【正文】 unsigned char displaybuf[8]={16,16,16,16,16,16,16,16}。 typedef unsigned int word。為以后從事單片機軟硬件產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)打下了一定的基礎(chǔ)，培養(yǎng)了從事產(chǎn)品研發(fā)的信心。 解決 辦法：減小發(fā)射管的限流電阻來加大發(fā)射管的發(fā)射功率，在接收端的接收管與單片機之間加一個三級管來放大接收的波形，這樣就可以使單片機接收到的波形達到最佳，從而識別出有效數(shù)據(jù)，通過數(shù)碼管出來。 N 數(shù)碼管清零 接收溫度數(shù)據(jù) 單片機復(fù)位 數(shù)碼管同步顯示 按鍵 1 還是 2 按鍵 2 還是 3 返回 圖 24 鍵盤掃描程序流程圖 Y 1 2 3 2 4 系統(tǒng)調(diào)試 在系統(tǒng)制作和調(diào)試過程中遇到了不少問題，下面是具體問題與解決方法。硬件消抖電路見圖 23。轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理程序。判 ref是否有鍵按下。 ① 編程掃描方式 編程掃描方式是 CPU 反復(fù)掃描鍵盤，等待鍵盤輸入信息。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描法輪流點亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。碼元的高電平信 號采用 38kHz 矩形波（載波）調(diào)制發(fā)射，載波占空比（ Duty）為 1/3，低電平無信號發(fā)射。如果鍵按下超過 108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（ 9ms）和結(jié)束碼（ ）組成。其中尤以第一種格式用得最多。 考慮到紅外光反射的原因，發(fā)送的信號也可能會被本身接收，因此紅外通信需采用異步半雙工方式，即通信的某一方發(fā)送和接收是交替進行的。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。它的功能是將斷點彈出送回 PC 中，使程序能返回到原來被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。各中 斷源的入口矢量地址之間，只相隔 8個單元，一般中斷服務(wù)程序是容納不下的，最常用的解決方法是在中斷人口矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，而轉(zhuǎn)至存儲器其它的任何空間去。在此情況下， CPU首先使被響應(yīng)中斷的相應(yīng)“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器置位，以阻斷同級和低級的中斷。 (4)中斷處理過程 中斷處理過程可分為三個階段：即中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。其自然優(yōu)先級由硬件形成，排列如表： 表 5 自然優(yōu)先級 中斷源 同級自然優(yōu)先級 外部中斷 0 最高級 最低級 定時器 0中斷 外部中斷 1 定時器 1中斷 串行口中斷 定時器 2中斷 最低級 (52系列單片機中 ) 在每一個機器周期中， CPU對所有中斷源都順序地檢查一遍，這樣到任一機器周期的 S6狀態(tài)，可找到所有已激活的中斷請求，并排好了優(yōu)先級。 ② 中斷源優(yōu)先級結(jié)構(gòu) 靠設(shè)置 IP寄存器把各中斷源的優(yōu)先級分為高低 2級，它遵循 2條基本原則： EX1＝ 1,允許外部中斷 1中斷； EX1＝ 0,禁止外部中斷 1中斷。 — ： ES0。但 CPU響應(yīng)中斷時，并不能清除 TI位，所以必須由軟件清除。因此一般在此地址單元中存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，可以跳至用戶安排的中斷服務(wù)程序的入口處。在模式 2 工作下，計數(shù)器最多可計數(shù)個數(shù)為 M＝ 82 ＝ 256，計時時間最長為： *256＝ （ ） 而計數(shù)初值的加載方法為： TH0＝ 256C （ ） 其中 C為所要計數(shù)的值，計數(shù) 時間長度為： *C （ ） ④ 模式 3 在模式 3中，定時器 1停止計時工作，而定時器 0分為 兩個獨立的 8位定時器?？赡苤灰嫈?shù) 100 個脈沖便產(chǎn)生中斷，只要將初值8092(8192100)加載計數(shù)器即可，一旦激活計數(shù)器后，計數(shù)變?yōu)?809 809??一直到 8192 則產(chǎn)生中斷，這樣就計數(shù) 100次了，而時間長度為： *100＝ （ ） 也就是經(jīng)過 。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時所有位均為 0。 