【正文】 在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。 最后的工作是軟件結(jié)合硬件進(jìn)行調(diào)試，出錯(cuò)了就的多思考以求更大的突破。 硬件部分一定要考慮周到，不然很容易出現(xiàn)這樣那樣的問題，到時(shí)修改都是件麻煩的事。 第 3 章 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 排除系統(tǒng)的硬件電路故障，主要有邏輯錯(cuò)誤 ,可靠性差，電源故障等問題，其調(diào)試方法有脫機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。根據(jù)計(jì)算 : 由于一個(gè) LED 需要 20mA 的電流，此電路有八個(gè) LED 所以需要 160mA 的電流即 ICQ=160mA IBQ=ICQ=160mA 放大倍數(shù)考慮余量 80倍 IBQ=ICQ/80=160/80=2mA UBEQ=(硅管 ) R9=(VCCUBEQ)/IBQ=()/2m≈ 2k 歐姆 考慮實(shí)際 UECQ= UECQ=VCCICQRe Re=(VCCUECQ)/ICQ=()/160m=30 歐姆（舍去） R1=(VCCUECQUUBEQ)/I =()/20m =100 歐姆 通過上面的計(jì)算采用 R1～ R8 為 100 歐姆， R9～ R12 為 2千歐姆。在電容的選擇上一定要慎重，本電路采用6MHz 的晶振和兩個(gè) 30pF 的瓷片電容組成一個(gè)震蕩電路從而滿足了需求。 LED 數(shù)碼顯示器是 1種由 LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。并行多控制系統(tǒng)主要解決工程應(yīng)用系統(tǒng)的快速性問題，以便構(gòu)成大型實(shí)時(shí)工程應(yīng)用系統(tǒng)典型的有快速并行采集數(shù)據(jù)、處理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖象處理系統(tǒng)等。例如：在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對(duì)摸 /數(shù)轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，而且還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)字 濾波、線性處理、誤差休整等。 2. 智能儀表。 （ 2）中斷請(qǐng)求的撤除： CPU 響應(yīng)中斷請(qǐng)求后，在中斷返回前，必須撤除請(qǐng)求，負(fù)責(zé)會(huì)錯(cuò)誤的再一次引起中斷過程。 下面談?wù)勍獠恐袛嗉爸袛嗾?qǐng)求的撤除： （ 1）外部中斷： MCS51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有 2 個(gè)外部中斷源，引腳信號(hào)為 INT0 和 INT1(即 和 )。 中斷響應(yīng)過程：?jiǎn)纹瑱C(jī)一旦響應(yīng)中斷，首先對(duì)響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)有效觸發(fā)器置位，然后執(zhí)行 1條由硬件產(chǎn)生的子程序調(diào)用指令，把斷點(diǎn)地址壓入堆棧，再把與中斷源相對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址送入程序計(jì)數(shù)器 PC，同時(shí)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志（串行口中斷和外部電平處罰中斷除外），從而程序轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序。然而由于中斷是隨機(jī)產(chǎn)生的，中斷源又不止 1個(gè)，因此往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：幾個(gè)中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷，或者當(dāng)某一個(gè)中斷正在響應(yīng)中（即正在執(zhí)行該中斷源的中斷服務(wù)程序），又有其他中斷源請(qǐng)求中斷，這是中斷一般會(huì)按如下原則進(jìn)行處理： （ 1）不 同級(jí)的中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷時(shí) —— 先高后低； （ 2）同級(jí)的中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷時(shí) —— 事先規(guī)定； （ 3）處理低級(jí)中斷又收到高級(jí)中斷請(qǐng)求時(shí) —— 停低轉(zhuǎn)高； （ 4） 處理高級(jí)中斷又收到低級(jí)中斷請(qǐng)求時(shí) —— 高不理低； MCS51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)對(duì)優(yōu)先級(jí)的控制比較簡(jiǎn)單，只規(guī)定了兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，對(duì)與每一個(gè)中斷源均可編程為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷。 上電復(fù)位是在單片機(jī)接通電源時(shí) ，對(duì)單片機(jī)的復(fù)位。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在 MCS－ 51中，除程序計(jì)數(shù)器 PC 和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余 21 個(gè)特殊功能寄存器都在這 SFR 塊中。 8051 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址由 00H 至FFH 共有 256 個(gè)字節(jié)的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM 的地址為 00H～ 7FH（即 0～ 127）。 