【文章內(nèi)容簡介】 2 開發(fā)工具 keil 軟件 Keil 介紹編程使用的軟件是 KEIL，編程使用 C 語言。Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，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，因而易學(xué)易用。Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要WIN9NT、WIN202WINXP 等操作系統(tǒng)。假如運用 C 語言編程，Keil 的使用十分方便，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也能發(fā)揮很大作用。 系統(tǒng)概述Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil C51 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE) ，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (．OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件(．ABS)。ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。使用獨立的 Keil 仿真器時，注意事項：*仿真器標(biāo)配 11．0592MHz 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。*仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。*仿真芯片的 31 腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部 ROM（其 CPU 的/EA 引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。3 數(shù)字溫度計的方案設(shè)計 設(shè)計方案論證與比較 顯示電路方案方案一：采用數(shù)碼管動態(tài)顯示使用七段 LED 數(shù)碼管，采用動態(tài)顯示的方法來顯示各項指標(biāo)，此方法雖然價格成本低，但是顯示單一，且功耗較大。方案二：采用 LCD 液晶顯示采用 1602 LCD 液晶顯示，此方案顯示內(nèi)容相對豐富，且價格不高。綜合上述原因，采用方案二，使用 LCD 液晶作顯示電路。 測溫電路方案方案一由于本設(shè)計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，其中還涉及到電阻與溫度的對應(yīng)值的計算，感溫電路比較麻煩。而且在對采集的信號進(jìn)行放大時容易受溫度的影響出現(xiàn)較大的偏差。方案二 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設(shè)計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電路簡單，精度高，軟硬件都以實現(xiàn)，而且使用單片機的接口便于系統(tǒng)的再擴展，滿足設(shè)計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，費用較低，可靠性高，軟件設(shè)計也比較簡單，故采用了方案二。 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖和系統(tǒng)總電路圖如圖 31 和圖 32 所示89C52MAX232 電平轉(zhuǎn)換PC 機鍵盤電路DS18B20 溫度傳感器1602 顯示蜂鳴器報警晶振電路圖 31 系統(tǒng)總體構(gòu)成圖圖 32 系統(tǒng)總電路圖4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 核心處理器的設(shè)計 STC89C52 的簡介對于單片機的選擇，可以考慮使用 8031 與 8051 系列，由于 8031 沒有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大量內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，因而不適用。所以，我們選用 51 系列單片機 STC89C52。STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。低價位STC89C52 單片機可應(yīng)用于許多高性價比的場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對于簡單的測溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。單片機 STC89C52 具有低電壓供電和體積小等特點，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用。系統(tǒng)可用 3 節(jié)電池供電。STC89C52 單片機的基本組成框圖見圖 41?！?】時鐘電路R O M / E P R O M / F l a s h 4 K BR A M 1 2 8 BS F R 2 1 個定時個 / 計數(shù)器 2C P U總線控制中斷系統(tǒng)5 個中斷源2 個優(yōu)先級串行口全雙工 1 個4 個并行口X T A L 2 X T A L 1R S TE AA L EP S E NP 0 P 1 P 2P 3V s sV c c圖 41 STC89C52 單片機結(jié)構(gòu)圖由圖 41 可見，STC89C52 單片機主要由以下幾部分組成： 系統(tǒng)： 8 位 cpu，含布爾處理器； 時鐘電路；總線控制邏輯。：4K 字節(jié)的程序存儲器（ROM/EPROM/Flash，可外擴至64KB）； 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器（RAM，可再外擴 64KB）； 特殊功能寄存器 SFR。： 中斷系統(tǒng)（5 個中斷源，2 個優(yōu)先級）； 4 個并行 I/O 口；2 個 16 位定時計數(shù)器；1 個全雙工異步串行口。 STC89C52 單片機主要特性1. 一個 8 位的微處理器(CPU)。