【文章內(nèi)容簡介】 程序存儲器。 ⑤ RST 復(fù)位信號 當(dāng)輸入的復(fù)位信 號延續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位操作。 ⑥ XYAL1 和 XTAL2 外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；但是當(dāng)使用外部時鐘脈沖信號。 ⑦ VSS 地線 ⑧ VCC +5V 電源 以上就是 80C51 單片機芯片的 40 條引腳的定義及簡單說明。 (2) 信號引腳的第二功能 由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片 的引腳數(shù)目是有限的，例如 MCS51 系列芯片引腳數(shù)目 40 條 ，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。 ① EPROM 存儲器程序固化所需要的信號 有內(nèi)部 EPROM 的單片機芯片，如 87C51， 為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，它們是由信號引腳的第二功能的形式提供的，即： 編程脈沖： 30 腳（ ALE/PROG） 編程電源：（ 25V） 31 腳（ EA /VPP） ② 備用電源的引入 MCS51單片機的備用電源也是以信號引腳的第 二功能方式由 9腳（ RST/VPD）引入的。 當(dāng)電源發(fā)生故障的時候，電源下降到下限值時，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部的 RAM 提供電壓，以保護內(nèi)部 RAM 信息不會丟失。 課程設(shè)計 第 14 頁 共 36 頁 表 P3 口線的第二功能 口線 第二功能 信號名稱 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 0INT 外部中斷 0的申請 1INT 外部中斷 1的申請 T0 定時器 /計數(shù)器 0 計數(shù)輸入 T1 定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)輸入 WR 外部 RAM 的寫通道 RD 外部 RAM 的讀通道 (3) 最后，引腳的第一、第二功能是不會在用的時候混淆的，因為： ① 對于各種型號的芯片，所有管腳的第一功能信號是相同的，所不同的是引腳的第二功能信號上。 ② 對于 30 和 31各個引腳，由于第 一功能信號與第二功能信號是單片機在不同的工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾。 ③ P3口線的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機上的重要控制信號，因此，在實際使用的時候，總是先按照需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的再考慮作為口線使用。 單片機的復(fù)位 與震蕩 電路 根據(jù)應(yīng)用的要求，用到單片機，為了可靠的復(fù)位要外加一個復(fù)位電路。復(fù)位操作通常有：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。工作原理是通電時，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電， RST端電壓慢慢下降，降到一定 程度，即為低電平，單片機開始正常工作。 上電復(fù)位的時間常數(shù)要在 10ms以上，才能保證上電，一般可以取電容的大小為 10μ F，電阻為 Ω。 課程設(shè)計 第 15 頁 共 36 頁 圖 80C51 的復(fù)位 與震蕩 電路 Imel8279 芯片是種通用可編程的鍵盤、顯示，單個芯片就能完成鍵盤輸入和 LED 自動顯示控制兩種功能。內(nèi)含 8個寧符的鍵盤輸入 F1FO， 16 個寧節(jié) 的顯不 RAM。鍵盤部分提供的掃描方式，可以顯示 _和具有 64 個按鍵或傳感器的陣列。能白動清除開關(guān)抖動以及 N 鍵同時按下的保護。 顯示部分按掃描力式 ll作，可以顯示 8 或 16 位 LED數(shù)碼管。 (1)8279 的引腳及功能 8279 芯片采用雙列直插式封裝，各引腳排列如圖 23 所示 A0：地址輸入線， A0 一 O 為數(shù)據(jù)口地址， A0 一 l為命令 狀態(tài)口地址。 D7～ D0：雙向數(shù)據(jù)線，三態(tài)，用于與 CPU 之間的命令數(shù)據(jù)傳送。 CLK：時鐘輸入線，用于 8279 的時鐘輸入，以產(chǎn)生內(nèi)部定時的時鐘脈沖， 其 l作頻率為 1KMz， 般由 CPU 的 ALE 信號分頻得到。 CS：片選輸入線，低電半有效。 RD：讀信號輸入控制線，低電平有效。 WR：寫信號輸入線，低電平有效。 INT： rr『斷請求輸出線，高電平有效。在鍵 盤 ___作方式卜，當(dāng) FTFO／傳感器 RAM 巾有數(shù)據(jù)時，輸出高電平，在 FIFO／傳感器 RAM 每次讀出時， 卜降課程設(shè)計 第 16 頁 共 36 頁 為低電平工作方式，若在 RAM 中還有信息，則義變?yōu)楦唠娖?。在傳感器工作方式中，每?dāng)探測到傳感器信號變化時。中斷線就變?yōu)楦唠娖健? sLO～ sL3：掃捕輸出線，用來掃捕按鍵開關(guān)、傳感器陣列和顯示。 RL0～ RL7：回送輸入線，按鍵或傳感器掃描時，回送掃描狀態(tài)。其內(nèi)部有上拉電阻，使之保持為高電平，當(dāng)有按鍵閉合時，對應(yīng)的回送輸入線變?yōu)榈碗? 平。 SHIFT：換擋輸入線，高電半有效，用于鍵盤上下?lián)豕δ茉O(shè)置，在 傳感器工作方式中，輸入無效。 CNTL 在鍵盤工作方式時，常用來擴展開關(guān)的控制功能。 OA3～ OAO 及 OB3～ OBO： A組顯示輸出線和 B組顯示輸出線，輸出與掃描線sL0～ sL3 同步，可被獨立控制輸出。 BD：消隱信號輸出線，低電平有效， 也可看成一個 8 位端口控制輸出。在顯示信息切換時。不使切換信息輸出仝 LED上顯不。 VCC： +5v 電源輸入線。 VSS：地線輸入線。 命令及命令格式 8279 有三種 I 作方式：鍵盤 l 作方式、顯示 _ll 作方式和傳感器 _ll 作方式。鍵盤工作方式：雙鍵互鎖和 N 鍵輪回。雙 鍵互鎖是指當(dāng)有兩個以卜按鍵同時按下時，只 能識別最后一個被放的按鍵，并把其鍵值送入內(nèi)部 FlFO RAM中。 N 鍵輪回是指當(dāng)有多個按鍵 同時按下時，所有按鍵的鍵值均可按掃描順序依次存入 FIFORAM 中。 