一些關(guān)鍵的存儲(chǔ)單元 0000H～ 0002H，系統(tǒng)復(fù)位后， PC 值為 0000H，系統(tǒng)將從 0000H 單 元開始執(zhí)行程序，一般在該單元區(qū)域中存放一條跳轉(zhuǎn)指令，用戶設(shè)計(jì)的主程序從跳轉(zhuǎn)后的地址開始存放。因此在實(shí)際使用時(shí) ,總是先按需要優(yōu)先選用它的第二功能 ,剩下不用的才作為引腳表現(xiàn)出的外特性或硬件特性 ,在硬件方面只能引用功能 ,即通過引腳組建系統(tǒng)。 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí) ,此二引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí) ,用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 單片機(jī)主要用于控制，需要有較強(qiáng)的位處理功能，因 此位處理器是它的必要組成部分，常把位處理器稱為布爾處理器。該串行口功能較強(qiáng)，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。 8 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器在圖 中包括（ 4K*8）和程序地址寄存器等。 2. 控制器電路 控制電路是單片機(jī)的指揮控制部件，保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。 單片機(jī)概述 單片機(jī)的基本知識(shí) TC89C52RC 是采用 8051 核的 ISP(In System Programming)在系統(tǒng)可編程芯片，最高 工作時(shí)鐘頻率 為 80MHz，片內(nèi)含 8K Bytes 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程 (ISP)特性 ，配合 PC 端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買通用編程器，而且速度更快。智能芯片的運(yùn)用，為多樣化系列化帶來(lái)了便利。要測(cè) 轉(zhuǎn) 速，首先要解決是采樣問題。 關(guān)鍵詞 :陀螺 。因此，單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 陀螺 轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x是單片機(jī)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。 轉(zhuǎn)速 。在使用模技術(shù)制作測(cè)速表時(shí)，常用測(cè)速發(fā)電機(jī)的方法，即將測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與待測(cè)軸相連，測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。 智能儀表的軟件，可為不同需求量身定做，使得智能儀表又具個(gè)性化的特點(diǎn)。 STC89C52RC 系列單片機(jī)是單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 / 低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，全新的流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。圖 中的 PC（程序計(jì)數(shù)器）、 PC 加 1 寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)與控制電路等均屬于控制電路。 80C51 共有4KB 掩膜 ROM，用于存放程序和原始數(shù)據(jù)。在圖 中，串行端口是和中斷、定 時(shí)器一起畫出的。 位處理器以狀態(tài)寄存器中的進(jìn)位標(biāo)志位 C 為累加位，可進(jìn)行置位、復(fù)位、取反、等于“ 0”轉(zhuǎn)移、等于“ 1”轉(zhuǎn)移且清“ 0”以及 C 與可尋址位之間的傳送、邏輯與、邏輯或等位操作。 Vss 地線 Vcc +5V 電源 以上就是 80C51 單片機(jī)芯片 40 條引腳 的定義及簡(jiǎn)單功能說(shuō)明。 二、 存儲(chǔ)器組織和特殊功能寄存器 MCS51單片機(jī)片內(nèi)集成有程序存儲(chǔ)器 ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM,在使用過程中用戶還可以根據(jù)需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行外部擴(kuò)展。 另有 5 個(gè)特殊單元，分別對(duì)應(yīng)于 5 個(gè)中斷源的入口地址。而用做特殊功能寄存器的地址為80H～ FFH。其中 5 個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了 26 個(gè)字節(jié)。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。上電復(fù)位電路如下圖： 在上電瞬間 RST 端與 VCC 電位相同，隨著電容上電壓 的逐漸上升， RST 端電位逐漸下降。在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)中，五個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的次序如下： 外部中斷 0（ IE0） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0溢出中斷 (TF0) 外部中斷 1(IE1) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1溢出中斷 (TF1) 串行口中斷 (RI+TI) MCS51 單片機(jī)中有 1個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP,字節(jié)地址為 B8H。以上功能均由系統(tǒng)完成。其中斷請(qǐng)求觸發(fā)信號(hào)有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種，當(dāng) TCON 寄存器中的 IT0位和 INT1 位為“ 0”時(shí)采用電平觸發(fā)；為“ 1”時(shí)采用邊沿觸發(fā)。