【正文】 警系統(tǒng) ,與計算機聯(lián)網構成二級控制系統(tǒng)等。在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點 ,廣泛應用于儀器儀表中 ,結合不同類型的傳感器 ,可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。有 8 位、 16 位甚至 32 位機 ,但 8 位單片機仍以它的價格低廉、品種齊全、應用軟件豐富、支持環(huán)境充分、開發(fā)方便等特點而占著主導地位。 ATMEL 公司則把單片機技術與先進的 Flash 存 儲技術完美地結合起來 ,發(fā)布了性能相當優(yōu)秀的 AT89 系列單片機。例如 NEC 公司生產的uCOM87 系列單片機 ,其代表作 uPC7811 是一種性能相當優(yōu)異的單片機。到了 80 年代初 ,單片機已發(fā)展到了高性能階段 ,象 INTEL公司的 MCS51 系列 ,Motorola 公司的 6801 和 6802 系列 ,Rokwell公司的 6501 及 6502 系列等等 ,此外 ,日本的著名電氣公司 NEC 和 HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機。所謂單片機是利用大規(guī)模集成電路技術把中央處理單元 (Center Processing Unit,也即常稱的 CPU)和數(shù)據存儲器 (RAM)、程序存儲器 (ROM)及其他 I/O 通信口集成在一塊芯片上 ,構成一個最小的計算機系統(tǒng) ,而現(xiàn)代的單 片機則加上了中斷單元 ,定時單元及 A/D 轉換等更復雜、更完善的電路 ,使得單片機的功能越來越強大 ,應用更廣泛。使用單片機仿真器可以迅速發(fā)現(xiàn)、糾正程序中的錯誤，從而大大縮短單片機開發(fā)的周期。軟件仿真的缺點是無法完全仿真與硬件相關的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最終的設計。因此仿真成了系統(tǒng)調試的必備手段。 附錄 6 計算器程序的數(shù)據表 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 附錄 2 文獻綜述 ................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 計算器程序實現(xiàn)帶符號浮點數(shù)的加、減、乘、除及開根號的功能，設計中加入了第二功能鍵解決了按鍵有限的問題。 論文分別 介紹了單片機仿真系統(tǒng)的硬件設計 和軟件實現(xiàn) 。 畢業(yè)設計（論文） 單片機計算器及密碼鎖程序設計 學院（系）： 電氣工程學院 專 業(yè)： 07 級計控（ 2）班 學 號： 070103010142 摘要 I 摘要 智能化是當今光、機、電一體化產品的發(fā)展趨勢之一，而智能性的實現(xiàn)主要依賴于嵌入式系統(tǒng)的核心單片機。 硬件設計 包括仿真芯片的選型，單片機的資源應用及擴展電路，如： 8255并口擴展 、發(fā)光二極管、 七段動態(tài)數(shù)碼顯示 44 鍵盤輸入、蜂鳴器等 。 這 兩 個 程序主要應用了單片機教材中中斷、 動態(tài)顯示 、鍵盤輸入、 I/O 接口這些重要功能，具有良好的示范作用。 附錄 3 外文翻譯的中文部分 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 第一 章 緒論 1 第 1章 緒論 課題背景 本課題來源于燕山大學自動化專業(yè)單片機生產實習的需要，目的是為了充分鍛煉學生的動手操作能力并節(jié)約實習經費，因此開發(fā)了一種使用簡單，覆蓋單片機基本資源應用，并且價格低廉的單片機仿真系統(tǒng)。仿真分軟件仿真和硬件仿真。 仿真器是單片機仿真的重要工具。 單片機的發(fā)展概述 1946 年第一臺電子計算機誕生至今 ,只有 50 年的時間 ,依靠微電子技術和半導體技術的進步 ,從電子管 ——晶體管 ——集成電路 ——大規(guī)模集成電路 ,現(xiàn)在一塊芯片上完全可以集成幾百萬甚至上千萬 只晶體管 ,使得計算機體積更小 ,功能更強。 1976 年 INTEL公司推出了 MCS48 單片機 ,這個時期的單片機才是真正的 8 位單片微型計算機 ,并推向市場。 80 年代 ,世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機 ,約有幾十個系列 ,300 多個品種 ,此時的單片機均屬于真正的單片化 ,大多集成了 CPU、RAM、 ROM、數(shù)目繁多的 I/O 接口、多種中斷系統(tǒng) ,甚至還有一些帶 A/D 轉換器的單片機 ,功能越來越強大 ,RAM 和 ROM 的容量也越來越大 ,尋址空間甚至可達 64kB,可以說 ,單片機發(fā)展到了一個全新階段 ,應用領域更廣泛 ,許多家用電器均走向利用單片機控制的智能化發(fā)展道路。第一 章 緒論 3 MOTOROLA 公司的 MC68HC05 系列其高速低價等特點贏得了不少用戶。包括中國的臺灣 HOLTEK 和WINBOND 等公司也紛紛加入了單片機發(fā)展行列 ,憑著他們廉價的優(yōu)勢 ,分享一杯美羹。而 INTEL 公 司憑著他們雄厚的技術 ,性能優(yōu)秀的機型和良好的基礎 ,目前仍是單片機的主流產品。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化 ,且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。 可以這樣說 ,現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制 ,從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備 ,五花八門 ,無所不在。 單片機的發(fā)展趨勢 現(xiàn)在可以說單片機是百花齊放 ,百家爭鳴的時期 ,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機 ,從 8 位、 16 位到 32 位 ,數(shù)不勝數(shù) ,應有盡有 ,有與主流 C51 系列兼容的 ,也有不兼容的 ,但它們各具特色 ,互成互補 ,為單片機的應用提供廣闊的天地。