IE1 和 IE0：為外部中斷 1 1INT 和外部 0 0INT 的中斷請求標(biāo)志位。這兩位也可作為程序查詢的標(biāo)志位，在查詢方式下應(yīng)由軟件來清 0。系統(tǒng)復(fù)位時 TMOD所有 位均為 0。只有當(dāng)外部中斷引腳 0INT 或 1INT 為高時， iTR 置 1才能啟動定時器工作。 這兩個定時器本 身有四種工作模式可供使用，如表 3所示。 由于本設(shè)計兩部分電路都有紅外發(fā)射和接收部分，而區(qū)別在于遠端有一個測溫電路而手持端沒有，所以在設(shè)計電路圖時將兩部分設(shè)計成一樣的結(jié)構(gòu)，即在手持端也有設(shè)計了測溫芯片的接口 ，只要對手持端的程序稍加修改也能實現(xiàn)測溫的功能。 圖 12 紅外發(fā)射和接收電路 電路原理：紅外發(fā)送電路由 4011MOS與非門和 38KHz振蕩器組成，串口發(fā)送控制門電路和紅外光發(fā)射管驅(qū)動輸出電路組成。因此為了簡潔電路，我使用非編碼鍵盤。由于 LED具有余輝性以及人眼視覺的惰性，雖然每位顯示器的顯示是分時段性，但只要適當(dāng)選取掃描頻率，人眼的視覺就是連續(xù)的。 圖 9為動態(tài)顯示時的驅(qū)動電路原理圖，圖中采用了達林頓復(fù)合驅(qū)動電路。其優(yōu)點是硬件簡單，“動態(tài)”由軟件實現(xiàn)。 表 2 七段 LED字形碼 顯示字符 共陽極 字符碼 共陰極 字符碼 0 3FH C0H 1 06H F9H 2 5BH A4H 3 4FH B0H 4 66H 99H 5 6DH 92H 6 7DH 82H 7 07H F8H 8 7FH 80H 9 6FH 90H 圖 8 七段結(jié)構(gòu)及外形圖 在這次電子日歷時鐘的設(shè)計中使用了四個 7段 LED顯示器，而多位顯示器連用有兩種方法。為了確認(rèn)電路進入工作狀態(tài)，還在設(shè)計時加入了一個發(fā)光二極管，用于顯示電源是否正常工作，如果電路處于接電狀態(tài)，二極管就會導(dǎo)通而發(fā)光。但其中的一些參數(shù)還得依據(jù)具體要求來設(shè)計。本系統(tǒng)采用的是按鍵脈沖復(fù)位，具體電路和原理將在下面的章節(jié)介紹。 復(fù)位不影響 RAM的內(nèi)容。 — VPPEA/ ：當(dāng) EA 保持低電平時，訪問外部 ROM；注意加密方式 1時， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時，訪問內(nèi)部 ROM。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。作為輸入時，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)，也是由于上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 AT89C51的引腳功能 ，圖 4所示 : 圖 4 AT89C51的引腳功能圖 ② 管腳說明 — VCC：供電電壓。全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 每個讀時隙都由主機發(fā)起，至少拉低總線 1us，在主機發(fā)起讀時 序 之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 0或 1。 (4)然后就可以從剛才的二維數(shù)組匹配在線的溫度傳感器，隨后發(fā)溫度讀取命令就可以獲得對應(yīng)的溫度值了。 在主機檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出 ROM命令。 DS18B20的光刻 ROM中 存有 64位序列號 ， 它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼。當(dāng)主機把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時產(chǎn)生讀時間片。在檢測到 I/O引腳上的上升沿之后， DS18B20等待 1560μ s,并且接著發(fā)送脈沖（ 60240μ s的低電平信號）。它與 CPU（ AT89C51）的接法如圖 2。 ℃ ；具有溫度報警功能，用戶可設(shè)置最高和最低報警溫度，且設(shè)置值掉電不丟失；采用 DALLAS 公司特有的單總線通信協(xié)議，只用一條數(shù)據(jù)線就可實現(xiàn)與 MCU 的通信；此外，DS18B20能夠直接從數(shù)據(jù)線獲得電源，無需外部電池供電。 方案二：使用單片機和數(shù)字式單總線溫度傳感器構(gòu)成。 ℃； 用 4位數(shù)碼管進行顯示實際溫度值顯示； 手持端通過紅外發(fā)射管發(fā)射測溫信號； 測溫端通過紅外發(fā)射管發(fā)送到手持端； 手持端可以隨時查看指定待測物體的溫度值。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。 