【正文】 .............................. 12 單片機的性能特點 ........................................................................ 15 單片機的應用領域 ........................................................................ 16 本章小結 ........................................................................................ 17 第 3 章 電路的硬件設計 .......................................................................... 18 總體方案設計 ................................................................................ 18 系統(tǒng)總體框圖 ........................................................................ 18 去電信號的產(chǎn)生 .................................................................... 18 復位電路 ........................................................................................ 19 時鐘電路 ........................................................................................ 20 按鍵電路 ........................................................................................ 21 ii 模數(shù)轉換及去電輸出電路 ............................................................ 22 本章小結 ........................................................................................ 23 第 4 章 電路的軟件設計 .......................................................................... 24 軟件程序內容 ................................................................................ 24 軟件總體流程圖 ............................................................................ 25 去電信號產(chǎn)生子程序 .................................................................... 26 黑白名單區(qū)分子程序 .................................................................... 27 模數(shù)轉換及去電輸出子程序 ........................................................ 28 本章小結 ........................................................................................ 29 第 5章 電路調試與仿真 .......................................................................... 30 硬件焊接 ........................................................................................ 30 調試 ................................................................................................ 30 硬件調試方法 ........................................................................ 31 軟件調試方法 ........................................................................ 32 仿真中出現(xiàn)的問題及解決辦法 .................................................... 32 本章小結 ........................................................................................ 33 結 論 .................................................................................................... 34 參考文獻 .................................................................................................... 35 附錄 ............................................................................................................ 36 致謝 ............................................................................................................ 45 畢業(yè)設計（論文）評審意見表 ................................................................ 