【文章內(nèi)容簡介】 據(jù)字節(jié)。 3． 激活相應(yīng)的控制信號。 4． 在高電壓編程方式時，將 EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。 5． 每對 Flash 存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個 ALE/PROG 編程脈沖。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為 。重復(fù) 1— 5 步驟，改變編程單元 的地址和寫入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束。 單片機(jī)時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時鐘信號，單片機(jī)本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號的控制下嚴(yán)格地按時序進(jìn)行工作。 在 MCS51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 X1，輸出端為芯片引腳 X2，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。此電路采用 12MHZ 的石英晶體。時鐘電路如下圖所示： 圖 31 時鐘電路圖 單片機(jī)復(fù)位電路 電阻的作用是用于上電復(fù)位的， VCC 以上電，由于電容兩端電壓不能夠突破，所以 RST 上為高電平，然后電容放電， RST 就為低電平了 還可以用手動復(fù)位。復(fù)位電路如下圖所示： 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 11 圖 32 復(fù)位電路圖 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 12 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 proteus 軟件環(huán)境介紹 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計首先是在 Proteus 軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。 Proteus 軟件是來自英國Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件， Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是， 它 的電路仿真是互動的 。 針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時調(diào)試 。 如 果 有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等 ， 還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果 。 Proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境 ， 尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊達(dá)到更好的效果 。 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具 。 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá) ， LED， AD/DA，部分SPI 器件，部分 IIC 器件 ...） 。 其實(shí) Proteus 與 multisim 比較類似，只不過它可以仿真MCU， 當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者 擁 有 它們 的可能性比較小 。 當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的 。 在沒有硬件的情況下 ， Proteus 能像 pspice 仿真模擬 /數(shù)字電路那樣仿真 MCU 及外圍電路。另外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也 是很有必要的。Proteus 軟件主要具有以下幾個方面的特點(diǎn)： 設(shè)計和仿真軟件 Proteus 是一個很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計能力。 它允許對電路設(shè)計采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個特定符號來代替元器件，并完成不會對真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。 它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號的圖表。 它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如 PICS, ATMELAVR, MOTOROLA, 8051 等。 在設(shè)計綜合性方案中 ,還可以利用 ARES 開發(fā)印制電路板。 Protel 軟件環(huán)境介紹 Protel 印制板設(shè)計軟件包是澳大利亞 protel technology 公司與 1990 年推出的電子CAD 產(chǎn)品，具有方便、易學(xué)、實(shí)用、快速以及高速度、高步通率的特點(diǎn)。它采用了分層 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 13 次下拉窗口菜單結(jié)構(gòu)形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單命令就能操作， protel 有著很高的自動布線布通率。布通率是電子產(chǎn) CAD 產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映電子元件在電路圖中連接 關(guān)系有多少能在印刷版圖中實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計常用的單、雙面印制板時只要選擇適當(dāng)?shù)脑季趾筒季€策略方法 ， protel 就可以輕易的達(dá)到98%100%的布通率。對于極少數(shù)不能布通的定方 ， protel可以用飛線指示出來，引導(dǎo)用戶用手工方法連通。另外， protel有強(qiáng)大的宏命令設(shè)置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 Protel對微機(jī)的軟硬件配置要求很低： cpu 在 8088 以上， 以上版本，內(nèi)存 640kb以上，雙軟件（或一個軟件一個硬盤），單色顯示器（多層板設(shè)計時最好用彩色），各種兼容打印 機(jī)。也能在 Windows9X 平臺的模擬 DOS 下運(yùn)行。 Protel已成為印制板設(shè)計加工方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)初步統(tǒng)計 protel 在 CAD 的市場占有率達(dá) 95%，成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選 CAD 軟件。 