【正文】 單片機(jī)控制而尚未實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目。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。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)。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片， 但從組成和功能上看，它已具有了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性[11]。單片機(jī)根據(jù)控制應(yīng)用的需要分為通用單片機(jī)和專用單片機(jī)。此外，在實(shí)際的控制應(yīng)用中，常常需要擴(kuò)展外圍電路和外圍芯片。 單片機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況(1)、單片機(jī)的產(chǎn)生電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電路到大（超大）規(guī)模集成電路共四個(gè)階段，即常說(shuō)的第一代、第二代、第三和第四代計(jì)算機(jī)。(2)、單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展大體上同步，也經(jīng)歷四個(gè)階段：第一階段（1971～1974年）1971年11月，Intel公司推出4位微處理器Intel 4004，并配有RAM,ROM和移位寄存器等芯片，構(gòu)成第一臺(tái)MCS4微型計(jì)算機(jī)。第三階段（1978～1983年）：高性能單片機(jī)階段以Intel公司MCS51系列為代表，與此同時(shí)，Motorola公司推出680Zilog公司推出ZRokwell公司推出6506502等。但其位數(shù)不一定會(huì)繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了 32 位單片機(jī)，但使用的并不多。大致可分為如下幾個(gè)范疇：在智能儀器儀表的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度等物理量的測(cè)量。通過(guò)單片機(jī)控制的智能化家用電器將給我們帶來(lái)更大的舒適和方便，進(jìn)一步改善我們的生活質(zhì)量，把我們的生活變的更加豐富多彩。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)、電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育、國(guó)防航空等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。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(kāi)始鍵、復(fù)位鍵，以達(dá)到可以重新設(shè)置初值的目的。時(shí)間可以設(shè)置分秒級(jí)別。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。本次設(shè)計(jì)的定是控制電源開(kāi)關(guān)是在計(jì)時(shí)器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，以倒計(jì)時(shí)器為基礎(chǔ)，還可以設(shè)計(jì)更多對(duì)日常生活密切相關(guān)的設(shè)備，諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，都是以計(jì)時(shí)器為基礎(chǔ)的。若作為一個(gè)部件生產(chǎn)產(chǎn)品，有很大的挖掘價(jià)值，也非常有吸引力。 80C51芯片介紹MCS51 的原生產(chǎn)廠商是 Intel 公司，最早推出 80C51 芯片的也是 Intel 公司，并且作為 MCS51 的一部分，按原 MCS51 芯片的規(guī)則命名，例如 80C380C587C51 和 89C51，這樣我們就能很容易地認(rèn)識(shí) 80C51 的系列芯片。目前這些 80C51 的兼容芯片已開(kāi)始在我國(guó)使用，其中尤其是PHILIPS公司的同名芯片 80C51 及其派生產(chǎn)品最受歡迎，而ATMEL公司的閃速存儲(chǔ)器型單片機(jī)芯片 AT89C51 等更是后來(lái)居上，大有取代傳統(tǒng) EPROM 型芯片之勢(shì)。8051單片機(jī)與80C51單片機(jī)從外形看是完全一樣的，其指令系統(tǒng)、引腳信號(hào)、總線等完全一致（完全兼容），也就是說(shuō)在8051下開(kāi)發(fā)的軟件完全可以在80C51上應(yīng)用，反過(guò)來(lái)，在80C51下開(kāi)發(fā)的軟件也可以在8051上應(yīng)用[3]。8051系列單片機(jī)采用的是HMOS工藝：高速度、高密度；80C51系列單片機(jī)采用的是CHMOS工藝：高速度、高密度、低功耗；也就是說(shuō)80C51單片機(jī)是一種低功耗單片機(jī)。右邊為為其邏輯符號(hào)圖。當(dāng)外接晶體振蕩器時(shí)，XTAL1和XTAL2分別接在外接晶體兩端。ALE/PROG(30)——地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址。當(dāng)CPU不執(zhí)行訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE以時(shí)鐘振蕩頻率1 / 6的固定頻率輸出，因此ALE信號(hào)也可作為外部芯片CLK時(shí)鐘或其他需要。PSEN(29)——外ROM讀選通信號(hào)。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是靠及信號(hào)控制的。當(dāng)EA保持高電平時(shí)，先訪問(wèn)內(nèi)ROM，但當(dāng)PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò)4KB（0FFFH）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外ROM中的程序。80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口,共32個(gè)引腳。P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL門。CPU既可以對(duì)P1口進(jìn)行字操作，又可以進(jìn)行位操作。引腳上拉電阻同P1口。圖 26 P3口位結(jié)構(gòu)P3口各口線與專用功能： ——RXD：串行口輸入端。 ——T1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部信號(hào)輸入端。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展I/O口)時(shí)， 4個(gè)I/O口都可作為雙向I/O口用。圖27 中斷流程引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。圖28 中斷系統(tǒng) 8051中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)80C51的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源（8052有 6個(gè)） ，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套 。 (1)、IT0()外部中斷0()觸發(fā)方式控制位。IT1=0時(shí)，外部中斷1程控為電平觸發(fā)方式；IT1=1時(shí)外部中斷1為邊沿觸發(fā)方式。(4)、TF1（）片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷申請(qǐng)位。(1)、中斷允許控制寄存器IE特殊功能寄存器IE為中斷允許寄存器，控制CPU對(duì)中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個(gè)中斷源的開(kāi)放和屏蔽（禁止），以及每個(gè)中斷源是否允許中斷。