【正文】 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 在單片機(jī)的開發(fā)過程中，程序的設(shè)計(jì)是最為重要的但也是難度最 大的。 軟件仿真主要是使用計(jì)算機(jī)軟件來模擬運(yùn)行實(shí)際的單片機(jī)運(yùn)行，因此仿真與硬件無關(guān)的系統(tǒng)具有一定的優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)仿真器是在產(chǎn)品 開發(fā)階段用來替代單片機(jī)進(jìn)行軟硬件調(diào)試的非常有用的開發(fā)工具。特別是近 20 年時(shí)間里 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展 ,計(jì)算機(jī)在工農(nóng)業(yè) ,科研 ,教育 ,國防和航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。它以體積小 ,功能全 ,價(jià)格低贏得了廣泛的應(yīng)用 ,為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) ,成為單片機(jī)發(fā)展史上重要的里程碑。 1982 年以后 ,16 位單片機(jī)問世 ,代表產(chǎn)品是 INTEL 公司的 MCS96 系列 ,16 位單片機(jī)比起 8 位機(jī) ,數(shù)據(jù)寬度增加了一倍 ,實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng) ,主頻更高 ,集成度達(dá)到了 12萬只晶體管 ,RAM增加到了 232字節(jié) ,ROM則達(dá)到了 8kB,并且有 8 個(gè)中斷源 ,同時(shí)配置了多路的 A/D 轉(zhuǎn)換通道 ,高速的 I/O 處理單元 ,適用于更復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 Zilog 公司的 Z8 系列產(chǎn)品代表作是 Z8671,內(nèi)含 BASIC Debug 解釋程序 ,極大地方便用戶。 1990 年美國 INTEL 公司推出了 80960 超級 32 位單片機(jī)引起了計(jì)算機(jī)界的轟動(dòng) ,產(chǎn)品相繼投放市場 ,成為單片機(jī)發(fā)展史上又一個(gè)重要的里程碑。只不過是九十年代中期 ,INTEL公司忙著開發(fā)他們個(gè)人電腦微處理器 ,已沒有足夠的精力繼續(xù)發(fā)展自己創(chuàng)導(dǎo)的單片機(jī)技術(shù) ,而由 PHILIPS 等公司繼續(xù)發(fā)展 C51系列單片機(jī)。例如精密的測量設(shè)備 (功率計(jì) ,示波器 ,各種分析儀 )。 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)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話 ,集群移動(dòng)通信 ,無線電對講機(jī)等。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程 ,可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢 ,大致有 : CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW,而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW 左右 ,隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低 ,現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。 現(xiàn)在常規(guī)的單 片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器 (ROM)、并行和串行通信接口 ,中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上 ,增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )、有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上 ,這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多 ,功能就越強(qiáng)大。 現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多 ,各具特色 ,但仍以 80C51 為核心的單片機(jī)占主流 ,兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS 公司的產(chǎn)品 ,ATMEL 公司的產(chǎn)品和中國臺灣的 Winbond 系列單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi) ,這種情形將得以延續(xù) ,將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面 ,走的是依存互補(bǔ) ,相輔相成、共同發(fā)展的道路。 