【正文】 .............................. 12 單片機(jī)的性能特點(diǎn) ........................................................................ 15 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 ........................................................................ 16 本章小結(jié) ........................................................................................ 17 第 3 章 電路的硬件設(shè)計(jì) .......................................................................... 18 總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................ 18 系統(tǒng)總體框圖 ........................................................................ 18 去電信號(hào)的產(chǎn)生 .................................................................... 18 復(fù)位電路 ........................................................................................ 19 時(shí)鐘電路 ........................................................................................ 20 按鍵電路 ........................................................................................ 21 ii 模數(shù)轉(zhuǎn)換及去電輸出電路 ............................................................ 22 本章小結(jié) ........................................................................................ 23 第 4 章 電路的軟件設(shè)計(jì) .......................................................................... 24 軟件程序內(nèi)容 ................................................................................ 24 軟件總體流程圖 ............................................................................ 25 去電信號(hào)產(chǎn)生子程序 .................................................................... 26 黑白名單區(qū)分子程序 .................................................................... 27 模數(shù)轉(zhuǎn)換及去電輸出子程序 ........................................................ 28 本章小結(jié) ........................................................................................ 29 第 5章 電路調(diào)試與仿真 .......................................................................... 30 硬件焊接 ........................................................................................ 30 調(diào)試 ................................................................................................ 30 硬件調(diào)試方法 ........................................................................ 31 軟件調(diào)試方法 ........................................................................ 32 仿真中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法 .................................................... 32 本章小結(jié) ........................................................................................ 33 結(jié) 論 .................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 35 附錄 ............................................................................................................ 36 致謝 ............................................................................................................ 45 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審意見(jiàn)表 ................................................................ 46 1 第 1 章 緒 論 課題背景 單片機(jī)自 1976年由 Intel公司推出 MCS48開始，迄今已有二十多年了。 這種電話系統(tǒng)一般有一臺(tái)總機(jī)和若干臺(tái)分機(jī)組成，主機(jī)有一個(gè)固定的 公用 電話號(hào)碼，若干分機(jī)各有自己的局域網(wǎng)號(hào)碼，當(dāng)其他公司或單位的電話打進(jìn)本公司時(shí)，首先是主機(jī)接到來(lái)電號(hào)碼， 主機(jī)判斷來(lái)電是 打給 公司哪個(gè)部門的，完成判斷后就將來(lái)電轉(zhuǎn)到相應(yīng)的部門， 來(lái)電呼叫處理完 畢 。 系統(tǒng) 的 軟件采用匯編語(yǔ)言編寫，主要由 主程序 、 去電信號(hào)產(chǎn)生 子程序、 黑白名單區(qū)分 子程序 、D/A轉(zhuǎn)換及去電輸出子 程序 組成。例如：位處理、查表、多種地址訪問(wèn)方式、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運(yùn)算、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、中斷處理等，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為 MCS51 系列單片機(jī)，因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。 該系統(tǒng) 采用了 單片機(jī) AT89C51作為CPU，它是系統(tǒng)的 控制核心 。 4 第 2 章 MCS51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) MCS51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。 