【文章內(nèi)容簡介】 0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部 程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 (3) 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。 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。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 (4) P2 口 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收 ，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 (5) 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。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 單片機中斷 典型的 8051 單片機有 5 個中斷源，可分為兩個優(yōu)先級，實現(xiàn)中斷服務(wù)嵌套。用戶可以用關(guān)中斷指令來屏蔽中斷請求，也可以用開中斷指令是 CPU 接受中斷申請。每一個中斷源在軟件中都可以獨立開關(guān)，級別可由用戶自行設(shè)置。 下表 為中斷控制標(biāo)志列表。 表 中斷控制標(biāo)志列表 中斷源 工作標(biāo)志 向量地址 外部中斷 0 IE0 0311 計時器 0 TF0 0BH 外部中斷 1 IE1 13H 計時器 1 TF1 1BH 串行端口傳送 T1 23H 串行端口接收 R1 23H LCD 液晶顯示器 本系統(tǒng)選擇的 LCD 是 AMPIRE128 64 的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。 單片機 P1 口作為數(shù)據(jù)輸出口， RS， R\W， E 分別通過 10K 的上拉電阻連接到單片機的 ， ,。 VDD 接 5V 電源， VSS 接地。 VEE 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一 個 10K 的電位器調(diào)整對比度）。RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。R/W 為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 DB0DB7 為雙向數(shù)據(jù)總線，同時最高位 DB7也是忙信號檢測位。 BLA、 BLK 分別為顯示器背光燈的正、負(fù)極。 液晶顯示器 接口圖和管 腳表如下 所示。 圖 LCD液晶顯示器 表 LCD接口說明表 管腳號 管教 電平 引腳說明 1 CS1 H/L 片選擇信號，低電平時選擇前 64列 2 CS2 H/L 片選擇信號，低電平時選擇后 64列 3 GND 0V 邏輯電源地 4 VCC 邏輯電源正 5 V0 LCD 驅(qū)動電壓 6 RS H/L 數(shù)據(jù) \指令選擇 7 R/W H/L 讀 \寫選擇：高電平：讀數(shù)據(jù)；低電平：寫數(shù)據(jù) 8 E H/L 讀寫使能，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù) 9 DB0 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 10 DB1 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 11 DB2 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 12 DB3 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 13 DB4 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 14 DB5 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 15 DB6 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 16 DB7 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 17 RST L 復(fù)位信號，低電平有效 18 VOUT 10V 背光源負(fù)極 按鍵系統(tǒng) 基于多功能萬年歷設(shè)置日歷、時間、鬧鐘等功能，我們決定使用 button 元件作為控制按鈕。 Button 元件在市場上到處可見，其功能單一，少偶合，反應(yīng)速度快等特點。 本系統(tǒng)使用 3 個 button 元件分別作為設(shè)置位選、上調(diào)、下調(diào)等功能。 3 個按鍵與一個 3 位與門電路相連，作為 整個按鍵控制功能系統(tǒng)，以觸發(fā) AT89S51 中斷為方式使用設(shè)置功能。其電路圖如圖 所示： 圖 按鍵系統(tǒng) (1)Button1 ：位選功能，設(shè)置位選位 ,可通過其對年、月、日、時、分、秒進行控制； (2)Button2 ：上調(diào)功能 ，對當(dāng)前所處狀態(tài)位進行上調(diào)； (3)Button3 ：下調(diào)功能 ， 對當(dāng)前所處狀態(tài)位進行下調(diào) 。 4 程序設(shè)計 單片機 的微機控制系統(tǒng)設(shè)計，除了元件 選擇、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計外，最主要的工作就是如何根據(jù)每個模塊的實際需求 設(shè)計 出 應(yīng) 用程序。應(yīng)用程序的可靠性、高效性、穩(wěn)定性直接影 響系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用 。