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。現(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式 ,其中 SMD(表面封裝 )越來越受歡迎 ,使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。此外還有 MOTOROLA 公司的產品 ,日本幾大公司的專用單片機。 由于數(shù)碼管只有 8 位， 所以計算結果最多能精確到 8 位（負數(shù) 7 位）。 本 章主要介紹 SST89E58RD 芯片、 8255 芯片、動態(tài)數(shù)碼管和 LED 的接口和工作原理。 主塊 0 占用 32KB 字節(jié)的內部程序存儲空間，次塊 1 占用 8K 的內部程序存儲空間。該器件被設計成為可以在系統(tǒng)和在應用可編程，這樣可以 在印刷電路板上達到最大的機動性。器件擦除操作會擦除該預編程過的示例代碼。這些優(yōu)勢轉換成為重大的價值和使用戶可靠地受益。 第 2 章 硬件系統(tǒng)的介紹 9 圖 22 8255 引腳圖 2． 8255 的功能 (1)數(shù)據端口 A， B， C 端口 A：一個 8 位數(shù)據輸出鎖存 /緩沖器，一個 8 位數(shù)據輸入鎖存器； 端口 B：一個 8 位數(shù)據輸出鎖存 /緩沖器，一個 8 位數(shù)據輸入鎖存器； 端口 C：一個 8 位數(shù)據輸出鎖存 /緩沖器，一個 8 位數(shù)據輸入鎖存器。 (2)讀 /寫和控制邏輯 讀 /寫和控制邏輯直接與單片機的控制總線及地址總線相連接， 8255 的A0， A1 及 CS與地址總線連接，而 RD和 WR與單片機 的 RD和 WR信號連接。 表 21 8255 端口選擇 A1 A0 RD WR CS 操作 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 A 口數(shù)據總線 B 口數(shù)據總線 C 口數(shù)據總線 輸入 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 數(shù)據總線 A 口 數(shù)據總線 B 口 數(shù)據總線 C 口 數(shù)據總線 控制寄存器 輸出 ? 1 ? ? 1 ? ? 0 1 ? 1 1 1 0 0 端口輸出為 “高阻 ” 非法 端口輸出為 “高阻 ” 禁止 3． 8255 的控制字、狀態(tài)字和工作方式 (1)8255 的控制字 8255 有兩種控制字，它們決定了 8255 的工作方式。 D4：確定 A 口的數(shù)據傳輸方向， D4=1， A 口輸入； D4=0， A 口輸出。 (2)按位復位 /置位控制字 按位復位 /置位控制字由 位組成，其格式如下。 D0：置 清零標志， D0=1，將 D3D2D1 選擇位置 1； D0=0，將 D3D2D1 選擇位清零。 (4)8255 工作方式 由 8255 的方式控制字可知， 8255 有 3 種工作方式，并且不同的端口有不同的工作方式。 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 12 D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS6U9 8255AP00P01P02P03P04P05P07P06P24P25P26P37P36Reset 如圖 23 8255 與單片機的連接電路 8255與八位 LED數(shù)碼管的鏈接電路 單片機應用系統(tǒng)中只有一位數(shù)字顯示是不常見的，同時要驅動多個數(shù)碼管顯示，就必須同時讓多個數(shù)碼管加上各自不同的段選碼，這屬于靜態(tài)顯示。 所謂動態(tài)顯示，與靜態(tài)顯示不同，動態(tài)顯示技術 讓不同的數(shù)碼管分時亮。A 口為段選信號， B 口為位選信號。電路好圖 25 所示。鍵盤原理圖如圖 26。如果第一 列都是高電平就說明這一列沒有鍵被按下。它廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電話機等電子產品中作發(fā)聲器件。 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 常見音調及其頻率對應如表 22 所示。 第 3 章 計算器程序 17 第 3章 計算器程序 程序功能及存儲 方 式 介紹 本程序實現(xiàn)浮點數(shù)（包括正負）的加、減、乘、除及開根號的功能。加減乘除也有對應的狀態(tài)顯示 LED。 開 根號只有一個操作數(shù)沒有必要增加操作符狀態(tài)顯示。這樣做是有一點浪費存儲空間，但是這樣的存儲方式能夠提高程序的執(zhí)行效率。定義好模塊的輸入和輸出之后，程序員可以給模塊提 供需要的輸入，通過檢測輸出來判斷模塊的正確性。在模塊化編程中，可以把這些部分保存起來，以備將來使用。因為精心定義了程序的模塊接口，很容易把問題 定位到特定的模塊。 主程序流程圖如圖 3—2： 第 3 章 計算器程序 19 開 始初 始 化待 機 顯 示有 鍵 按 下 ？存 儲 器 清 零讀 數(shù) 子 函 數(shù)返 回 值 為 零 ？計 算 子 函 數(shù)有 減 按 下 ？是 清 零 鍵 ？顯 示 子 函 數(shù)NYNYNYNY 圖 32 主程序流程圖 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 20 C 語言主程序如下： void main() { char jian。 num_Operand1=0。 Operation=0。 P1_7=1。 temp_Operand[temp1]=0。 while(!askey())。 else break。計算結束后結果 保存在 Operand2 用于顯示。 本設計采用的 44 鍵盤做為輸入設備，鍵盤的 8 根線與 PC 口相連， PC口的低四位作為輸出高四位作為輸入。 為了提高程序的效率和可靠性，鍵盤程序必 須加入一下幾個部分： 1，檢查按鍵彈起部