程序流程圖 主程序 Y N N Y 圖 41 主程序流程圖 燈 滅 判斷方向鍵是否按下 LED 燈向右移動 啟動按鍵是否按下 端 口初始化 開 始 LED 燈向左移動 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 14 子程序 LED 流水燈方向控制 Y N 圖 42 LED 流水燈方向控制流程圖 流水燈流程圖 圖 43 流水燈流程圖 LED 燈向左（右）快速亮 LED 燈向左（右）慢速亮 燈流速控制鍵是否按下 結(jié) 束 開 始 開 始 P1 口賦初值讓第一個燈亮 調(diào)用延時函數(shù)延時 P1 口的值循環(huán)左移一位 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 15 LED 顯示原理 LED 點(diǎn)陣顯示器亦稱 LED 矩陣板 ,具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn) ,能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示器。 因此 ,它被廣泛應(yīng)用于大型 LED 智能顯示屏、智能儀器儀表和機(jī)電一體化設(shè)備的顯示單元中 ,取得了較好的效果。 由于它 經(jīng)濟(jì)、小型的顯示系統(tǒng) ,同時要求使用方便靈活 ， 方便地組成了由多塊大屏幕 LED 顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng) ,該系統(tǒng)可廣泛用于商場、車站、碼頭及其它公共場合。 LED 顯示屏由 ED 點(diǎn)陣顯示器 (常見型號為 P2158A) 構(gòu)成。它是以發(fā)光二極管為像素 ,按照行與列的順序排列而成的顯示器件 ,采用逐行 (或逐列 ) 掃描方式工作 ,由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動 ,從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進(jìn)行選通 ,同時又向各列送出表示圖形或文 字信息的脈沖信號 ,反復(fù)循環(huán)以上操作 ,就可顯示各種圖形或文字信息 。 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 16 5 系統(tǒng)的調(diào)試過程 通過上面的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計過程，設(shè)計的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對所設(shè)計好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯誤，從而進(jìn)行下一步的修改。 原理圖與 ERC 檢查 圖 51 protel 原理圖 圖 52 ERC 電氣規(guī)則檢查結(jié) 果 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 17 PCB 板圖 圖 53 PCB 板圖 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 18 6 仿真結(jié)果圖 有按鍵控制的 LED 流水燈 仿真圖如下： 圖 61 有按鍵控制的 LED 流水燈 仿真圖 不受開關(guān)控制鍵控制的 LED 流水燈仿真圖如下（八個 LED 先從左向右依次點(diǎn)亮，再從兩邊向中間點(diǎn)亮，再從中間向兩邊點(diǎn)亮，最兩邊的燈亮完后，再從右邊向左邊依次點(diǎn)亮）： 圖 62 不受開關(guān)控制鍵控制的 LED 流水燈仿真圖 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 19 7 系統(tǒng)調(diào)試存在的問題 在硬件調(diào)試中常見故障有： 邏輯錯誤：它是由設(shè)計錯誤或加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括錯線、開路、短路等。 元器件失效：有兩方面的原因：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是組裝錯誤造成元件失效，如電解電容、集成電路安裝方向錯誤等。 可靠性差：因其可靠性差的原因很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動；走線和布局不合理也會引起系統(tǒng)可靠性差。 電源故障：若樣機(jī)由電源故障，則加電后很容易造成 器件損壞。電源故障包括電壓值不符合設(shè)計要求，電源引線和插座不對，功率不足，負(fù)載能力差等。 調(diào)試方法：包括多級調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。在調(diào)試過程中要針對可能出現(xiàn)的故障認(rèn)真分析，直至檢查出原因并排除。 本次硬件調(diào)試過程中，對所出現(xiàn)的問題進(jìn)行了認(rèn)真的分析和改正，最后能夠很好的達(dá)到設(shè)計要求的效果。 在軟件調(diào)試中軟件調(diào)試一般分為以下四個階段： 編寫程序并查錯； 在匯編語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序 對程序進(jìn)行編譯連接，并及時發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯誤； 改正錯誤。在軟件調(diào)試過程中，對出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行了認(rèn)真的分析和修改，多次調(diào)試 成功后，能夠很好的達(dá)到既定的設(shè)計效果。 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書 20 8 總結(jié) 經(jīng)過一段時間的努力 ， 我 順利的完成了 這次單片機(jī) 課設(shè)。這是一個磨練意志的過程。從課題的選擇開始， 硬件和軟件系統(tǒng) 的設(shè)計、到最后 的 Proteus 軟件仿真完 成， 這其中 經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過 C51 單片機(jī) 等一些 器件 的設(shè)計讓我學(xué)習(xí)和掌握了 單片機(jī)技術(shù) 的基礎(chǔ)知識和技術(shù)要點(diǎn)，也使以前學(xué)的很多知識都得到了運(yùn)用；另一方面在用 Protel軟件畫 原理圖生成 PCB 板 ， 用 Proteus 進(jìn)行仿真的這個過程中 讓我掌握了計算機(jī)輔助的設(shè)計技術(shù)。當(dāng)然，這是一個需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個合理的設(shè)計的過程。需要的是細(xì)心和耐心。 在很大程 度上培養(yǎng)了我拼搏的工作精神。 使我 受益匪淺，更加明 確 了自己專業(yè)的方向。 通過本次課設(shè)，我不僅學(xué)到了關(guān)于 單片機(jī)技術(shù)方面 的許多專業(yè)知識，同時也讓我感覺 到 很多方面的 的重要性。其實(shí)如何有效和快速的找到資料也是課 程 設(shè) 計 給我的啟發(fā)，利用好圖書館和網(wǎng)絡(luò)，是資源的到最好的利用。與他人交流思想是取得成功的關(guān)鍵，在交流中，不僅強(qiáng)化了自己原有的知識體系 ， 也擴(kuò)展 了 自己的思維。 課程設(shè)計是一個 通過思考、發(fā)問、自己解惑并動手、 提高 的過程。我 會 在以后的 學(xué)習(xí) 中 不斷學(xué)習(xí)，積累 經(jīng)驗(yàn)， 完善自己 。