因此，程序設(shè)計在微機控制系統(tǒng)設(shè)計中 占據(jù)著 重要地位。 在單片機的系統(tǒng)設(shè)計的過程中 ， 主要分為數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)過程控制兩大部分。在多功能智能萬年歷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)分類占較大的比例。其中時間的計算與獲取是整個系統(tǒng)的核心所在 ， 另外數(shù)據(jù)顯示 、 聲音處理 、 過程控制也是 整個系統(tǒng)的重點 。 為了更好地完成各個部分的內(nèi)容，更方便地進行調(diào) 程序修改和調(diào)試排錯 ，我們把系統(tǒng)分為 定時器模塊、外部中斷響應(yīng)模塊 、主函數(shù)模塊這幾 大 部分進行設(shè)計，并 分別進行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強了程序的可移植性。 定時器模塊 在本多功能萬年歷系統(tǒng)中，使用定時器來精確計算每一秒的時間長。首先是對定時器的選擇和初始化： 選擇定時器 0， 方式 1。 TMOD = 0x01； 裝載 T0 的初值，通過計算且與溫度傳感器公用，決定以 20 次溢出作為 1秒的時間，故裝填 TH0 = 0x3c； TR0 = 0xb0； 然后啟動定時器，打開總中斷開關(guān) EA = 1； ET0=1； 初始化完成后便進入中斷函數(shù)的設(shè)計。 每一秒所 產(chǎn)生的中斷要完成年、月、日、時、分、秒的計算，并為其他功能設(shè)定標(biāo)志位等，如聲音，溫度顯示， 流程圖如圖 。 定 時 器 中 斷 響 應(yīng)秒 s e c o n d 加 1M u n i t e 加 1設(shè) 計 溫 度 讀 取 標(biāo) 志位 t e m p ， 聲 音 響 應(yīng)標(biāo) 志 位 s o u n d結(jié) 束 初 始 化中 斷 響 應(yīng) 次 數(shù) 是否 為 2 0 次 ?S e c o n d 是 否 滿6 0 ？重 新 裝 填 T H 0 ， T L 0是是否否 圖 響應(yīng) 程序流程圖 外部中斷響應(yīng)模塊 本系統(tǒng)使用 0 號中斷，在中斷中響應(yīng)設(shè)置時間、日歷和鬧鐘的功能。首先在主函數(shù)中打開 0 號中斷開關(guān) ,響應(yīng)模式，總中斷開關(guān) IT0 = 1； EX0 = 1； EA = 1； 另外使用 button1 作為設(shè)置 位 選位， button2 作為上調(diào)， button3 作為下調(diào)，其功能流程圖如圖 所示 。 外 部 中 斷 響 應(yīng) 入 口判 斷 b u t t o n 1 是 否 為 0 ？判 斷 b u t t o n 2 是 否 為 0 ？位 選 標(biāo) 志 c o u n t + +在 相 應(yīng) 位 上 數(shù) 值加 一在 相 應(yīng) 位 上 數(shù) 值減 一該 位 超 過 最 大 值則 置 為 0該 位 為 0 則 置 為 最大 值外 部 中 斷 響 應(yīng) 入 口 圖 外部中斷響應(yīng)流程圖 主函數(shù)模塊 主函數(shù)模塊主要承擔(dān)顯示日歷、時間、 星期、農(nóng)歷 等信息。因為我們所設(shè)的設(shè)置位選位為七次一循環(huán)，所以在平 常狀態(tài)下，系統(tǒng)顯示 相關(guān) 信息，當(dāng)進入設(shè)置狀態(tài)下， 主函數(shù)流程 如 下 。 是 否 是 否 開 始結(jié) 束顯 示 時 間 和 狀 態(tài)i / 7 = 0 ?定 時 器 初 值 裝 載 ,數(shù) 據(jù) 初 始 化進 入 w h i l e 循 環(huán) ,i = 0 , i + +是否進 入 相 應(yīng) 的 設(shè) 置 位選 位 圖 主函數(shù)流程圖 判斷 閏年每月天數(shù) 閏年的二月有 29 天，否則則為 28 天 ， 下圖是 判斷 閏年的每個月的天數(shù)。 開 始結(jié) 束2 9 天是 否 為 閏 年 ？年 的 狀 態(tài)是 否 為 2 月 ？3 1 天是是 否 為1 , 3 , 5 , 7 , 8 , 1 0 , 1 2 月 ？3 0 天否是否是否圖 判斷 閏年每月天數(shù) 非閏年每個月天數(shù)流程圖與之類似，這里就不再作具體說明。 時間調(diào)整 ，來調(diào)整時間：滿 60 秒，分加 1；滿 60 分，時加 1；滿 24 時，日加 1；滿 30 日，月加 1；滿 12 月 ， 年 加 1。 開 始結(jié) 束跳 出 調(diào) 整 狀 態(tài)秒 + 1當(dāng) 前 狀 態(tài) ： 秒 ？調(diào) 整 狀 態(tài)當(dāng) 前 狀 態(tài) ：分 ？當(dāng) 前 狀態(tài) ： 時 ？當(dāng) 前 狀 態(tài) ：月 ？當(dāng) 前 狀態(tài) ： 日 ？分 + 1 時 + 1 日 + 1 月 + 1 年 + 1是否是是是是否否否否 圖 時間調(diào)整圖 ，先按控制鍵進入調(diào)整狀態(tài)程序，再根據(jù)進入的狀態(tài)進行調(diào)整年月日時分秒，具體流程如下圖所示： 開 始結(jié) 束控 制 鍵 進 去 秒 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 響 應(yīng)加 鍵 有 效 ？秒 + 1 秒 1是否 圖 時間調(diào)整程序 秒 流 程圖 開 始結(jié) 束控 制 鍵 進 去 分 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 響 應(yīng)加 鍵 有 效 ？秒 + 1 秒 1是否 圖 時間調(diào)整程序 分 流程圖 5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試 仿真部分采用 仿真軟件 Proteus 和 兼容單片機 C 語言