我們?cè)诔跏季幊虝r(shí)就犯了這樣一個(gè)錯(cuò)誤，認(rèn)為在中斷中還可以 14 跳出來(lái)。用單片機(jī)改造原有的測(cè)量、控制儀表，促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發(fā)展。 5. 智能民用產(chǎn)品。 2. 局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它使用了 8 個(gè) LED發(fā)光二極管，其中 7 個(gè)用于顯示字符， 1 個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)，故通常稱之為 7 段發(fā)光二極管，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見下圖： 共陽(yáng)極接法 LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法，本產(chǎn)品用的是共陽(yáng)的。 復(fù)位電路采用按鍵手動(dòng)復(fù)位的方式，這樣可以避免上電復(fù)位的麻煩。 軟件部分設(shè)計(jì) 至于軟件部分 可以用 INT0、 INT1 測(cè)脈沖寬度的方法測(cè)出周期，然后用除法運(yùn)算求出轉(zhuǎn) 速并送顯示。其脫機(jī)調(diào)試是在樣機(jī)加電之前，先用萬(wàn) 用表等工具根據(jù)硬件原理圖和裝配圖，仔細(xì)檢查樣機(jī)電路的正確性，并核對(duì)元件型號(hào)，規(guī)格和安裝是否符合要求，末期聯(lián)機(jī)調(diào)試就是通電后，對(duì)波形等觀察分析。用每一個(gè)元器件我都要考慮能否用這個(gè)，用其它的會(huì)不會(huì)更好，通過幾次反復(fù)的比較論證，這樣不管從知識(shí)還是從能力方面講都會(huì)有提高。如果實(shí)在搞不定的話，只能請(qǐng)教老師了，他們會(huì)給我提出改進(jìn)的方案。在整個(gè)課題開發(fā)過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響 。 在此我特別感謝班主任給我的指導(dǎo)， 感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在這樣理論與實(shí)踐互動(dòng)過程中學(xué)到的知識(shí)，對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)都是有益而無(wú)害的。在做的過程中必須對(duì)單片機(jī)的硬件和軟件知識(shí)有充分的了解和熟知，才能設(shè)計(jì)的時(shí)候條理清晰、理論與實(shí)踐相結(jié)合。這樣就可以保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。由上圖的電路我們可以看出5V 的電源通過 VT R9 接單片機(jī)的 口， 口由軟件置 0也就是說(shuō)該口是低電平，形成了通路。放大器作為反饋組件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激震蕩器。 本設(shè)計(jì)我采用 GY50 三軸陀 螺儀作為角速度傳感器，用來(lái)采集 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示器 既然用到顯示就不得不談一下共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示器 。 并行多機(jī)控 制系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，特別是在較大型的工業(yè)測(cè)、控制系統(tǒng)中，用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理加之單片機(jī)與主機(jī)的并行工作，大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。如一般溫度控制、液面控制、簡(jiǎn)單生產(chǎn)線順序控制等。 由于外部中斷源在每個(gè)機(jī)器周期被采樣 1次，所以輸入的高電平或低電平必須保持 12 個(gè)振蕩周期，以保證能被采樣到。 中斷響應(yīng)的時(shí)間：所謂中斷響應(yīng)時(shí)間是指從中斷請(qǐng)求標(biāo)志位到轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序入口所需要的機(jī)器周期，中斷響應(yīng)最短需要 3 個(gè)機(jī)器周期（ 1 條長(zhǎng)調(diào)用指令需 2 個(gè)機(jī)器周期，加上查詢的 1 個(gè)機(jī)器周期）。否則，將丟棄中斷查詢的結(jié)果。 中斷的優(yōu)先級(jí)：如果在執(zhí)行主程序時(shí)只有一個(gè)中斷請(qǐng)求源請(qǐng)求中斷，而這時(shí) CPU又是對(duì)中斷開放的那么這個(gè)中斷立即得到響應(yīng)。本系統(tǒng) 12 采用上電復(fù)位方式。 三、時(shí)鐘電路和工作時(shí)序 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 3. 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器（ SFR）的地址范圍為 80H～ FFH。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲(chǔ)器，從使用角度講，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和 地址分配是十分重要的。目前很多廠家的單片機(jī)內(nèi)部 ROM 容量能夠滿足使用需求，通常沒有必要再進(jìn)行外部 ROM 的擴(kuò)展。 3. P3 口線的情況卻有所不同 ,它的第二功能信號(hào)都是單片機(jī)的重要控制信號(hào)。 RST 復(fù)位信號(hào) 當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù) 2個(gè)機(jī)器周期以上高 電平時(shí)即位有效 ,用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。時(shí)鐘電路為單片機(jī)