密碼鎖程序的包括修改密 碼、輸入密碼錯(cuò)誤報(bào)警（并且根據(jù)報(bào)警次數(shù)的不同實(shí)現(xiàn)不同的報(bào)警方式）、密碼輸入正確后 的 授權(quán)操作（硬件 有限，只能是模擬）和復(fù)位功能。 第 2 章 硬件系統(tǒng)的介紹 7 圖 21 單片機(jī)仿真器及教學(xué)電路板 SST89E58RD芯片功能及原理 SST89E58RD 屬于 FLASHFLEX51 家族，以 CMOS 半導(dǎo)體處理技術(shù)設(shè)計(jì)和制造的 8 位 SCM。該 8K 字節(jié)的次塊可以被 映射到 64/32K 字節(jié)存儲器空間的最低地址空間，同時(shí)該空間也可以通過程序計(jì)數(shù)器 (Program counter) 被隱藏，同時(shí)可以作為獨(dú)立的類 EEPROM(EEPROMLIKE)數(shù)據(jù)存儲器。該器件可以用一個(gè)啟動(dòng)例程被預(yù)編程，示范用戶編程代碼下載或通過 IAP 功能更新用戶代碼。 作為 32KB 的 SuperFlash EEPROM 的片內(nèi)程序存儲器的補(bǔ)充，該器件可以尋址到 64KB 的外部程序存儲器空間。 仿真功能的實(shí)現(xiàn)也得益于此，事先將仿真監(jiān)控程序燒寫到次塊 1 中，以實(shí)現(xiàn)在線仿真。 3 個(gè)端口都可以作為數(shù)據(jù)輸入式輸出端口，但是不同的端口有不同的工作方式。 8255 有如下相關(guān)的控制信號。 方式控制字 方式控制字由 8 位組成，其格式如下。 D3：確定 C 口的 PC7~PC4 的數(shù)據(jù)傳輸方向， D3=1， PC7~PC4 輸入；D3=0， PC7~PC4 輸出。 0 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7： D7=0，是按位復(fù)位 /置位，控制字標(biāo)志。 (3)8255 的狀態(tài)字 8255 沒有專門的狀態(tài)字，當(dāng)端口 A、端口 B 工作于方式 1 或方式時(shí)，端口 C 為它們提供握手聯(lián)絡(luò)信號，讀端口 C，可以得到有關(guān)端口的工作狀態(tài)信息。端口 A 可以工作在方式 0、方式 1 和方式 2，端口 B 可以工作在方式 0 和方式 1，端口 C 只能工作在方式 0。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種方法。即，某一個(gè)數(shù)碼管的字段碼從單片機(jī)的一個(gè) I/O 接口輸出，通過單片機(jī)選通該數(shù)碼管，讓這個(gè)數(shù)碼管顯示自己的字符幾個(gè)毫秒，然后將下一個(gè)數(shù)碼管的字段碼從單片機(jī)的同一個(gè) I/O 接口輸出，通過單片機(jī)選通下一個(gè)數(shù)碼管，讓下一個(gè)數(shù)碼管顯示自己的字符幾個(gè)毫秒，依次循環(huán)。電路如圖 24 所示 .。 本設(shè)計(jì)用到 12 個(gè)發(fā)光二極管，其中 4 個(gè)直接與單片機(jī) P1 口相連，其余8 個(gè)與 8255C 口相連。 鍵盤的工作原理：鍵盤采用逐列掃描的工作原理。用同樣的方法掃描后面三列。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后(~15V 直流工作電壓 )，多諧振蕩器起振 ,輸出 ～ 的音頻信號，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 表 22 音調(diào)及其頻率 音符 1 2 3 4 5 6 7 頻率 /Hz 523 587 859 698 784 880 987 蜂鳴器連接電路如圖 27 所示。 為了解決鍵盤按鍵不夠用的問題，本設(shè)計(jì)加入了第二功能鍵，數(shù)字鍵沒有第二功能，鍵 A、 B、 C、 D、 E 對應(yīng)的第一功能依次為加、減、乘、除、清零，對應(yīng)的第二功能依次為等于、退格、負(fù)號、小數(shù)點(diǎn)、開根號。 當(dāng)輸入一個(gè)操作和操作符后，操作符對應(yīng)的狀態(tài)顯示 LED 變亮，直到輸入第二個(gè)操作數(shù)和等號后操作符狀態(tài)顯示LED 才滅。 本設(shè)計(jì)考慮到等號是用第二功能鍵實(shí)現(xiàn)的，位了避免使用的不便本設(shè)計(jì)中當(dāng)輸入 兩 個(gè)操作數(shù)和一個(gè)操作符后按加、減、乘、除鍵即 A、 B、 C、D 的第一功能鍵和按等號鍵具有同樣的效果，都實(shí)現(xiàn)等號的功能。對于偏重于算法的程序 CPU的利用效率一般要比內(nèi)存的利用效率更重要一些，所以本程序采用了這種存儲方式。