本設(shè)計應(yīng)用性比較強， 只要對電路部分稍加改裝，就可以實現(xiàn)抄讀其它的數(shù)字儀表設(shè)備：如數(shù)字電度表，數(shù)字水表等等?？紤]到一般的 A/D輸入通道都只能接收大信號，所以還要設(shè)計相應(yīng)的放大電路。盡管方案二不需要 A/D，但考慮到系統(tǒng)擴充等因素，單片機可以選用 AT98C2051。因此每一個 DS18B20 DS18B20 數(shù)碼管 紅外發(fā)射 紅外接收 AT89C51 紅外接收 紅外發(fā)射 按鍵 數(shù)碼管 AT89C51 AT89C51 DS18B20 在出廠時已經(jīng) 給定了唯一的序號因此從理論上說任意多個 DS18B20 可以連接在一條單線總線上。 主機發(fā)送（ Tx） 復(fù)位脈沖（最短為 480μ s的低電平信號）。有兩種類型的寫時間片：寫 1時間片和寫 0時間片。所有 ROM操作命令均為 8位長。當(dāng)然，搜索 ROM命令和報警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。 (2)接著主機發(fā)送 ROM命令，程序開始讀取單個在線的芯片 ROM編碼并保存在單片機數(shù)據(jù)存儲器中，把用到的 DS18B20的 ROM編碼離線讀出，最后用一個二維數(shù)組保存 ROM編碼，數(shù)據(jù)保存在 X25043中。 寫時 序 均起始于主機拉低總線，產(chǎn)生寫 1時 序 的方式：主機在拉低總線后，接著必須在 15us之內(nèi)釋放總線 。 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 5個中斷源 在FLASH編程時， P0口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部電位必須被拉高。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 — PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。 圖 5 AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 (2)AT89C51的基本操作 如圖 6所示， 在 X1和 X2之間接一只石英振蕩晶體構(gòu) 成了單片機的時鐘電路，它還有另一種接法， 是把外部振蕩器的信號直接連接到 XTAL1端， XTAL2端懸空不用。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈沖復(fù)位。具體功能及細節(jié)詳見電路原理部分。因而選擇 12MHz 的晶體振蕩器。 ② 如果將公共陰極接地，而在 a～ g各段的陽極加上不同的電壓，就會使各段的發(fā)光情況不同，形成不同的發(fā)光字符。即將多個 7段 LED的段選端復(fù)接在一起，只用一個 8位輸出口控制段選，段選碼同時加到各個 7段 LED顯示器上，通過控制各個顯示器公共陽極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動各個 LED。由于顯示部分選擇了動態(tài)顯示，因此驅(qū)動電路也選擇動態(tài)驅(qū)動。它是 4位 LED動態(tài)顯示接口電路。其缺點是使用的硬件較復(fù)雜。 獨立式鍵盤可工作在查詢方式下，通過 I/O口讀入鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時 I/O口變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌逆I對應(yīng)為高電平，這樣通過讀電平狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪個鍵被按下。正可與單片機串口發(fā)送接收端 RXD配接。 定時 /計數(shù)器應(yīng)用 (1)定時 /計數(shù)器功能簡介 AT89C51單片機內(nèi)部設(shè)有兩個 16位可編程的定時 /計數(shù)器，簡稱定時器 0和定時器 1，分別用 T0和T1表示。當(dāng) GATE＝ 0，定時器只由軟件控制位 TR0或 TR1來控制啟停。 TF1和 TF0；分別為定時器 1和定時器 0溢出標(biāo)志。 定時器的啟動與門控位和外部中斷引腳有關(guān)。 iIT 設(shè)置為“ 0”時為電平觸發(fā)方式；設(shè)置為“ 1”時為邊沿觸發(fā)方式。 GATE＝ 1時，除了 TR0＝ 1， INT0還須是高電平。 RI和 TF1：串行口的接收和發(fā)送中斷。其中斷申請信號的產(chǎn)生過程為： 發(fā)送過程：當(dāng) CPU將一個數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器 SBUF時，就啟動發(fā)送。其各位的定義如下： AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H EA — ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0