【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候 ,受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候 ,按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行，這種狀態(tài)與我們所熟悉的電腦重啟類似。單片機(jī)復(fù)位電路如圖 33所示。 復(fù)位電路晶振電路 STC89C51單片機(jī) I/O接口 7 圖 33STC89C51 復(fù)位電路圖復(fù)位電路有幾種實(shí)現(xiàn)復(fù)位方式呢？首先需要將高電平持續(xù) 2US與 STC89C51單片機(jī)的第 9引腳連接才能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。單片機(jī)通電后，復(fù)位按鍵按下，則系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位；當(dāng)釋放按鍵后再按下，系統(tǒng)會再進(jìn)行復(fù)位一次。此外，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在通電啟動時(shí)，也會產(chǎn)生一次復(fù)位。因此， STC89C51 單片機(jī)有兩種方式實(shí)現(xiàn)復(fù)位，分別是手動按鍵復(fù)位和通電復(fù)位。 那么，在單片機(jī)通電時(shí)為什么也會產(chǎn)生復(fù)位呢？下面對這個(gè)問題進(jìn)行了分析說明。具體如下： 通電時(shí)會產(chǎn)生復(fù)位的原因：在圖 33STC89C51 單片機(jī)復(fù)位電路圖中，電阻 R27=10k，電容 C1=10uF。其中單片機(jī)的電源是 5V，從這些已知量我們可以算出，電容充電的電壓到電源電壓的 倍，即為 ，需要的時(shí)間是 10k*10uF=。換言之，在單片機(jī)系統(tǒng)啟動的 之內(nèi)，電容兩端的電壓在 0~ 范圍內(nèi)逐漸增加。因?yàn)榇?lián)電路各處電壓之和為總電壓，在這個(gè)時(shí)候 10k電阻兩端的電壓就會從 5~內(nèi)逐漸減少。由于 RST 引腳接收到的高電平信號時(shí)間為 ，所以在開機(jī) ， STC89C51單片機(jī)系統(tǒng)會產(chǎn)生自動復(fù) 位。 晶振電路設(shè)計(jì)與分析由于晶體振蕩器本身存在特性，高頻率晶振和低頻率晶振的頻率無限接近。此時(shí)，可視晶振等效為一個(gè)電感。但是，這樣會使其他元器件的參數(shù)發(fā)生變化，影響振蕩器頻率的變化。單片機(jī)的工作頻率范圍也是有限的，工作頻率太大會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 8 圖 34 晶振電路圖所以，考慮到晶振頻率對系統(tǒng)造成的負(fù)面影響，則需要在晶振的兩端并聯(lián)一個(gè)合適的電容，組成一個(gè)并聯(lián)諧振電路，再把這個(gè)電路加到負(fù)反饋電路中，形成正弦波振蕩電路，從而保障系統(tǒng)的正常工作。 口的上拉 電阻分析在一般接通電源時(shí)，端口電壓一般不是很穩(wěn)定。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了穩(wěn)定系統(tǒng)電壓為高或低，就會使用上拉或下拉電阻。本系統(tǒng)采用 P0 口的上拉電阻，由于 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻是開漏的，因此在單片機(jī)上需要接一個(gè)上拉電阻，使 P0 口能夠給負(fù)載提供電流。 圖 35 上拉電阻原理圖 按鍵電路獨(dú)立按鍵的引腳 1 和引腳 2是導(dǎo)通的，引腳 3和引腳 4 是導(dǎo)通的。所以，電路中只要接引腳 1 和 3或者引腳 1 和 4，或者引腳 2 和 3或者 2和 4。電路中應(yīng)用最好的區(qū)別方法是按按鍵的斜對角。當(dāng)多個(gè)按鍵一起用的時(shí)候，就可以利用其導(dǎo)通性，并且不是每個(gè)按鍵都要接地或者電源。按鍵原理圖如圖 36 所示。 9 圖 36按鍵原理圖 圖 37 共陰共陽端為每一位的 led 陽極接圖如圖 37 所示，四位一體數(shù)碼管是由“ 8”字型的器件構(gòu)成，且有 4 個(gè)“ 8”字型的器件。其引線不需要自己去連接，只需引出 4 個(gè)“ 8”字型器件的各個(gè)筆劃。每一位的 led 陽極都與光陽數(shù)碼管共陰共陽端連接，由于本設(shè)計(jì)的最大限時(shí)為 59： 59，所以數(shù)碼管的四位選通控制均需要打開。四位一體數(shù)碼管引腳如圖 38所示。 圖 38四位一體數(shù)碼管引腳圖 自鎖開關(guān)自鎖開關(guān)電路在本設(shè)計(jì)中作為電源的開關(guān)，常開的一腳接 DC 電源插口電源腳，常開的另一腳接電路的電源 VCC，自鎖開關(guān)原理圖如圖 39所示。 圖 39自鎖開關(guān)原理圖 蜂鳴提示電路 如圖 310，本設(shè)計(jì)蜂鳴提示電路是由一個(gè) 電阻、一個(gè) PNP三極管、一個(gè)蜂鳴器組成，并接在 SAT89C51 單片機(jī)的 口。當(dāng)限定的時(shí)間倒計(jì)時(shí)至零時(shí)，蜂鳴器報(bào)警 5聲后停止。 圖 310蜂鳴提示電路原理圖蜂鳴提示電路的 PNP型三極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)電路。也就是說，當(dāng) PNP 三極管基極為低電平時(shí)，發(fā)射極導(dǎo)通，則蜂鳴器報(bào)警器響；當(dāng)三極管基極為高電平時(shí)，發(fā)射極截止，則蜂鳴器的通路斷開不報(bào)警。