【正文】 ................... 18 第五節(jié) 定時器與計數(shù)器 ......................................................................................................... 18 一、 定時器概述 ................................................................................................................ 18 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 二、定時器控制字 .............................................................................................................. 18 第六節(jié) 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 20 第三章 倒計時器系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試 .................................................................................................. 21 第一節(jié) 硬件電路設(shè)計 ............................................................................................................. 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 ....................................................................................................................... 28 一、 程序準(zhǔn)備 .................................................................................................................... 29 二、 鍵盤掃描程序設(shè)計 .................................................................................................... 30 三、 倒計時初值設(shè)置 ........................................................................................................ 31 四、 倒計時模塊子程序設(shè)計 ............................................................................................ 32 五、 其他子程序設(shè)計 ........................................................................................................ 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（論文） 1 前 言 51系列單片機屬于總線型單片機，具有硬件架構(gòu)完整、功能強大、技術(shù)成熟、通用性強、可外部擴展、配套芯片齊全、集成開發(fā)環(huán)境好、實用子程序豐富以及價格低廉等一系列優(yōu)點，無論是實際工程應(yīng)用，還是學(xué)習(xí)單片機原理及其應(yīng)用技術(shù)， 51系列單片機都是理想的選擇。 在社會生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會和單片機扯上關(guān)系。無論是從簡單到復(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)在單片機在社會上的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以 用單片機控制而尚未實現(xiàn)的項目。因此，單片機的應(yīng)用依然大有想象和拓展空間。本 次設(shè)計采用的是總線型結(jié)構(gòu)的單片機，總線型結(jié)構(gòu)的單片機可以減少不 同 之間信息傳送線的條數(shù)，從而使信息傳送規(guī)格整齊，提高了整機的可靠性。采用總線結(jié)構(gòu)以后，存儲器、輸入輸出等外部設(shè)備都通過專門的接口電路獨立的掛在總線上，因而使得單片機可擴充能力強，使用方便靈活。另外，還可根據(jù)不同的需要增加存儲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，例如專用教學(xué)機等。 單片機的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動效 率，減輕勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等 [4]。但是，單片機應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟效益上，更重要的意義還在于：單片機的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機通過軟件（編程）方法實現(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，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機應(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。 本論文第一章介紹了本次倒計時系統(tǒng)的設(shè)計目的、設(shè)計方案和開發(fā)意義；第二章對MCS51 單片機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)計需要用到，比如中斷原理、定時器等；最后一章介紹了本次倒計時系統(tǒng)設(shè)計的硬件電路設(shè)計和軟件程序設(shè)計 ，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。 重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第一章 倒計時系統(tǒng)簡介 第一節(jié) 功能說明 一、 設(shè)計要求 ① 以 MCS51 系統(tǒng)單片機為核心器件，組成一個 9999 秒 以內(nèi)任意秒數(shù) 的倒計時系統(tǒng)，即 初值 為 9999 秒 以內(nèi)任意秒數(shù) ，以一秒的速度進(jìn) 行倒計時。 ② 系統(tǒng)有 8 個 LED 數(shù)碼管顯示器， 選擇 低四位分別顯示千位、百位、十位、 個 位 ，而高四位設(shè)置 為 一直是暗的，沒有任何顯示 。 ③ 此倒計時設(shè)計 能夠通過矩陣鍵盤對倒計時 器 設(shè)定 任何不大于 9999 秒 的 初值， 同時設(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、 方案說明 本設(shè)計的倒計時功能主要通過中央處理模塊 SST89E516RD、鎖存器、矩陣鍵盤、 LED數(shù)碼顯示器四個模塊的硬件共同實現(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 倒計時器的硬件模塊 本系統(tǒng) 首先通過 中 中央處理模塊（ SST89E516RD）對整個系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷 （如定時器、中斷等） ，它的輸入輸出口是 雙向接口， 所以要通過鎖存器來賦給不同的硬件 接口 不同的值 。 然后通過鍵盤掃描原理對鍵盤進(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（論文） 3 按下，判斷是哪個鍵被按下。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，則表示開始倒計時。所有的設(shè)置初值、等待狀況和倒計時狀態(tài)都要通過 LED 數(shù)碼顯示器顯示出來，體現(xiàn)本倒計時系統(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，所以需要鎖存器來鎖存不同時刻不同模塊需要的 ~ 的值。 本系統(tǒng)由于數(shù)碼顯示器的 8 個二極管和位的選擇的狀態(tài)均由 SST89E516RD 的~ 來決定，所以需要 鎖存器（ DM74LS573N） 在需要的時候為其鎖定相應(yīng)的值，從而使顯示器正確顯示倒計時，如果沒有鎖存器則會出現(xiàn)很多錯誤并且不能實現(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，實現(xiàn)鍵盤掃描原理的功能。 三、 系統(tǒng)功能 由于本來對 C 語言有一定的了解，再加上 C 語言的簡單等 優(yōu)點，本設(shè)計采用的是 C 語言編程，而未采用匯編語言。通過倒計時系統(tǒng)的要求，逐步寫出 C 語言程序。 通過 Keil uVision3 軟件對程序進(jìn)行編譯，在確認(rèn)程序無誤的時候，將實驗板插到電腦上（通過 USB 連接），進(jìn)行硬件仿真。 剛 上電時， LED 數(shù)碼 顯示器 顯示 系統(tǒng)默認(rèn)初值 9999， 并 立即進(jìn)行 倒計時。 如果需要重新設(shè)置小于系統(tǒng)初值的其他任何初始值， 這個時候可以 按下 KC 鍵， 數(shù)碼管 四位清 0 并等待初值 的設(shè)置 ，通過 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)行倒計時。 如果 需要再一次設(shè)置初值 的時候再次 按下