【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9 表 外部引腳狀態(tài)表 模式 空閑模式 空閑模式 掉電模式 掉電模式 程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部 外部 內(nèi)部 外部 ALE 1 1 0 0 /PROG 1 1 0 0 P0 數(shù)據(jù) 浮空 數(shù)據(jù) 浮空 P1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P2 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P3 浮空 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) （ 5） 程序儲(chǔ)存器的加密 AT89S52 可使用對(duì)芯片 上的三個(gè)加密位 LB LB LB3 進(jìn)行編程（ P）或者不進(jìn)行編程（ U）。當(dāng)加密位 LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA 斷的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有服位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)保存到真正復(fù)位為止 。 七段數(shù)碼顯示器 此系統(tǒng)中我們用到的七段數(shù)碼顯示器有兩種，分別是三位七段顯示器和二位數(shù)碼顯示器。 籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì) 10 （ 1） 三位七段數(shù)碼顯示器 三位七段數(shù)碼顯示器如圖 所示， 1 3 引腳分別是七段顯示器的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h段 ， 1 8引腳分別是數(shù)碼管的一、二、三號(hào)顯示管的公共端， 6腳在此為無用腳。 圖 三位七段數(shù)碼顯示器 （ 2） 二位七段數(shù)碼顯示器 二位七段數(shù)碼顯示器如圖 所示， 2引腳分別是七段顯示器的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h段， 5 引腳分別是數(shù)碼管的一、二號(hào)顯示管的公共端。 圖 二位七段數(shù)碼顯示器 商丘工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 芯片 74ls154 74ls154 如圖 所示，當(dāng) SA和 SB 是低電平時(shí) 74LS154 才實(shí)現(xiàn) 416 譯碼功能。 圖 74LS154 引腳圖 芯片 74ls573 74ls573 如圖 所示， 74HC573 是一個(gè) 8 數(shù)據(jù)鎖存器。主要用于數(shù)碼管的控制，在這里使用主要作用是提高驅(qū)動(dòng)能力。 圖 74LS573 引腳圖 芯片 24C02 24c02 如圖 所示，它的在這里的作用主要是作為一個(gè)外部存儲(chǔ)設(shè)備。 a0,a1,a2器件地址選擇。 Wp 寫保護(hù)。 Scl 串行時(shí)鐘。 Sda 串行數(shù)據(jù)地址。 籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì) 12 圖 24C02 引腳圖 硬件電路設(shè)計(jì) 振蕩電路 AT89S52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。振蕩電路如圖 所示。 圖 晶振電路原理圖 計(jì)時(shí)電路 計(jì)時(shí)電路如圖 所示，主要由開關(guān) S10S18，單片機(jī) AT89S52，譯碼器以及 LED顯示器構(gòu)成。 商丘工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 圖 顯示原理圖 計(jì)時(shí)電路 主要由開關(guān) K11~~K18，單片機(jī) AT89C52，譯碼器以及 LED 顯示器構(gòu)成。其工作過程如下：當(dāng)比賽準(zhǔn)備開始的時(shí)候，當(dāng)調(diào)時(shí)開關(guān) K16 按下時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低電平；K11~K14 就變成調(diào)時(shí)按鍵，分別分加一減一，秒加一減一。 時(shí)間設(shè)置完成后，啟動(dòng)定時(shí)器 T0 開始定時(shí)計(jì)數(shù)。計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)，比如：設(shè)置的時(shí)間為 45 分鐘，則在 LED 上顯示“ 4460”四位數(shù)。定時(shí) T0 計(jì)數(shù) 60 秒后中斷返回，繼續(xù)定時(shí)計(jì)數(shù)下一個(gè) 60 秒；同時(shí)則在 4 位 LED 顯示器上顯示“ 4359”四位數(shù)，表示時(shí)間已過去 1秒鐘，即為 43 分 59秒。這樣一直持續(xù)下去， 直到變?yōu)椤?0000”時(shí)表示賽程結(jié)束。如果比賽中，裁判叫暫停，則只要按一下 K18 鍵，即可暫停計(jì)時(shí)。 LED 顯示采用是動(dòng)態(tài)掃描方式。單片機(jī)的 p1口給 74ls573 信號(hào) 573 作為數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)，從 到 相對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的 abcdefgh 段。而 74ls154 作為數(shù)碼管的位選 籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì) 14 擇芯片， 74ls154 是一個(gè) 16 選 1的譯碼器，當(dāng) A0， A1， A2， A3 分別輸入不同的高低點(diǎn)位時(shí)，它的輸出也不同，例如當(dāng) A0， A1， A2， A3分別輸入電平時(shí)， 0000 時(shí)，輸出 Y0=0，其他都為 1，也就是說一號(hào)數(shù)碼管亮，其余不亮。 計(jì)分電路 計(jì)分電路主要由單片機(jī) AT89C52， LED 顯示器以及按鍵開關(guān)組成。其工作過程如下：按鍵開關(guān) K11~~K14 組成甲、乙兩隊(duì)加減分控制。按鍵 K11~K14 一端接地，另一端輸入單片機(jī) AT89C52 的 ， ， ， ，當(dāng)按鍵開關(guān) K11~K14 這四個(gè)按鍵的任何一個(gè)一位按下時(shí)，輸出都會(huì)產(chǎn)生低電平使單片機(jī)中斷，從而使相應(yīng) LED 顯示。因?yàn)榘存I開關(guān)按下時(shí)為低電平。 計(jì)分電路如圖 所示。 圖 計(jì)分電路原理圖 按鍵電路 按鍵電路，八個(gè)按鍵接在單片機(jī)的 P3 口上另一端接在地上，當(dāng)按鍵按下時(shí)對(duì)應(yīng)的單片機(jī)的腳輸入一個(gè)低電平，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到輸入的低電平時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的程序步驟。如下圖： 商丘工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 圖 按鍵電路原理圖 報(bào)警電路 報(bào)警器的種類很多，比如：揚(yáng)聲器，蜂鳴器等，本次設(shè)計(jì)采用的是電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、震動(dòng)膜片以及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電 磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。