【正文】 會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 Keil 軟件調(diào)試功能 應(yīng)用 Keil 進(jìn)行軟件仿真開發(fā)的主要步驟為：編寫源程序并保存 — 建立工程并添加源文件 — 設(shè)置工程 — 編譯 /匯編、連接，產(chǎn)生目標(biāo)文件 — 程序調(diào)試。這時(shí)工程管理窗口的文件頁 (Files)會(huì)出現(xiàn)“Target1” ，將其前面 +號(hào)展開，接著選擇 Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單，選擇 “Add File to Group ‘Source Group1’” ，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并加入 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 共 40 頁 20 源文件 (在加入一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)消失，而是等待繼續(xù)加入其它文件 )。 成功編譯 /匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session(或按 Ctrl+F5鍵 )進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)， Keil 提供對(duì)程序的模擬調(diào)試功能，內(nèi)建一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真 CPU以模擬執(zhí)行程序。在模擬調(diào)試程序后，還須通過編程器將 .hex 目標(biāo)文件燒寫入單片機(jī)中才能觀察目標(biāo)樣機(jī)真實(shí)的運(yùn)行狀況。SD 卡上電后， 主機(jī)必須先向 SD 卡發(fā)送 74個(gè)時(shí)鐘周期， 以完成 SD 卡的上電過程。若主機(jī)讀到的應(yīng)答信號(hào)為 01，即表明 SD 卡已進(jìn)入 SPI 模式， 此時(shí)， 主機(jī)即可不斷地向 SD 卡發(fā)送命令字 (CMD1) 并讀取 SD 卡的應(yīng)答信號(hào)， 直到應(yīng)答信號(hào)為 00， 表明 SD卡已完成初始化過程， 并準(zhǔn)備好接受下一命令。單頁操作時(shí)，對(duì) SD 卡的讀操作，可以讀取 512 字節(jié)內(nèi)任意長度的數(shù)據(jù)，但寫操作必須是 512字節(jié)。 完成 SD 卡的初始化之后即可進(jìn)行它的讀寫 操作。單塊寫入時(shí)，命令為 CMD24，當(dāng)應(yīng)答為 0 時(shí)說明可以寫入數(shù)據(jù)，大小為 512 字節(jié)。 圖 讀 SD卡流程圖 圖 SD卡流程圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 40 頁 24 SD 卡存儲(chǔ)時(shí)間和電壓流程圖 打開指定文件，若失敗（即沒有該文件）那么就新建該指定文件，之后，追加該通道的日期時(shí)間和電壓值，具體見流程圖 。具體見流程圖 所示。具體見流程圖 。在需要讀取 SD 卡中數(shù)據(jù)的時(shí)候，讀 SD 卡的命令字 為 CMD17，接收正確的第一個(gè)響應(yīng)命令字節(jié)為 0xFE，隨后是 512 個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)塊，最后為 2 個(gè)字節(jié)的 CRC 驗(yàn)證碼。 SPI 總線模式支持單塊（ CMD24）和多塊（ CMD25）寫操作，多塊操作是指從指定位置開始寫下去，直到 SD 卡收到一個(gè)停止命令 CMD12 才停止。主機(jī)和印卡交換數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)是封裝在長度為 515 字節(jié)的數(shù)據(jù)令牌中進(jìn)行的。 SD卡初始化流程如圖 所示 。因此， 主機(jī)在對(duì) SD 卡進(jìn)行任何操作 前， 都必須先要拉低 SD 卡的片選信號(hào)CS(card select)， 以使 SD 卡進(jìn)入 SPI 總線模式， 然后再由主機(jī)向 SD 卡發(fā)送命令。其流程圖如 圖 所示。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)，可采用在線匯編功能對(duì)程序進(jìn)行在線修改 (DebugInline Assambly?) ，不必執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境、修改源程序、對(duì)工程重新進(jìn)行編譯 /匯編和連接、然后再次進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)的 步驟。緊接著對(duì)工程進(jìn)行設(shè)置，選擇工程 管理窗口的Target1，再選擇 ProjectOption for Target‘Target1’( 或點(diǎn)右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項(xiàng) )，打開工程屬性設(shè)置對(duì)話框，共有 8個(gè)選項(xiàng)卡，主要設(shè)置工作包括在 Target選項(xiàng)卡中設(shè)置晶振頻率、在 Debug 選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等，如要寫片，還必須在Output 選項(xiàng)卡中選中 “Creat Hex Fi” ；其它選項(xiàng)卡內(nèi)容一般可取默認(rèn)值。