【正文】 第四章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)時(shí)間的運(yùn)行依靠定時(shí)中斷子程序?qū)r(shí)鐘單元數(shù)值進(jìn)位調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的。累加是用指令I(lǐng)NC 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化：包括對(duì)TMOD、TCON以及根據(jù)定時(shí)時(shí)間對(duì)時(shí)間初值的設(shè)置。 是電子秒表的核心，在這里主要介紹一下定時(shí)中斷過(guò)程。在制作的時(shí)候，焊接線要非常小心，不然會(huì)有很多的斷線，還有就是焊接的時(shí)候也要小心，不然容易短路。這個(gè)方法是我們最常用的方法之一，只要是檢查一些很明顯的錯(cuò)誤，如電解電容的電極是否連錯(cuò)、焊點(diǎn)否光亮飽滿無(wú)虛焊，用萬(wàn)用板連的線是否連好了、焊盤(pán)有否脫落。目測(cè)檢查后，可進(jìn)行萬(wàn)用表測(cè)試。首先檢查所有插座或器件的電源端是否有符合要求的電壓，接地端電壓是否接近于零，接固定電平的引腳端是否電平正確。在調(diào)試過(guò)程中，沒(méi)有注意AT89C52與之對(duì)應(yīng)的連接以及要注意的地方，最后結(jié)果功能不可以實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)查找電路，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該是讀取片內(nèi)的內(nèi)容，31引腳/VPP要接高電平，結(jié)果在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有注意，功能就實(shí)現(xiàn)不了。就要仔細(xì)檢查復(fù)位的電容是否接錯(cuò)了電極，線是否連錯(cuò)。首先對(duì)中斷程序進(jìn)行調(diào)試，看每分FENSHU、秒MIAOSHU、小數(shù)XIAOSHU的單元里面的內(nèi)容是否正確；再對(duì)顯示程序進(jìn)行調(diào)試，這里的顯示程序里面含有數(shù)據(jù)處理程序：如把分FENSHU單元分成兩個(gè)數(shù)字，再一個(gè)一個(gè)數(shù)字進(jìn)行顯示，對(duì)照一下是否正確。首先是把顯示程序加載上去，進(jìn)行調(diào)試時(shí)，看數(shù)碼管的顯示是否正確，還要看顯示的亮度是否太暗或太亮，是否出現(xiàn)了閃爍現(xiàn)象，如果顯示不正確，就檢查一下數(shù)碼管的引腳和單片機(jī)的連線是否接錯(cuò)了。把單片機(jī)放到電路板上，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)程序的調(diào)試。運(yùn)行一段時(shí)間后，按一下停止按鈕，讓秒表停止?？纯词欠穸寄苷＿\(yùn)行，并觸摸芯片等器件是否有過(guò)度的發(fā)熱或其他不正常的現(xiàn)象，并進(jìn)行檢查與相應(yīng)的處理。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，系統(tǒng)都正常運(yùn)行，抗干擾較強(qiáng)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，系統(tǒng)的穩(wěn)定很好，誤差較小，精確度高。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，關(guān)系到電路的設(shè)計(jì)與制作，以及程序的設(shè)計(jì)和兩者的匹配組合，每一部分都要注意，每一部分都要嚴(yán)格要求，否則，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響最后的結(jié)果。值此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的沈敏導(dǎo)師致以衷心的感謝。最后，感謝在百忙中審閱本論文和參加答辯的專家、老師們。在此，一并表示感謝。 致謝本論文是在導(dǎo)師沈敏的悉心指導(dǎo)下完成的。在做的過(guò)程中不但加深我對(duì)在課程上所學(xué)到的單片機(jī)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，重新讓自己認(rèn)識(shí)到了這門(mén)學(xué)科的在應(yīng)用方面的廣闊前景，并且通過(guò)知識(shí)與應(yīng)用于實(shí)踐的結(jié)合更加豐富了自的知識(shí)擴(kuò)展己了知識(shí)面。拿來(lái)一個(gè)真正的秒表與系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并隨時(shí)觀看系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，在通電運(yùn)行中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的干擾，比如在電話來(lái)電或者在通電話過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)是否有一定影響，是否有停頓、閃爍現(xiàn)象。但在某些情況下，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作之前，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響無(wú)法預(yù)料，只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出相應(yīng)的解決方法；或者雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到抗干擾的對(duì)策，但是否行之有效，還必須通過(guò)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行來(lái)加以驗(yàn)證。看一下顯示是否正確，時(shí)間運(yùn)行是否符合運(yùn)行軌跡。如果出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，就要改變一下延時(shí)時(shí)間，直到合理為止。對(duì)顯示程序的調(diào)試時(shí)，應(yīng)調(diào)出“端口窗口”來(lái)看I/O端口的輸出情況，是否符合所要顯示的數(shù)據(jù)。軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)用戶程序的匯編、連接、接行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。在上電檢查后，按一下復(fù)位按鈕，看實(shí)驗(yàn)板上的LED燈是否閃爍。如出現(xiàn)這些現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電，仔細(xì)檢查電源加載的情況、各個(gè)芯片是否插反等，找出產(chǎn)生異常的原因并加以解決；并且用萬(wàn)用表測(cè)各芯片的引腳電平是否合理。再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象，如有再仔細(xì)查出并排除。通過(guò)目測(cè)查出一些明顯的器件、設(shè)備故障并及時(shí)排除。相應(yīng)的硬件實(shí)物運(yùn)行圖如圖51所示。