【正文】 清 0 程序 對計時單元復(fù) 0 用 CLR0: CLR A 清累加器 MOV R0,A 清當(dāng)前地址單元 DEC R0 指向前一地址 MOV R0,A 前一地址單元清0 RET 子程序返回 。由于計 時中斷程序中加了中斷延時誤差處理，所以實際計時的走時精度非常高，可滿足多種場合的應(yīng)用需要；另外上電時的班級、學(xué)號、制作日期滾動顯示可以方便學(xué)生設(shè)計作業(yè)的辯認區(qū)別。統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)、運行參數(shù)等予以恢復(fù)， 圖 13 系統(tǒng)自恢復(fù)程序流程圖 圖中恢復(fù)系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)是指取出備份的數(shù)據(jù)覆蓋當(dāng)前的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。那么系統(tǒng)復(fù)位后可據(jù)此單元判系統(tǒng)原來的運行狀基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 18 態(tài)，并跳到出錯處理程序中恢復(fù)系統(tǒng)原運行狀態(tài)。若用兩個單元作上電標(biāo)志，則這種判別方法的可靠性更高。四種情況中除第一種情況外均屬非正常復(fù)位，需加以識別。采用這種環(huán)形結(jié)構(gòu)的軟件“看門狗”具有良好的抗干擾性能，大大提高了系統(tǒng)可靠性。 軟件“看門 狗”技術(shù) 若失控的程序進入“死循環(huán)”，通常采用“看門狗”技術(shù)使程序脫離“死循環(huán)”。通常在 EPROM 中非程序區(qū)填入以下指令作為軟件陷阱： NOP NOP LJMP 0000H 其機器碼為 0000020xx0。這樣即使亂飛程序飛到操作數(shù)上，由于空操作指令 NOP 的存在，避免了后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序自動納入正軌。下面以 MCS51 單片機系統(tǒng)為例，對微機系統(tǒng)軟件抗干擾方法進行研究。硬件調(diào)試的任務(wù)是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設(shè)計性錯誤和工藝性故障。實驗室制作時，可結(jié)合示波器測試晶振及Ｐ０、Ｐ２端口的波形情況，進行綜合 硬件測試分析。這樣在調(diào)整時間時，對應(yīng)調(diào)整單元的顯示數(shù)據(jù)會間隔閃亮。顯示時，先取出 70H～ 75H 某一地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)的顯示用段碼，并從 P0 口輸出， P2 口將對應(yīng)的數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。編制程序時一般采用自頂向下的程序設(shè)計技術(shù)，先設(shè)計監(jiān)控程序再設(shè)計各應(yīng)用程序模塊。 圖 7 74LS244 管腳排列圖 ２ .２ .5 數(shù)碼管顯示電路 本系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路如圖 所示，采用 6 個數(shù)碼管，數(shù)碼管管腳排列圖如圖所指示，在電子鐘里能分別顯示小時，分和秒，如，在電子秒表中，分別顯示，分，表和毫秒，如 . dpecdfgba. dpdee d c dp1 2 3 4 5bafg10 9 8 7 6bafg 數(shù)碼管管腳排列圖 在本系統(tǒng)中，由于用到的 LED 顯示器的位數(shù)較多時，為減少 I/O口數(shù)目，簡化電路，降低成本， 我們在 LED 顯示器采用動態(tài)顯示方式 ， 如圖 8 所示。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 3．芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流?？删幊檀型ǖ? 與 MCS51 兼容 圖 3 單片機控制的多功能計時器 系統(tǒng)的設(shè)計總體框圖 2） 控制核心采用目前較為流行的、且價格低廉的 89C51 為控制核心，主要包括：單片機電路、加 1 電路、減 1 電路、復(fù)位電路、振蕩電路、數(shù)字驅(qū)動與顯示電路 ，下面我們一一進行闡明。 (3) 硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件一并考慮。 2） 整個系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配。 圖 1 單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計總體框圖 1 . 3 系統(tǒng)總 體 設(shè)計 本單片機控制的多功能計時器系統(tǒng) ，采用單片機作為控制核心，具有控制靈活，簡單可靠，造價便宜等諸多優(yōu)點?；趩纹瑱C控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1 第一章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 1 . 1 功能要求 本系統(tǒng)要求能 能完成電子時鐘顯示，調(diào)整，節(jié)能運行，電子秒表記數(shù)等多種功能，由按鍵電路或遙控電路完成功能的設(shè)置， 秒表／時鐘計時器要求用六位 LED 數(shù)碼管顯示時、分、秒，以 24h（小時）計時方式。單片機雖然是一個五臟俱全的計算機，但由于本身無開發(fā)能力，必須借肋開發(fā)工具來開發(fā)應(yīng)用軟件以及對硬件系統(tǒng)進 行診斷。 3） 可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件系統(tǒng)設(shè)計不可缺少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。軟件有執(zhí)行的功能盡可能由軟件來執(zhí) 行，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 硬件電路原理圖如圖 4 所 示。 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 低功耗的閑置和掉電模式 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電 流。