工程的建立、設(shè)置、編譯 /匯編及連接產(chǎn)生目標(biāo)文件的方法非常易于掌握。Keil C51 軟件是一個(gè)基于 32位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C語言和匯編語言編程，其 μVision( 通常稱為 μV2) 。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 數(shù)據(jù)接口兼容DY_mini80E開發(fā)板 上12864 接口，GND為 1腳，對(duì)應(yīng) 12864的 1 腳，插接方式如圖 帶 SD 卡的 TFT 彩屏與DY_mini80E開發(fā)板 實(shí)物連接圖。 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 共 40 頁 17 帶 SD 卡的 TFT 彩屏 控制芯片 STC12C5A60S2 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)，而 SD 卡的邏輯電平為，它們之間不能直接相連，否則可能會(huì)燒壞 SD 卡；但我們選擇了帶 SD卡的 TFT 彩屏模塊， TFT 彩屏模塊中已含 電壓轉(zhuǎn)換模塊。在 PCF8591 器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過雙線雙向 I2C總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。其連接方式如圖 。由于 RrR10，因此 RST 位高電平， CPU 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，松手后，電解電容 C10 充電， RST 端電位下降， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。在斷電后， VCC 逐漸下降，當(dāng) VCC=0 時(shí)，相當(dāng)于 VCC 端與地等電位，這時(shí)電容 C10 通過電阻R21 迅速放電，保證再上電時(shí)端位高電平。 圖 復(fù)位電路 正常工作時(shí)，利用 RST 內(nèi)部復(fù)位下拉電阻 Rr（ 40KΩ 220KΩ）便構(gòu)成了復(fù)位電路。以 24MHz 的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為 ，兩個(gè)機(jī)器周期為 1us，因此 ，在第 9腳上連接一個(gè) 2us 的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。 STC12C5A60S2 系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。 14. 3個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由 T0的溢出在 ，可由 T1的溢出在 輸出時(shí)鐘 ,獨(dú)立波特率發(fā)生器可以在 口輸出時(shí)鐘。 3% 12. 時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為177。 ADC0ADC1ADC2ADC3ADC4ADC5ADC6ADC72122232425262728RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14WR/16T1/15RD/17PSEN29ALE30XTAL21812345678RST9XTAL119EA313938373635343332GND20VCC40U6MCUSIP40RDT1INT1T0INT0TxDRxDVCCRSTWRXTAL1XTAL2 圖 STC89C52原理圖 STC12C5A60S2 單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新 一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。 圖 電源電路原理圖 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 共 40 頁 12 該電路的基本工作過程是： 市電 220V 經(jīng)變壓器降壓變成 8V 交流，再經(jīng)整流橋 VD整流成約 直流，再經(jīng)過濾波電容 C C2 后經(jīng) LM7805 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓成穩(wěn)定的 5V 電壓供整個(gè)系統(tǒng)供電。但是，這個(gè)方案代價(jià)相對(duì)昂貴，而且一般的專用電平轉(zhuǎn)換芯片都是同時(shí)轉(zhuǎn)換 8路、 16 路或者更多路數(shù)的電平，相對(duì)本系統(tǒng)僅僅需要轉(zhuǎn)換 4路來說是一種資源的浪費(fèi)。 電源模塊 SD 卡的工作電平為 ，而控制芯片 STC12C5A60S2 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)。 其中 class 1, class3,class9的 SPI模式不支持。 