表22 中斷優(yōu)先級(jí)位76543210字節(jié)地址 B8HPT2PSPT1PX1PT0PX0IP PX0（）：外部中斷0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；PT0（）：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；PX1（）：外部中斷0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；PT1（）：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；PS （）：串行口優(yōu)先級(jí)設(shè)定位；PT2 () ：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。其格式如下：表24 工作方式寄存器TMOD位76543210字節(jié)地址 89HGATEM1M0GATEM1M0TMOD各位功能如下：(1) GATE：門控位。＝0為定時(shí)模式；=1為計(jì)數(shù)模式。TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。T1工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。TR1置1時(shí)，T1開(kāi)始工作；TR1置0時(shí)，T1停止工作。TR0（）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同。④使TR0或TR1置位(TCON)，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。第五，比較簡(jiǎn)單的介紹了定時(shí)器。對(duì)于硬件部分的設(shè)計(jì)，本著簡(jiǎn)單可靠的思想。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。其原理如圖圖33 數(shù)碼管顯示電路四位數(shù)碼管實(shí)物圖如下： 圖34 數(shù)碼管實(shí)物圖四位數(shù)碼管，內(nèi)部的4個(gè)數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因?yàn)槔锩嬗?個(gè)數(shù)碼管，所以它有4個(gè)公共端，加上a~dp，共有12個(gè)引腳，下面便是一個(gè)共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽(yáng)的與之相反）。圖中按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開(kāi)時(shí)，I/O口線有確定的高電平。三極管的選擇：功率PCM：大于5V*繼電器電流 (5*40 mA = )的兩倍；最大集電極電流（ICM）：大于繼電器吸合電流的兩倍以上；耐壓BV（CEO）：大于繼電器工作電壓5V,可選10V以上；直流放大倍數(shù)：取100。經(jīng)過(guò)以上的分析計(jì)算得出：三極管可用極性是NPN的9014或8050。它與電源電壓疊加后加到控制繼電器線圈的三極管的e、c兩極上，使發(fā)射結(jié)（e—c）有可能被擊穿。 本章小結(jié) 本章介紹了此電源開(kāi)關(guān)的定時(shí)控制的設(shè)計(jì)過(guò)程，主要講述硬件電路設(shè)計(jì)，首先，介紹了系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)方案圖，電源開(kāi)關(guān)的定時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要會(huì)用到單片機(jī)STC89C5鍵盤掃描模塊、LED數(shù)碼顯示器等硬件模塊，然后硬件電路設(shè)計(jì)部分對(duì)每一個(gè)模塊的功能和使用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，弄清楚各部分之間的工作方式及其聯(lián)系，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體電路圖，焊接，安裝，等待軟件程序的輸入。主程序流程圖如下圖。下面則是流程圖。在確定所有器件正常時(shí)根據(jù)電路原理圖連接，在連接完電路后，用萬(wàn)用表測(cè)與地相接的部分是否導(dǎo)通，還有各部分電路的連接是否正常，在確定后連接正常后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。 本章小結(jié)硬件和軟件的調(diào)試完成后，對(duì)此實(shí)物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的演示實(shí)驗(yàn)，檢查硬件是否按照預(yù)期的要求工作，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。其次，要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)做深入的方案論證、計(jì)算并且結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際條件，確立自己的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而，就是對(duì)自己確立的方案進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)，包括所用原器件選型，以及控制部分整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的硬件選型與設(shè)計(jì)，并用Protel繪制出整個(gè)系統(tǒng)總體電路圖制作了PCB板。用單片機(jī)C語(yǔ)言編程，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了可靠性和可擴(kuò)展性。但是我想通過(guò)以后的學(xué)習(xí)和努力一定會(huì)有所提高，能夠做出更好的設(shè)計(jì)。感謝我的導(dǎo)師給了我莫大的幫助，在她悉心的指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求下，作品和論文順利完成了。在以后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)時(shí)時(shí)敦促自己更加努力，不辜負(fù)師長(zhǎng)、親人、朋友對(duì)我的期望附錄1 軟件設(shè)計(jì)程序主程序如下：includeincludeincludeincludeincludeincludevoid main(void){ McuInit()。 Display(TimeTable)。} }}初始化程序設(shè)計(jì)ifndef INIT_Hdefine INIT_Hincludevoid TimerInit(void){ TMOD = 0x1。 TR0 = 1。 Beep=BeepOff。} return KeyNum1。 } } if(!Key3){ delay_nms(5)。if(BitPoint==4)BitPoint=0。break。 case 2: TimeTable[2]++。if(TimeTable[3]==6)TimeTable[3]=0。if(TimeTable[0]==0xff)TimeTable[0]=9。break。 case 3: TimeTable[3]。 } }endif顯示子程序如下：ifndef DISPLAY_Hdefine DISPLAY_Hincludevoid DispNum(unsigned char x,unsigned char num){ switch(x) { case 1: DSTCaPort=Table[num]。S3=0。S2=1。 case 3: DSTCaPort=Table[num]。S4=0。S2=0。 }}void Display(unsigned char *CodeTable){ delay_nms(1)。 delay_nms(1)。}endif 定時(shí)觸發(fā)子程序ifndef INTERRUPT_Hdefine INTERRUPT_Hincludeincludeincludeincludeincludevoid TimerInterrupt(void) interrupt 1 using 1{ TL0=0xb0。Beep=BeepOn。 TimeTable[0]。 TimeTable[2]