46 1 第 1 章 緒 論 課題背景 單片機自 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)一般有一臺總機和若干臺分機組成，主機有一個固定的 公用 電話號碼，若干分機各有自己的局域網(wǎng)號碼，當其他公司或單位的電話打進本公司時，首先是主機接到來電號碼， 主機判斷來電是 打給 公司哪個部門的，完成判斷后就將來電轉到相應的部門， 來電呼叫處理完 畢 。 系統(tǒng) 的 軟件采用匯編語言編寫，主要由 主程序 、 去電信號產(chǎn)生 子程序、 黑白名單區(qū)分 子程序 、D/A轉換及去電輸出子 程序 組成。例如：位處理、查表、多種地址訪問方式、多種跳轉、乘除法運算、狀態(tài)監(jiān)測、中斷處理等，增強了實時性。其功能和市場競爭力更強，不該把它們直接稱呼為 MCS51 系列單片機，因為 MCS 只是 Intel 公司專用的單片機系列型號。 該系統(tǒng) 采用了 單片機 AT89C51作為CPU，它是系統(tǒng)的 控制核心 。 4 第 2 章 MCS51 單片機的結構 MCS51 單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。 控制器主要包括程序計數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器 IR、指令譯碼器、條件轉移邏輯電路及時序控制邏輯電路。 (3) 在執(zhí)行調用子程序指令或響應中斷時， 單片機自動完成如下的操作： [1] PC 的現(xiàn)行值 , 即下一條將要執(zhí)行的指令的地址，即斷點值，自動送入堆棧。對于運算指令，還要將運算的結果特征送入程序狀態(tài)寄存器 PSW。 MCS51 單片機復位后，程序存儲器 PC 的內容為 0000H，故系統(tǒng)必須從 0000H 單元開始取指令，執(zhí)行程序。 MCS51 單片機的片內存儲器的字節(jié)地址為 00H7FH。 SFR 綜合的，實際的反應了整個單片機基本系統(tǒng)內部的工作狀態(tài)及工作方式。 MCS51 單片機給用戶提供了可尋址 64K 字節(jié)的外擴 RAM 的能力，至于擴多少 RAM，則根據(jù)用戶實際需要來定。 P3 口是 8 位準雙向 I/O 口，是雙功能復用口，可驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。原因是在應用系統(tǒng)中， P0 口作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線使用時，為保證數(shù)據(jù)的正確傳送，需要解決芯片內外的隔離問題，即只有在數(shù)據(jù)傳送時芯片內外才接通 。 MCS51單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，MCS51 單片機應在唯一的時鐘信號控制下，嚴格地按時序執(zhí)行進行工作，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各個信號的關系。MCS52 子系列的中斷系統(tǒng)與此類同，只不過增加了一個中斷源。 (5) ETl()定時器 1 中斷允許這。 2. 中斷優(yōu)先級寄存器 IP MCS51 的中斷分為 2 個優(yōu)先級。 PTl＝ 1．設定為高優(yōu)先級。它們遵循這樣兩條基本規(guī)則： (1) 低優(yōu)先級中斷可被高優(yōu)先級中斷所中斷，反之不能； 10 (2) 一種中斷 (不管是什么優(yōu)先 級 )一旦得到響應，與它同級的中斷不能再中斷它。 若存在上述任一種情況，中斷查詢結果就被取消。 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。 對于定時器 0 或 1 溢出中斷， CPU 在響應中斷 后，就用硬件清除了有 12 關的中斷請求標志 TF0()或 TFl(TCON.?)，即中斷請求是自動撤除的，無需采取其他措施。調用本身要花費 兩個機器周期。 1. 復位方式 RST 引腳是復位信號的輸入端。當 Vcc 加電后， RAM 的內容是隨機的。 單步執(zhí)行方式可以利用 MCS51 的中斷控制來實現(xiàn)。在掉電方式時，僅給片內 RAM 供電，片內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 IDL 位將被硬件清除，隨之節(jié)電狀態(tài)被結束。但在進入掉電方式前，VCC 不能掉下來，因此要有掉電監(jiān)測電路。加上編程脈沖后就可使保密位寫入。另外，單片機超小型化、結構緊湊、體積小，對于強磁場 16 環(huán)境易于采取屏蔽措施，因而抗干擾能力 強，可靠性高，適合在一些惡劣環(huán)境中工作。單片機內部設置一定容量的只讀存儲器ROM/EPROM，用于存儲用戶的專用程序，這些程序稱之為內部程序。 本章小結 本章介紹了單片機的一些基本硬件結構、特點和應用。 整機結構圖如下圖所示： 圖 31 系統(tǒng)總體方案圖 去電信號 的產(chǎn)生 產(chǎn)生頻率周期變化的 去電信號 實際上就是 由一個單一穩(wěn)定的頻率源進鍵盤輸入 89C51 8255 數(shù)模轉換 去電 輸出 19 行分頻或混頻來實現(xiàn)的。復位電路如下圖所示： 圖 33 復位電路 20 上電復位：上電復位電路是 — 種簡單的復位電路，只要在 RST 復位引腳接一個電容到 Vcc，接一個電阻到地就可以了。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。按鍵的開關狀態(tài)通 過一定的電路轉換為高、低電平狀態(tài)。 鍵盤電路如下圖所示： 圖 35 鍵盤接口電路 22 鍵盤是人機交互的窗口，通過鍵盤實現(xiàn)人對設備的控制和設置。 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有濾波器級聯(lián)實現(xiàn) 。 24 第 4 章 電路的軟件設計 軟件程 序內容 模塊化程序設計方法，歸根結底是設計出性能優(yōu)良的計算機程序，這種方法根據(jù)所要完成的程序設計任務，將總體任務分成幾個易于實現(xiàn)的子程序模塊，然后將這些子程序模塊有機的組合起來，得到所需要的程序。 采用軟件編程的方法來產(chǎn)生 去電 信號，即將 去電信號 的一個周期波形量化，編程數(shù)組放在存儲器中，輸出時按照順序調來產(chǎn)生 去電信號 ，這比傳統(tǒng)的對 去電信號 進行硬件濾波來實現(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 。因此 ，它又被稱為波形合成技術。(LPH)(LPL)送 (PH)(PL) (7FH)置 1 HPL送 PL；