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 9 動態(tài) LED 顯示器接口及工作原理 動態(tài) LED 顯示器的電路連接特點是將各位 LED 顯示器的所有對應(yīng)段線并聯(lián)在一起，由一個 8位 I/O 口控制輸出字段碼，而每位 LED 顯示器的公共端（共陽極點或共陰極點）不直接接地或 +5V 電源，而是分別由另外的 I/O 口線控制（稱為位選）。各功能程序應(yīng)模塊化、子程序化，這樣不僅便于調(diào)試、鏈接，還便于個性和移植。為了顯示小數(shù)點及“一”、“ A”等特殊字符，在顯示班級及計時時采用不同的顯示子程序。 調(diào)時功能程序 調(diào)時功能程序的設(shè)計方法是：按下 口按鍵，若按下時間短于 1s，則進入省電狀態(tài)（數(shù)碼管不亮，時鐘不停）；否則進入調(diào)分狀態(tài)，等待操作，此時計時器停止走動。 我們對硬件電路進行了調(diào)試，主要包括： （ 1） 在焊接前元器件要一一檢查是否完好，在焊接過程中逐一檢查電路是否接通。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。 1 軟件抗干擾方法的研究 在工程實踐中，軟件抗干擾研究的內(nèi)容主要是： 一、消除模擬輸入信號的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）；二、程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。 此外，對系統(tǒng)流向起重要作用的指令如 RET、 RETI、 LCALL、LJMP、 JC 等指令之前插入兩條 NOP，也可將亂飛程序納入正軌，確基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 15 保這些重要指令的執(zhí)行。 陷阱的安排 通常在程序中未使用的 EPROM 空間填 0000020xx0。通過不斷檢測程序循環(huán)運行時間，若發(fā)現(xiàn)程序循環(huán)時間超過最大循環(huán)運行時間，則認為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”，需進行出錯處理。對于需經(jīng)常使用 T1 定時器進行串口通訊的測控系統(tǒng)，則定時器 T1 不能進行中斷，可改由串口中斷進行監(jiān)控（如果基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 16 用的是 MCS52 系列單片機，也可用 T2 代替 T1 進行監(jiān)視）。 硬件復(fù)位與軟件復(fù)位的識別 此處硬件復(fù)位指開機復(fù)位與看門狗復(fù)位，硬件復(fù)位對寄存器有影響，如復(fù)位后 PC=0000H， SP＝ 07H， PSW＝ 00H 等。 開機復(fù)位與看門狗故障復(fù)位的識別 開機復(fù)位與看門狗故障復(fù)位因同屬硬件復(fù)位， 所以要想予以正確識別，一般要借助非易失性 RAM 或者 EEROM。 非正常復(fù)位后系統(tǒng)自恢復(fù)運行的程序設(shè)計 對順序要求嚴(yán)格的一些過程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)非正常復(fù)位否，一般都要求從失控的那一個模塊或任務(wù)恢復(fù)運行。系統(tǒng)基本初始化是指對芯片、顯示、輸入輸出方式等進行初始化，要注意輸入輸出的初始化不應(yīng)造成誤動作。 系統(tǒng)程序清單 中斷入口程序 主程序 1s計時程序 T0中斷服務(wù)程序 秒表計時程序 閃動調(diào)時程序 T1中斷服務(wù)程序，用作時間調(diào)整時調(diào)整單元閃爍指示 加 1子程序 分減 1子程序 時減 1子程序 清 0程序 時鐘調(diào)整程序 顯示程序 ST子程序，上電時顯示年月班級用，采用移動顯示 延時程序 控制源程序清單 以下是秒表／時鐘計時器的控制源程序 AT89C5１ 秒表 ／時鐘程序 定時器Ｔ０、Ｔ１溢出周期為５０ ms（１０ ms） ,T0 為調(diào)整時閃爍用，Ｐ 、 、 為調(diào)整按鈕，Ｐ０口為字符輸出口，采用共陽顯示管。時鐘調(diào)整程序 當(dāng)調(diào)時按鍵按下時進入此程序 SETMM: CLR ET0 關(guān)定時器 T0 中斷 CLR TR0 關(guān)閉定時器 T0 LCALL DL1S 調(diào)用 1s延時程序 JB ,CLDIS 鍵按下時間 短于1s，關(guān)閉顯示（省電） MOV R2,06H 進入調(diào)時狀態(tài)，賦閃爍定時初值 基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 27 SETB ET1 允許 T1 中斷 SETB TR1 開啟定時器 T1 SET2: JNB ,SET1 口為 0（鍵未釋放），等待 SETB 00H 鍵釋放，分調(diào)整閃爍標(biāo)志置 SET4: JB ,SET3 等待鍵按下 LCALL DL05S 有鍵按下，延時 JNB ,SETHH 按下時間長于 ,轉(zhuǎn)調(diào) [小 ]時狀態(tài) MOV R0,77H 按下時間短于 ，加 1min 操作 LCALL ADD1 調(diào)用加 1 子程序 MOV A,R3 取調(diào)整單元數(shù)據(jù) CLR C 清進位標(biāo)志 CJNE A,60H,HHH 調(diào)整 單元數(shù) 據(jù)與60 比較 HHH: JC SeT4 調(diào)整單元數(shù)據(jù)小于 60，轉(zhuǎn) SET4 循環(huán) LCALL CLR0 調(diào)整單元數(shù)據(jù)大于或等于 60 時，清 0 CLR C 清進位標(biāo)志 AJMP SET4 跳轉(zhuǎn)到 SET4 循環(huán) CLDIS: SETB ET0 省電（ LED 不顯示）狀態(tài)。時減 1 子程序 SUBB1: MOV A,R0 取當(dāng)前計時單元數(shù)據(jù)到 A DEC R0 指向前一地址 SWAP A A 中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換 ORL A,R0 前一地址中數(shù)據(jù)放入 A 中低四位 基于單片機控制的多功能計時器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 26 JZ SUBB11 00 減 1 為 23h DEC A A 減 1 操作 SUBB111: MOV R3,A