中斷到后，會(huì)在XIAOSHU單元中加1，然后就判斷這單元是否夠100，即是否夠1秒。那么初始化的程序如下：按鍵是用查詢方式來(lái)的，這些程序是嵌入主程序中的。在軟件的控制之下，堆?？稍谄瑑?nèi)RAM 中的任一區(qū)間設(shè)定，而堆棧的數(shù)據(jù)存取與一般的RAM 存取又有區(qū)別，對(duì)它的操作，要遵循“后進(jìn)先出”的原則。中斷一次，滿一秒后秒進(jìn)位，滿60 秒后即為1 分鐘，分鐘單元進(jìn)位，最終達(dá)到最大值99分鐘。顯示電路由6位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示，其中A為百分秒的顯示，B為十分秒的顯示；C、D為秒的顯示；E、F為分的顯示。六位數(shù)碼管雖然硬件接線會(huì)簡(jiǎn)單一些，但是成本相對(duì)較高；而一位數(shù)碼管相對(duì)于三位數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，硬件接線就復(fù)雜了許多。所以，就采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。其接口電路是把所有顯示器的8個(gè)筆劃段A～DP同名端連在一起，而每一個(gè)顯示器的公共極COM各自獨(dú)立地受I/O線控制。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和陶瓷電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生互相影響。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。上電的一瞬間，單片機(jī)的RST腳接到高電平，同時(shí)電容C9開(kāi)始充電，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后電容充電飽和，10K的下拉電阻把RST腳拉回到低電平狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的復(fù)位，同樣道理，在單片機(jī)工作的時(shí)候按下復(fù)位按鈕，單片機(jī)的RST腳接到高電平，電容C9馬上放電完畢；松開(kāi)該按鍵后電容C9開(kāi)始充電，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后電容充電飽和，10K的下拉電阻把RST腳拉回到低電平狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的復(fù)位。在RST端出現(xiàn)高電平的等候周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期重復(fù)一次，直至RST端變低?？刹捎密浖ザ秳?dòng)的方法處理，軟件的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不采取妥善處理的話，將引起按鍵命令錯(cuò)誤或重復(fù)執(zhí)行，在這里采用軟件延時(shí)的方法來(lái)去除抖動(dòng)，延時(shí)時(shí)間10ms。 圖22 振蕩電路圖由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。時(shí)鐘振蕩器：AT89C52中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存端狀態(tài)。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次信號(hào)。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。RST：復(fù)位輸入。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（I）。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（I）。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。GND：地空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。8個(gè)中斷三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容國(guó)內(nèi)普及的幾乎都是Intel公司的產(chǎn)品。特別是單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使原有機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：?jiǎn)纹瑱C(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。硬件是指微型計(jì)算機(jī)本身及其外圍設(shè)備；軟件是指管理計(jì)算機(jī)的程序以及過(guò)程控制應(yīng)用程序。電子計(jì)算機(jī)是20世界紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)之一，它的出現(xiàn)是科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了一場(chǎng)深刻的革命。在此利用了3個(gè)按鍵分別對(duì)各個(gè)功能進(jìn)行控制，顯示部分用數(shù)碼管，用的是兩個(gè)3位數(shù)碼管，而摒棄了用一個(gè)6位數(shù)碼管做顯示的方案，主要是為了節(jié)約成本。根據(jù)專業(yè)對(duì)應(yīng)所學(xué)知識(shí)，而且對(duì)基本理論知識(shí)進(jìn)行相應(yīng)的鞏固、擴(kuò)展，我選擇了電子秒表作為設(shè)計(jì)內(nèi)容，其特點(diǎn)是融合了多方面的基本理論知識(shí)，無(wú)論是硬件或軟件上都屬于比較典型的設(shè)計(jì)。那么就要六位的數(shù)碼管。單片機(jī)控制系統(tǒng)的電子秒表，自動(dòng)化程度高、成本低、體積小、控制精確等優(yōu)點(diǎn)，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景。前三代數(shù)控系統(tǒng)是屬于采用專用控制計(jì)算機(jī)的硬接線（硬線）數(shù)控系統(tǒng)，一般稱為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱NC。例如Mostek公司的MK6800、Intel公司的MCS96等。以Intel公司的MCS51, Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等為代表。正是針對(duì)上述種種要求而設(shè)計(jì)的單片機(jī)自然成為機(jī)電一體化控制器的最佳選擇。近年來(lái)，在國(guó)際上出現(xiàn)了Mechanics和Electronics復(fù)合成Mechtronics這個(gè)新詞，我國(guó)譯為“機(jī)電一體化”。在一個(gè)大規(guī)模集成電路芯片上構(gòu)造了完整的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，故稱之為單片機(jī)。單片機(jī)具有體積小、重量輕、耗能省、價(jià)格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此也廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星定位、汽車(chē)火花控制、