2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等，SST89 系列單片機最多提供 1K 的RAM。3. 片內(nèi)程序存儲器 ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031，8032，80C31 等。目前單片機的發(fā)展趨勢是將 RAM 和 ROM 都集成在單片機里面，這樣既方便了用戶進(jìn)行設(shè)計又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。SST 公司推出的 89 系列單片機分別集成了 16K、32K、64K Flash 存儲器，可供用戶根據(jù)需要選用。4. 四個 8 位并行 I／O 接口 P0~P3，每個口既可以用作輸入，也可以用作輸出。5. 兩個定時器／計數(shù)器，每個定時器／計數(shù)器都可以設(shè)置成計數(shù)方式，用以對外部事件進(jìn)行計數(shù)，也可以設(shè)置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機控制。為方便設(shè)計串行通信，目前的 52 系列單片機都會提供 3 個 16 位定時器/計數(shù)器。6. 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。現(xiàn)在新推出的單片機都不只 5 個中斷源，例如 SST89E58RD 就有 9 個中斷源。7. 一個全雙工 UART(通用異步接收發(fā)送器)的串行 I／O 口，用于實現(xiàn)單片機之間或單機與微機之間的串行通信。8. 片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率為 12MHz。SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達(dá) 40MHz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。 【 3】 STC89C52 單片機管腳圖STC89C52 單片機管腳如圖 42 所示圖 42 STC89C52 單片機管腳圖部分引腳說明： XTAL1 和 XTAL2：XTAL2(18 腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端；在 8051 片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時鐘電路時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。要檢查 8051/8031 的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脈沖信號輸出。XTAL1(19 腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳必須接地。 RST,ALE,PSEN 和 EA：RST/VPD(9 腳) ：RST 是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。當(dāng)主電源 Vcc 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時，將＋5V 電源自動兩個機器周期(24 個時鐘振蕩周期 )的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。RST 引腳的第二功能是 VPD,即接入 RST 端，為 RAM 提供備用電源，以保證存儲在 RAM 中的信息不丟失，從而合復(fù)位后能繼續(xù)正常運行。ALE/PROG(30 腳)：地址鎖存允許信號端。當(dāng) 8051 上電正常工作后，ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。CPU 訪問片外存儲器時，ALE 輸出信號作為鎖存低 8 位地址的控制信號。平時不訪問片外存儲器時，ALE 端也以振蕩頻率的 1/6 固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號可以用作對外輸出時鐘或定時信號。如果想確定 8051/8031 芯片的好壞，可用示波器查看 ALE 端是否有脈沖信號輸出。如有脈沖信號輸出，則 8051/8031 基本上是好的。ALE 端的負(fù)載驅(qū)動能力為 8 個 LS 型 TTL(低功耗甚高速 TTL)負(fù)載。此引腳的第二功能 PROG 在對片內(nèi)帶有 4KB EPROM 的 8751 編程寫入(固化程序) 時，作為編程脈沖輸入端。PSEN(29 腳)：程序存儲允許輸出信號端。在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。此引肢接 EPROM 的 OE 端(見后面幾章任何一個小系統(tǒng)硬件圖)。PSEN 端有效，即允許讀出 EPROM／ROM 中的指令碼。PSEN 端同樣可驅(qū)動 8 個 LS 型 TTL 負(fù)載。要檢查一個8051/8031 小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到 EPROM／ ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看 PSEN 端有無脈沖輸出。如有則說明基本上工作正常。EA/Vpp(31 腳 )：外部程序存儲器地址允許輸入端/ 固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA 引腳接高電平時， CPU 只訪問片內(nèi) EPROM/ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但當(dāng) PC(程序計數(shù)器 )的值超過 0FFFH(對 8751/8051 為 4K)時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序。當(dāng)輸入信號 EA 引腳接低電平 (接地)時，CPU 只訪問外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。對于無片內(nèi) ROM 的 8031 或 8032,需外擴 EPROM，此時必須將 EA 引腳接地。此引腳的第二功能是 Vpp 是對 8751 片內(nèi) EPROM 固化