................. 61 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 51系列單片機(jī)屬于總線型單片機(jī)，具有硬件架構(gòu)完整、功能強(qiáng)大、技術(shù)成熟、通用性強(qiáng)、可外部擴(kuò)展、配套芯片齊全、集成開發(fā)環(huán)境好、實(shí)用子程序豐富以及價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是實(shí)際工程應(yīng)用，還是學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及其應(yīng)用技術(shù)， 51系列單片機(jī)都是理想的選擇。 在社會(huì)生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)和單片機(jī)扯上關(guān)系。無(wú)論是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，還是從空中、地面到地下，凡是能想到的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求，并且達(dá)到許多與人方便的操作。 盡管 現(xiàn)在單片機(jī)在社會(huì)上的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以 用單片機(jī)控制而尚未實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目。因此，單片機(jī)的應(yīng)用依然大有想象和拓展空間。本 次設(shè)計(jì)采用的是總線型結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，總線型結(jié)構(gòu)的單片機(jī)可以減少不 同 之間信息傳送線的條數(shù)，從而使信息傳送規(guī)格整齊，提高了整機(jī)的可靠性。采用總線結(jié)構(gòu)以后，存儲(chǔ)器、輸入輸出等外部設(shè)備都通過(guò)專門的接口電路獨(dú)立的掛在總線上，因而使得單片機(jī)可擴(kuò)充能力強(qiáng)，使用方便靈活。另外，還可根據(jù)不同的需要增加存儲(chǔ)器的容量或增添外部設(shè)備，也可以根據(jù)不同的需要組成各種專用的單片機(jī)，例如專用教學(xué)機(jī)等。 單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效 率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等 [4]。但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過(guò)軟件（編程）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng) “ 軟化 ” 技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完 善和更加充實(shí)。 本論文第一章介紹了本次倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)方案和開發(fā)意義；第二章對(duì)MCS51 單片機(jī)的部分基本原理和接口技術(shù)進(jìn)行了闡述，其中大部分都是本次設(shè)計(jì)需要用到，比如中斷原理、定時(shí)器等；最后一章介紹了本次倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì) ，以及 Keil uVision3 軟件系統(tǒng)調(diào)試的步驟和方法，以完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 第一節(jié) 功能說(shuō)明 一、 設(shè)計(jì)要求 ① 以 MCS51 系統(tǒng)單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè) 9999 秒 以內(nèi)任意秒數(shù) 的倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)，即 初值 為 9999 秒 以內(nèi)任意秒數(shù) ，以一秒的速度進(jìn) 行倒計(jì)時(shí)。 ② 系統(tǒng)有 8 個(gè) LED 數(shù)碼管顯示器， 選擇 低四位分別顯示千位、百位、十位、 個(gè) 位 ，而高四位設(shè)置 為 一直是暗的，沒(méi)有任何顯示 。 ③ 此倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì) 能夠通過(guò)矩陣鍵盤對(duì)倒計(jì)時(shí) 器 設(shè)定 任何不大于 9999 秒 的 初值， 同時(shí)設(shè)置 有 開始 鍵 、復(fù)位鍵 ，以達(dá)到可以重新設(shè)置初值的目的 。 二、 方案說(shuō)明 本設(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)功能主要通過(guò)中央處理模塊 SST89E516RD、鎖存器、矩陣鍵盤、 LED數(shù)碼顯示器四個(gè)模塊的硬件共同實(shí)現(xiàn)，具體如下圖 。 中 央 處 理 模 塊S S T 8 9 E 5 1 6 R D矩 陣 鍵 盤L E D 數(shù) 碼 顯 示 器鎖 存 器D M 7 4 L S 5 7 3 N鎖 存 器S N 7 4 L S 2 4 4 N 圖 倒計(jì)時(shí)器的硬件模塊 本系統(tǒng) 首先通過(guò) 中 中央處理模塊（ SST89E516RD）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷 （如定時(shí)器、中斷等） ，它的輸入輸出口是 雙向接口， 所以要通過(guò)鎖存器來(lái)賦給不同的硬件 接口 不同的值 。 然后通過(guò)鍵盤掃描原理對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描， 返回掃描值， 判斷是否有鍵按下 ，如果有鍵重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 按下，判斷是哪個(gè)鍵被按下。如果是 KC 鍵被按下，則進(jìn)入初值設(shè)置階段，等待初值設(shè)置 ；如果鍵盤掃描判斷到 KF 鍵按下，則表示開始倒計(jì)時(shí)。所有的設(shè)置初值、等待狀況和倒計(jì)時(shí)狀態(tài)都要通過(guò) LED 數(shù)碼顯示器顯示出來(lái)，體現(xiàn)本倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)的功能。 由于數(shù)碼管的段選、位選和 4*4 的矩陣鍵盤的輸入輸出都是接到 ~ 口，所以需要鎖存器來(lái)鎖存不同時(shí)刻不同模塊需要的 ~ 的值。 本系統(tǒng)由于數(shù)碼顯示器的 8 個(gè)二極管和位的選擇的狀態(tài)均由 SST89E516RD 的~ 來(lái)決定，所以需要 鎖存器（ DM74LS573N） 在需要的時(shí)候?yàn)槠滏i定相應(yīng)的值，從而使顯示器正確顯示倒計(jì)時(shí)，如果沒(méi)有鎖存器則會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)誤并且不能實(shí)現(xiàn)功能 。同理，鎖存器 SN74LS244N 的功能也是一樣的，判斷矩陣鍵盤的輸出值從而判斷按下的鍵，實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描原理的功能。 三、 系統(tǒng)功能 由于本來(lái)對(duì) C 語(yǔ)言有一定的了解，再加上 C 語(yǔ)言的簡(jiǎn)單等 優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用的是 C 語(yǔ)言編程，而未采用匯編語(yǔ)言。通過(guò)倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)的要求，逐步寫出 C 語(yǔ)言程序。 通過(guò) Keil uVision3 軟件對(duì)程序進(jìn)行編譯，在確認(rèn)程序無(wú)誤的時(shí)候，將實(shí)驗(yàn)板插到電腦上（通過(guò) USB 連接），進(jìn)行硬件仿真。 剛 上電時(shí)， LED 數(shù)碼 顯示器 顯示 系統(tǒng)默認(rèn)初值 9999， 并 立即進(jìn)行 倒計(jì)時(shí)。 如果需要重新設(shè)置小于系統(tǒng)初值的其他任何初始值， 這個(gè)時(shí)候可以 按下 KC 鍵， 數(shù)碼管 四位清 0 并等待初值 的設(shè)置 ，通過(guò) K0~K9（分別表示 1,2…9,0 ）設(shè)置初值。 當(dāng)初值設(shè)置完成后， 再按下 KF 鍵 開始 進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。 如果 需要再一次設(shè)置初值 的時(shí)候再次 按下