CMD30： Ask the card for the status of the mite protection bits。 Class5(擦除卡命令集 )： CMD32：設(shè)置擦除塊的起始地址 . CMD33：設(shè)置擦除塊的終止地址。 CMD18：讀多塊，直至主機(jī)發(fā)送 CMD12 為止。 CMD12：停止讀多塊時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。 （ 2） SD 卡命令集 : 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 40 頁 10 SD 卡命令共分為 12 類，分別為 class0 到 classⅡ，不同的 SD 卡，主控根據(jù)其功能，支持不同的命令集如下： C1ass0： (卡的識(shí)別、初始化等基本命令集 )： CMD0：復(fù)位 SD 卡。 ③ 在 DAT 上沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩ㄖ?(點(diǎn)對(duì)點(diǎn) )命令。 ② 有響應(yīng)的廣播命令。根據(jù)命令索引號(hào)可推知 SD 卡的命令最多不超過 64 個(gè)（有些命令索引號(hào)為保留以后升級(jí)用，沒有實(shí)際的命令相對(duì)應(yīng)）， SD 卡協(xié)議把卡 的命令分為若干類，有些命令只有對(duì) SD 模式起作用，有些命令只對(duì) SPI 模式起作用，大部分命令是通用的，兩種模式下具有相同的命令。 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 40 頁 9 SD 卡的命令 SD 卡的命令格式 SD 卡的命令格式固定為 6個(gè)字節(jié) 48 個(gè)位，其格式如圖 所示。一旦數(shù)據(jù)讀取出現(xiàn)錯(cuò)誤，卡就不再傳輸數(shù)據(jù)，取而代之的是發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)令牌給主機(jī)。 SPI的反饋方式和 SD協(xié)議相比有以下3個(gè)方面的不同。多塊傳輸會(huì)在 CMD線路上出現(xiàn)一個(gè)停止命令幀時(shí)中斷傳輸。 SD 總線協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸是以數(shù)據(jù)塊的方式進(jìn)行的。 命令幀：命令幀用來傳輸一個(gè)操作命令的令牌。一般而言，兼容 SD 卡的 SPI 總線包含以下信號(hào)。 SPI 標(biāo)準(zhǔn)僅僅定義了物理連接方式，并未包括完整的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。時(shí)鐘、電源和地信號(hào)是所有卡公用的。 SD 卡總線介紹 SD 存儲(chǔ)卡定義了兩種可選擇的總線協(xié)議，分別是 SD和 SPI。從應(yīng)用的角度來看，采用 SPI 接口的好處在于，很多單片機(jī)內(nèi)部自帶 SPI 控制器，不光給開發(fā)上帶來方便，同時(shí)也見降低了開發(fā)成本。 SD 方式時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速度與 SPI方式要快，采用單片機(jī)對(duì) SD 卡進(jìn)行讀寫時(shí)一般都采用 SPI模式。 圖 SD卡的外形與接口 圖 SD卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 桂林航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 40 頁 5 SD 卡的引腳定義 SD 卡的引腳定義見表 表 SD卡引腳功能詳述 引腳 編號(hào) SD模式 SPI 模式 名稱 類型 描述 名稱 類型 描述 1 CD/DAT3 IO或 PP 卡檢測(cè) /數(shù)據(jù)線 3 CS I 片選 2 CMD PP 命令 /回應(yīng) DI I 數(shù)據(jù)輸入 3 VSS1 S 電 源地 VSS S 電源地 4 VDD S 電源 VDD S 電源 5 CLK I 時(shí)鐘 SCLK I 時(shí)鐘 6 VSS2 S 電源地 VSS2 S 電源地 7 DAT0 IO或 PP 數(shù)據(jù)線 0 DO O 或 PP 數(shù)據(jù)輸出 8 DAT1 IO或 PP 數(shù)據(jù)線 1 RSV 9 DAT2 IO或 PP 數(shù)據(jù)線 2 RSV 注： S：電源供給； I：輸入； O：采用推拉驅(qū)動(dòng)的輸出； PP：采用推拉驅(qū)動(dòng)的輸入輸出。二是接口控制電路，所有操作都由該控制電路具體去執(zhí)行。 SD 模式有一個(gè)時(shí)鐘線、一個(gè)命令 /反饋線、四根輸入 /輸出信號(hào)線、兩個(gè)電源地和一個(gè)電源，所有九 根線都有定義，數(shù)據(jù)傳輸速率較快。 其次是硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)的選擇，包括 單片機(jī)和 SD 卡選型 、編程語言、軟件開發(fā)工具、 軟件仿真工具 等。 SD 卡的邏輯電平相當(dāng)于 TTL 電平標(biāo)準(zhǔn)，而控制芯片 AT89C52 的邏輯電平為 5V CMOS 電平標(biāo)準(zhǔn)。 AT89C52單片機(jī)沒有集成 SD 卡控制器接口