其中， PNP 型三極管作為電流放大器件，在蜂鳴提示電路可以起到保護(hù)單片機(jī)的作用。 11 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如圖 41所示： 圖 41軟件 設(shè)計(jì)框圖 12 圖 42程序流程圖開始系統(tǒng)初始按鍵掃描 S1S2S3S4S5啟動正計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)據(jù)暫停計(jì)時(shí)設(shè)置秒設(shè)置秒顯示時(shí)間 ~ 13 第 5章系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 測試儀器檢查系統(tǒng)硬件是否存在問題，主要是對單片機(jī)外圍器件以及整個(gè)硬件系統(tǒng)進(jìn)行檢測。硬件調(diào)試主要是對系統(tǒng)顯示模塊、系統(tǒng)按鍵模塊、硬件系統(tǒng)整體進(jìn)行調(diào)試。 系統(tǒng)顯示模塊調(diào)試對顯示模塊的測試，主要是為了驗(yàn)證電源模塊是否能會出現(xiàn)一些短路或者其他的現(xiàn)象。測試步驟具體如下： 第一步：通過肉眼觀察線路板的焊接狀況。進(jìn)行相應(yīng)的判斷，是否會出現(xiàn)一些短路或者斷路。 第二步：接通系統(tǒng)的電源。此時(shí)，顯示屏?xí)痢? 第三步：通過按鍵的功能不同進(jìn)行調(diào)試。觀察顯示顯示屏是否隨著不同的功能顯示數(shù)字不同，如果可以實(shí)現(xiàn)變化，就說明設(shè)計(jì)是合理可靠的。 ： 第一步：重復(fù)的檢測電路的完整性。及時(shí)焊好在檢測中出現(xiàn)短路或者斷路情況的地方。 第二步：接通系統(tǒng)的電源。此時(shí)，功率放大器應(yīng)該不發(fā)出任何聲音。 第三步：按下開始計(jì)時(shí)按鍵，觀察顯示屏是否會隨著按鍵的按下而數(shù)字變化，如果顯示屏的數(shù)字等間隔增大，則證明系統(tǒng)按鍵模塊是正確的。 系統(tǒng)整體調(diào)試為了讓系統(tǒng)的功能更加的完善，主要對以下內(nèi)容進(jìn)行調(diào)試： 第一步：按鍵按下觀察是否可以正常的顯示數(shù)字；第二步：觀察芯片的引腳是否對應(yīng)正確；第三步：當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為零時(shí)檢查是否會出現(xiàn)蜂鳴聲；第四步：驗(yàn)證電源模塊是否能會出現(xiàn)一些短路或者其他的現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題在演講限時(shí)器的設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)了幾個(gè)問題，解決方法如下： 在設(shè)計(jì)上蜂鳴 器的響度不夠，聲音有時(shí)存在時(shí)斷時(shí)續(xù)現(xiàn)象。問題分析：本設(shè)計(jì)中的 USB 與充電寶接觸不良，因而導(dǎo)致蜂鳴器聲響不一致。 出現(xiàn)單片機(jī)的程序運(yùn)行出現(xiàn)卡死的情況。問題分析：在單片機(jī)進(jìn)入中斷之后，沒有及時(shí)進(jìn)行中斷的退出，因而導(dǎo)致程序發(fā)生錯亂的情況。 軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用單步式的執(zhí)行每一句程序，選擇設(shè)置斷點(diǎn)的方法來控制程序運(yùn)行的速度，可以比較直觀地查看當(dāng)前程序調(diào)試的具體數(shù)值。這樣可以直觀地體驗(yàn)到軟件調(diào)試的過程。當(dāng)程序運(yùn)行結(jié)果與期望值不符的時(shí)候，可以通過多次的調(diào)試，定位到具體語句或者操作中出現(xiàn)問題的地方，進(jìn)而針對性的分析問題的原因，達(dá)到快速解決的目的。此外，軟件調(diào)試用了 keil軟件進(jìn)行軟件仿真，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的合理性。 在演講限時(shí)器的軟件設(shè)計(jì)中，為了讓設(shè)計(jì)更加的合理可靠，需要采用 protelse99 畫原理圖，生成網(wǎng)絡(luò)表之后再轉(zhuǎn) PCB 圖。本系統(tǒng)采用keil 軟件對軟件進(jìn)行調(diào)試仿真，以達(dá)到更清晰的對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真調(diào)試。也就是說，通過對程序的連接，以及程序的執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)存在的程序中的語法錯誤和邏輯錯誤，并修正。通過 keil 軟件進(jìn)行仿真之后，大大的減少了本設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的邏輯錯誤。 keil軟件仿真界面如圖 51。 圖 51keil軟件仿真界面 15 結(jié)束語 本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)相對比較簡單，性能相對比較穩(wěn)定。經(jīng)過 反復(fù)檢測，本系統(tǒng)硬件設(shè)備基本滿足設(shè)計(jì)需求；軟件設(shè)計(jì)也能夠配合硬件設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)功能；在功能上，基本實(shí)