顯示 _l_作方式：是指當(dāng) CPU 輸入至 8279 內(nèi)部 FIFO RAM 的數(shù)據(jù)的輸出格式，有 8 個字符芹端入口顯示、 8個字符右端入口顯示、 16個字符芹端入口顯 示、 16 個字符右端入口顯示四種方式。 傳感器工作方式：是指掃描傳感器陣列時，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化就置位 INT 向 CPU 申請中斷。選擇不 同的工作方式均是 通過 CPU 對 8279 送入命令來進行控制。 8279 共有 8 種命令，命令寄存器為 8位，其巾 D7～ D5 為命令特征位， D4～ D0 為命令的控制位。 CPU 對 8279 寫入的命令數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。 課程設(shè)計 第 17 頁 共 36 頁 3 調(diào)試 硬件調(diào)試 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是存調(diào)試軟件時發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來 調(diào)試。 常見的硬件故障有： 邏輯錯誤：樣機硬件的邏輯錯誤是由丁設(shè)計錯誤和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、相位等。 元器件失 效：元或怎能不符合要求；方向裝反、二極管極器件失效的原因包括兩個方面， 方面是器件本身已損壞另‘方面是組裝過程中造成元器件失效，如電解電容方面性接反、集成電路或排電阻方向錯誤、三極管引腳接錯等 可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，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；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過人、器件負(fù)載過大或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。 電源故障：若樣機中存在電源故障， !J!IJ 加電后將造成器件損壞。電源故障包括：電壓值不符合 設(shè)計要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差等。 更件的調(diào)試方式有： 脫機調(diào)試：脫機調(diào)試是存樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。就特別注意電源的走線，防止 電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。對于樣機所用電源事先必須單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合設(shè)計要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位 ，仔細測量各點電位是否正常，尤其應(yīng)注意甲．片機插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機。聯(lián)機調(diào)試：通過脫機調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件故障還是要通過聯(lián)機調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除 課程設(shè)計 第 18 頁 共 36 頁 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊化程序發(fā)計技術(shù)，則逐個模塊調(diào)好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試。調(diào)試子程序時，一定要求符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。調(diào)試的手段可采用單步運行方式和斷點運行方式，通過檢查用戶系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場、 RAM 的內(nèi)容和 I／ O 口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè) 計要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)稃序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉(zhuǎn)換地址錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計錯誤。在調(diào)試過程中逐步調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件。 各程序模塊調(diào)試好后，可以把相關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來起進行整體綜合調(diào)試。存這個階段若發(fā)生錯誤，可以考慮各子程序存運行時是否存破壞現(xiàn)場，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標(biāo)志位的建立和清除是否影響其它標(biāo)志位的變化，堆棧區(qū)的深度是否小夠，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。 單步和斷點調(diào)試后，還應(yīng)進行連續(xù)調(diào)試，因為單片機的運行是在嚴(yán)格的時序下進行的，單步運行成功 并不代表連續(xù)運行成功。待全部調(diào)試完成后，應(yīng)反復(fù)運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要考慮仿真條件是否與實際相符，如晶振頻率是否與樣機一致，所使用 CPU 資源是否與實際 CPU 資源相符等等。如調(diào)試時采用52系統(tǒng) CPU，并且程序中使用 RAM 地址 80H～ FFH，而目標(biāo)程序?qū)懭?51系列就不 能正常運行程序。 在全部調(diào)試和修改完成后，將目標(biāo)程序用相應(yīng)設(shè)備寫入程序存儲器，插入仿真板，一般可能正常運行，至些軟硬件高度完畢。 課程設(shè)計 第 19 頁 共 36 頁 4 仿