控制器主要包括程序計(jì)數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器 IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時(shí)序控制邏輯電路。 (3) 在執(zhí)行調(diào)用子程序指令或響應(yīng)中斷時(shí)， 單片機(jī)自動(dòng)完成如下的操作： [1] PC 的現(xiàn)行值 , 即下一條將要執(zhí)行的指令的地址，即斷點(diǎn)值，自動(dòng)送入堆棧。對(duì)于運(yùn)算指令，還要將運(yùn)算的結(jié)果特征送入程序狀態(tài)寄存器 PSW。 MCS51 單片機(jī)復(fù)位后，程序存儲(chǔ)器 PC 的內(nèi)容為 0000H，故系統(tǒng)必須從 0000H 單元開始取指令，執(zhí)行程序。 MCS51 單片機(jī)的片內(nèi)存儲(chǔ)器的字節(jié)地址為 00H7FH。 SFR 綜合的，實(shí)際的反應(yīng)了整個(gè)單片機(jī)基本系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)及工作方式。 MCS51 單片機(jī)給用戶提供了可尋址 64K 字節(jié)的外擴(kuò) RAM 的能力，至于擴(kuò)多少 RAM，則根據(jù)用戶實(shí)際需要來(lái)定。 P3 口是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。原因是在應(yīng)用系統(tǒng)中， P0 口作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，為保證數(shù)據(jù)的正確傳送，需要解決芯片內(nèi)外的隔離問(wèn)題，即只有在數(shù)據(jù)傳送時(shí)芯片內(nèi)外才接通 。 MCS51單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，MCS51 單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行進(jìn)行工作，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)的關(guān)系。MCS52 子系列的中斷系統(tǒng)與此類同，只不過(guò)增加了一個(gè)中斷源。 (5) ETl()定時(shí)器 1 中斷允許這。 2. 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP MCS51 的中斷分為 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)。 PTl＝ 1．設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)。它們遵循這樣兩條基本規(guī)則： (1) 低優(yōu)先級(jí)中斷可被高優(yōu)先級(jí)中斷所中斷，反之不能； 10 (2) 一種中斷 (不管是什么優(yōu)先 級(jí) )一旦得到響應(yīng)，與它同級(jí)的中斷不能再中斷它。 若存在上述任一種情況，中斷查詢結(jié)果就被取消。 5. 外部中斷 外部中斷的激活方式分為兩種：一種是電平激活．另一種是邊沿激活。 對(duì)于定時(shí)器 0 或 1 溢出中斷， CPU 在響應(yīng)中斷 后，就用硬件清除了有 12 關(guān)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志 TF0()或 TFl(TCON.?)，即中斷請(qǐng)求是自動(dòng)撤除的，無(wú)需采取其他措施。調(diào)用本身要花費(fèi) 兩個(gè)機(jī)器周期。 1. 復(fù)位方式 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。當(dāng) Vcc 加電后， RAM 的內(nèi)容是隨機(jī)的。 單步執(zhí)行方式可以利用 MCS51 的中斷控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在掉電方式時(shí)，僅給片內(nèi) RAM 供電，片內(nèi)所有其他的電路均不工作。 一條途徑是有任一種中斷被激活，此時(shí) IDL 位將被硬件清除，隨之節(jié)電狀態(tài)被結(jié)束。但在進(jìn)入掉電方式前，VCC 不能掉下來(lái)，因此要有掉電監(jiān)測(cè)電路。加上編程脈沖后就可使保密位寫入。另外，單片機(jī)超小型化、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng) 16 環(huán)境易于采取屏蔽措施，因而抗干擾能力 強(qiáng)，可靠性高，適合在一些惡劣環(huán)境中工作。單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置一定容量的只讀存儲(chǔ)器ROM/EPROM，用于存儲(chǔ)用戶的專用程序，這些程序稱之為內(nèi)部程序。 本章小結(jié) 本章介紹了單片機(jī)的一些基本硬件結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用。 整機(jī)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖 31 系統(tǒng)總體方案圖 去電信號(hào) 的產(chǎn)生 產(chǎn)生頻率周期變化的 去電信號(hào) 實(shí)際上就是 由一個(gè)單一穩(wěn)定的頻率源進(jìn)鍵盤輸入 89C51 8255 數(shù)模轉(zhuǎn)換 去電 輸出 19 行分頻或混頻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路如下圖所示： 圖 33 復(fù)位電路 20 上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是 — 種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在 RST 復(fù)位引腳接一個(gè)電容到 Vcc，接一個(gè)電阻到地就可以了。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。按鍵的開關(guān)狀態(tài)通 過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。 鍵盤電路如下圖所示： 圖 35 鍵盤接口電路 22 鍵盤是人機(jī)交互的窗口，通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)人對(duì)設(shè)備的控制和設(shè)置。 DAC0832 芯片 的主要特性為： (1) 分辨率 8 位； (2) 電流輸出，穩(wěn)定時(shí)間為 l S? ； (3) 可雙緩沖、單緩沖或直接數(shù)字輸入； (4) 只需在滿量程下調(diào)整其線性度； (5) 單一電源供電 (+5～ +15v)； (6) 低功耗， 20mW。任何高階濾波器均可以用較低的二階 RC有濾波器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn) 。 24 第 4 章 電路的軟件設(shè)計(jì) 軟件程 序內(nèi)容 模塊化程序設(shè)計(jì)方法，歸根結(jié)底是設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的計(jì)算機(jī)程序，這種方法根據(jù)所要完成的程序設(shè)計(jì)任務(wù)，將總體任務(wù)分成幾個(gè)易于實(shí)現(xiàn)的子程序模塊，然后將這些子程序模塊有機(jī)的組合起來(lái)，得到所需要的程序。 采用軟件編程的方法來(lái)產(chǎn)生 去電 信號(hào)，即將 去電信號(hào) 的一個(gè)周期波形量化，編程數(shù)組放在存儲(chǔ)器中，輸出時(shí)按照順序調(diào)來(lái)產(chǎn)生 去電信號(hào) ，這比傳統(tǒng)的對(duì) 去電信號(hào) 進(jìn)行硬件濾波來(lái)實(shí)現(xiàn) 白名單去電 輸出的方法節(jié)約了硬件資源，降低了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià) 。因此 ，它又被稱為波形合成技術(shù)。(LPH)(LPL)送 (PH)(PL) (7FH)置 1 HPL送 PL；