然后由連接器把分立的模塊連接、定位，生成一個(gè)單一的絕對地址的可執(zhí)行的程序模塊。因?yàn)榇a可以被重定位，所以保存的模塊可以連接到滿足其輸入和輸出要求的任意程序中。一旦找到了有問題的模塊，更正問題就相當(dāng)容易了。 /*暫時(shí)存儲鍵值 */ char jsf。 point2=0。 P1_4=1。 /*初始化 */ for(temp1=0。 Operand2[temp1]=0。 jian=skey()。 while(!skey()) display()。 Operation 保存操作符。 鍵盤的工作原理： PC0 輸出低電平，然后查看 PC 口高四位的電平，如果全是高電平說明第一列沒有鍵按下，如果不全為高電平說明第一列有鍵按下。這樣做可以防止按鍵一次被誤識別為 兩 次。 /*鍵盤掃描控制信號 */ char in。i++) { PC=atc[i]。 in=in|0x0f。 inj=j。 key=ini*4+inj。amp。第一列沒有鍵按下到 LONE MOV A,00H AJMP LKP LONE: JB ,LTWO 。改變掃描行 第 3 章 計(jì)算器程序 25 RL A MOV R2,A DJNZ R1,LK1 。是 A 鍵則加入第二功能 ADD A,SND JMP KEYEND KEYH1: CJNE A, 0BH,KEYH2 。是 E 鍵則加入第二功能 ADD A,SND KEYEND: MOV JIAN,A LK2: ACALL DISPLAY ACALL KSI JNZ LK2 。 這種方法先將被除數(shù)和除數(shù)的高位對其，然后從被除數(shù)的高位取出和除數(shù)相同位數(shù)的數(shù)，比較 這個(gè)數(shù)和除數(shù)的大小，這個(gè)數(shù)大就用它減去除數(shù)并且商的最高位（開始為零）加一，直到這個(gè)數(shù)小于除數(shù)。 例如被除數(shù)是 ，除數(shù)是 ，那么存儲器的內(nèi)容如表 31： 表 31 Operand2（除數(shù)） {0… ..0， 5， 3， 2，4} Operand1（被除數(shù)） {0… ..0， 4， 5} num_Operand2 4 num_Operand1 3 point2 2 Point1 3 程序中 point2（ point1）保存的值是 Operand2（ Operand1）的小數(shù)位數(shù)加一（ 0 或 1 表示沒有小數(shù)）。 yiwei 子函數(shù)的功能是讓 Operand1 乘以 10，本例 調(diào)用 yiwei 子函數(shù)后Operand1 的值變?yōu)?{0…..0 ， 4， 5， 0， 0， 0}， num_Operand1=5。 流程圖如圖 34： C 語言除法子程序如下： void chufa() { char xsd, x,temp。 while(Operand2[num_Operand21]==0) /*清除最高位的零 */ num_Operand2。 temp=1。x9。 /*通 pare 和jie1 求商 */ while(!cmp) { jie1()。 } if(x==0) /* 被除數(shù)為零 */ { num_Operand2=0。 point2=x1xsd。 temp2=num_Operand2。 } for(temp1=0。 } while(temp20) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 { Operand2[temp21]=0。 /* 處理函數(shù)的入口條件 */ chuli()。 Compare 實(shí)現(xiàn)被除數(shù)取出的數(shù)與除數(shù)比較的功能（除數(shù)大返回一，反之返回零）。采用牛頓迭代法能夠減少計(jì)算量從而提高程序的效率。(x0)，稱 x1 為 r 的一次近似值。(x(n))，稱為 r 的 n+1 次近似值，上式稱為 牛頓迭代公式 。39。(x0) ， 這樣， 得到 牛頓法 的一個(gè) 迭代序 列： x(n+1)=x(n) －f(x(n))/f39。 所以 牛頓迭代開更號用到的公式為： x(n+1)=(x(n)+y/x(n))/2,起始條件 x（ 0）隨便定義一個(gè)整數(shù)即可以。 /* 用于保存牛頓迭代的 Xn*/ char sg3。 /* S2 的小數(shù)位數(shù) */ char jqf。temp18。temp1num_Operand2。 xsd3=point2。 /* 設(shè)定數(shù) 4 為 2（牛頓迭代的 x1） */ do { for(temp1=0。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 point2=xsd4。 for(temp1=0。 point1=xsd3。 for(temp1=0。 /* 求 Y/X 并存入數(shù) 1*/ for(temp1=num_Operand2。temp1sg4。 for(temp1=num_Operand1。 /* 求出 Y/X+X 并存入數(shù) 1*/ chu2()。temp1++) /* 將（ Y/X+X） /2 存入s2（也