【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程序存儲(chǔ)器。 ⑤ RST 復(fù)位信號(hào) 當(dāng)輸入的復(fù)位信 號(hào)延續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)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(shí)鐘時(shí)，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(shí)鐘脈沖信號(hào)。 ⑦ VSS 地線 ⑧ VCC +5V 電源 以上就是 80C51 單片機(jī)芯片的 40 條引腳的定義及簡(jiǎn)單說(shuō)明。 (2) 信號(hào)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(jī)為實(shí)現(xiàn)其功能所需要的信號(hào)數(shù)目卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。 ① EPROM 存儲(chǔ)器程序固化所需要的信號(hào) 有內(nèi)部 EPROM 的單片機(jī)芯片，如 87C51， 為寫(xiě)入程序需提供專(zhuān)門(mén)的編程脈沖和編程電源，它們是由信號(hào)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(jī)的備用電源也是以信號(hào)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(shí)候，電源下降到下限值時(shí)，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部的 RAM 提供電壓，以保護(hù)內(nèi)部 RAM 信息不會(huì)丟失。 課程設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 表 P3 口線的第二功能 口線 第二功能 信號(hào)名稱(chēng) 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(qǐng) 1INT 外部中斷 1的申請(qǐng) T0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 T1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 WR 外部 RAM 的寫(xiě)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(huì)在用的時(shí)候混淆的，因?yàn)椋? ① 對(duì)于各種型號(hào)的芯片，所有管腳的第一功能信號(hào)是相同的，所不同的是引腳的第二功能信號(hào)上。 ② 對(duì)于 30 和 31各個(gè)引腳，由于第 一功能信號(hào)與第二功能信號(hào)是單片機(jī)在不同的工作方式下的信號(hào)，因此不會(huì)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(hào)都是單片機(jī)上的重要控制信號(hào)，因此，在實(shí)際使用的時(shí)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(jī)的復(fù)位 與震蕩 電路 根據(jù)應(yīng)用的要求，用到單片機(jī)，為了可靠的復(fù)位要外加一個(gè)復(fù)位電路。復(fù)位操作通常有：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。工作原理是通電時(shí)，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(guò)電阻對(duì)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(jī)開(kāi)始正常工作。 上電復(fù)位的時(shí)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(jì) 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 80C51 的復(fù)位 與震蕩 電路 Imel8279 芯片是種通用可編程的鍵盤(pán)、顯示，單個(gè)芯片就能完成鍵盤(pán)輸入和 LED 自動(dòng)顯示控制兩種功能。內(nèi)含 8個(gè)寧符的鍵盤(pán)輸入 F1FO， 16 個(gè)寧節(jié) 的顯不 RAM。鍵盤(pán)部分提供的掃描方式，可以顯示 _和具有 64 個(gè)按鍵或傳感器的陣列。能白動(dòng)清除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)以及 N 鍵同時(shí)按下的保護(hù)。 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(shí)鐘輸入線，用于 8279 的時(shí)鐘輸入，以產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)的時(shí)鐘脈沖， 其 l作頻率為 1KMz， 般由 CPU 的 ALE 信號(hào)分頻得到。 CS：片選輸入線，低電半有效。 RD：讀信號(hào)輸入控制線，低電平有效。 WR：寫(xiě)信號(hào)輸入線，低電平有效。 INT： rr『斷請(qǐng)求輸出線，高電平有效。在鍵 盤(pán) ___作方式卜，當(dāng) FTFO／傳感器 RAM 巾有數(shù)據(jù)時(shí)，輸出高電平，在 FIFO／傳感器 RAM 每次讀出時(shí)， 卜降課程設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 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(cè)到傳感器信號(hào)變化時(shí)。中斷線就變?yōu)楦唠娖健? sLO～ sL3：掃捕輸出線，用來(lái)掃捕按鍵開(kāi)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(shí)，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(shí)，對(duì)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(pán)上下?lián)豕δ茉O(shè)置，在 傳感器工作方式中，輸入無(wú)效。 CNTL 在鍵盤(pán)工作方式時(shí)，常用來(lái)擴(kuò)展開(kāi)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(dú)立控制輸出。 BD：消隱信號(hào)輸出線，低電平有效， 也可看成一個(gè) 8 位端口控制輸出。在顯示信息切換時(shí)。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(pán) l 作方式、顯示 _ll 作方式和傳感器 _ll 作方式。鍵盤(pán)工作方式：雙鍵互鎖和 N 鍵輪回。雙 鍵互鎖是指當(dāng)有兩個(gè)以卜按鍵同時(shí)按下時(shí)，只 能識(shí)別最后一個(gè)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(gè)按鍵 同時(shí)按下時(shí)，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(gè)字符芹端入口顯示、 8個(gè)字符右端入口顯示、 16個(gè)字符芹端入口顯 示、 16 個(gè)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(shí)，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(qǐng)中斷。選擇不 同的工作方式均是 通過(guò) CPU 對(duì) 8279 送入命令來(lái)進(jìn)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(duì) 8279 寫(xiě)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(jì) 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 3 調(diào)試 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件故障是存調(diào)試軟件時(shí)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(lái) 調(diào)試。 常見(jiàn)的硬件故障有： 邏輯錯(cuò)誤：樣機(jī)硬件的邏輯錯(cuò)誤是由丁設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類(lèi)錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開(kāi)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(gè)方面， 方面是器件本身已損壞另‘方面是組裝過(guò)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(cuò)誤、三極管引腳接錯(cuò)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(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過(guò)人、器件負(fù)載過(guò)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(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。 電源故障：若樣機(jī)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(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)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(jī)調(diào)試：脫機(jī)調(diào)試是存樣機(jī)加電之前，先用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、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(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號(hào)線的短路。對(duì)于樣機(jī)所用電源事先必須單獨(dú)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(jì)要求，才能加到系統(tǒng)的各個(gè)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(xì)測(cè)量各點(diǎn)電位是否正常，尤其應(yīng)注意甲．片機(jī)插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機(jī)。聯(lián)機(jī)調(diào)試：通過(guò)脫機(jī)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(guò)聯(lián)機(jī)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除 課程設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 36 頁(yè) 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(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊化程序發(fā)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。調(diào)試子程序時(shí)，一定要求符合現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場(chǎng)、 RAM 的內(nèi)容和 I／ O 口的狀態(tài)，檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè) 計(jì)要求。通過(guò)檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)稃序中的死循環(huán)錯(cuò)誤、機(jī)器碼錯(cuò)誤及轉(zhuǎn)換地址錯(cuò)誤，同時(shí)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(jì)錯(cuò)誤。在調(diào)試過(guò)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(lái)起進(jìn)行整體綜合調(diào)試。存這個(gè)階段若發(fā)生錯(cuò)誤，可以考慮各子程序存運(yùn)行時(shí)是否存破壞現(xiàn)場(chǎng)，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(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)行是在嚴(yán)格的時(shí)序下進(jìn)行的，單步運(yùn)行成功 并不代表連續(xù)運(yùn)行成功。待全部調(diào)試完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)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(shí)際相符，如晶振頻率是否與樣機(jī)一致，所使用 CPU 資源是否與實(shí)際 CPU 資源相符等等。如調(diào)試時(shí)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(yùn)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(xiě)入程序存儲(chǔ)器，插入仿真板，一般可能正常運(yùn)行，至些軟硬件高度完畢。 課程設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 36 頁(yè) 4 仿