報(bào)警電路是通過一個(gè)三極管連接在單片機(jī)的 口上，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到需要報(bào)警的程序時(shí)， 輸出低電平，此時(shí)三極管導(dǎo)通，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。報(bào)警電路，如下圖： 圖 報(bào)警電路原理圖 籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì) 16 第四章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)流程圖 根據(jù)硬件電路的設(shè)計(jì)方案和電路圖，設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)流程，根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)具體軟件。 圖 程序設(shè)計(jì)流程圖 商丘工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方 法。其步驟可概括為以下三點(diǎn)： ⑴ 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計(jì)算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 ⑵ 根據(jù)程序編寫方法：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。 ⑶ 編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋恚瑯?gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。 程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對(duì)利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn) 向語句 (或指令 )的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯(cuò)誤和易于修改、調(diào)試。 軟件設(shè)計(jì)編程工具介紹 本設(shè)計(jì)采用的 Keil uVision2 編程軟件， Keil uVision2 是 美國 Keil Software公司出品的 51 系列兼容 單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言 的語法來開發(fā)，與 匯編 相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期 ,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。 KEILC51 標(biāo)準(zhǔn) C編譯器為 8051 微控制器的軟 件開發(fā)提供了 C語言環(huán)境 ,同時(shí)保留了匯編代碼高效 ,快速的特點(diǎn)。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境 [7]。 籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì) 18 結(jié) 論 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我通過基于典型單片機(jī) AT89S52 的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，對(duì)于單片機(jī)工作原理，功能有了宏觀的了解，并對(duì)單片機(jī) C語言程序的應(yīng)用有了新的、進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是下手很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路。另外單片機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)似懂非懂，而且很多知識(shí)當(dāng)時(shí)弄明白了，現(xiàn)在要用的時(shí)候又不記得，造成我用了大量的時(shí)間去查閱各種資料和程序命令，因此整個(gè)過程時(shí)間安排不合理。由于設(shè)計(jì)的計(jì)劃沒有安排好，設(shè)計(jì)的時(shí)間極為倉促，尤其是在硬件調(diào)試的過程中出現(xiàn)了很大的問題。另外資料的查找也是一大難題，這就要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從 書本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來，這不論是對(duì)我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促進(jìn)和幫助。 單片機(jī)目標(biāo)系統(tǒng)裝完之后，應(yīng)該首先認(rèn)真細(xì)致地檢查一遍： 第一，根據(jù)硬件電路原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查線路的正確性，并檢查元器件安裝是否正確。常常要注意的是芯片及開關(guān)管的型號(hào)、放大器和開關(guān)管的極性、電容器的耐壓和極性、電阻的阻值和功率是否與設(shè)計(jì)圖紙相符，重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線間或總線與其它信號(hào)線間是否存在短路； 第二，檢查焊接點(diǎn)是否牢固，特別要仔細(xì)檢查有無漏焊和錯(cuò)焊； 對(duì)于靠得很近的相鄰焊點(diǎn)，要注意檢查金屬毛刺和是否短路，必要時(shí)可用萬用表進(jìn)行測(cè)量。調(diào)試過程有時(shí)可能要重復(fù)多次。另外，在燒寫程序的時(shí)候，一定要注意到 AT89 系列默認(rèn)的有芯片加密。 本次設(shè)計(jì)測(cè)試結(jié)果以及不足之處： 在做 PCB 板的時(shí)候沒有仔細(xì)檢查，以至于 PCB 板出現(xiàn)錯(cuò)誤，使得 74LS154 的電源腳和接地腳弄反了。 整個(gè)系統(tǒng)做好后，數(shù)碼管有時(shí)出現(xiàn)亂碼情況。 商丘工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 參考文獻(xiàn) [1]梁純等 .基于 MCS51 單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣圖文顯示屏設(shè)計(jì) .工礦自動(dòng)化 .2021 年第 6 期 [2]胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 .1996. [3]諸昌鈐 .LED 顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù) [M].成都 :電子科技大學(xué)出版社 .2021. [4]韓潤(rùn)萍等 .點(diǎn)陣 LED 顯示屏控制系統(tǒng) .微計(jì)算機(jī)信息 .203 年第 19 卷第 10 期 [5]徐惠民，安德寧 .單片微型計(jì)算機(jī)原理、接口及應(yīng)用 .第二版 .北京：北京郵電大學(xué)出版社 .2021 [6]李東生 .Protel99 SE 電路設(shè)計(jì)技術(shù)入門與應(yīng)用 .第一版 .北京：電子工業(yè)出 版社 .2021 [7]郭天祥 .新概念 51 單片機(jī) C 語言教程 .入門、提高、開發(fā) .北京電子工業(yè)出版社 .2021 [8] 忠梅