【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接收的全雙工串行通信口。它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器使用。球賽計(jì)分電路正是利用了8051單片機(jī)串行口可以外接串行輸入并行輸出移位寄存作用為輸出口來(lái)實(shí)現(xiàn)球賽比分刷新顯示的。 串行接口工作原理MCS51系列單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)串行I／O端口，通過(guò)引腳 RXD(P3．0)和TXD(P3．1)可與外設(shè)電路進(jìn)行全雙工的 串行異步通信。 8051單片機(jī)的串行端口有4種基本工作方式，通過(guò)編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的I／O電路；方式1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，還可用作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。串行端口有兩個(gè)控制寄存器(SCON和PCON)，用來(lái)設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標(biāo)志等[5,12]。本次設(shè)計(jì)的計(jì)分電路中，我們使用集成電路CD4094。CD4094是8位移位寄存器，它主要完成串行輸入，并行輸出8位數(shù)據(jù)的功能，是典型的串行/并行轉(zhuǎn)換芯片[13]。其中引腳分布圖中2腳DATA為串行數(shù)據(jù)輸入腳；3腳CLOCK為時(shí)鐘脈沖輸入；11111腳為并行8位數(shù)據(jù)輸出，前7腳與LED顯示器a~~g引腳相連，11腳置空；8腳接地；16腳接電源5V。 比分校正控制電路本次設(shè)計(jì)中的比分校正控制電路由四輸入與門74LS21和4個(gè)按鍵組成，其中KK2鍵接 74LS21的10腳，完成甲隊(duì)加、減分控制；KK4鍵接74LS21的113腳，完成乙隊(duì)加、減分控制。有關(guān)74LS21集成電路的引腳分布及內(nèi)部原理構(gòu)造如下圖34所示：圖34 74LS21引腳圖74LS21芯片的主要引腳說(shuō)明：14腳為電源腳7腳接地113為與門輸入腳8腳為與門輸出腳 計(jì)分電路原理圖計(jì)分電路原理圖如圖35所示。 計(jì)分電路的工作原理計(jì)分電路主要由單片機(jī)AT89C51，串行/并行轉(zhuǎn)換器（CD4094），LED顯示器，74LS21以及按鍵開(kāi)關(guān)組成。其工作過(guò)程如下：按鍵開(kāi)關(guān)K1~~K4組成甲、乙兩隊(duì)加減分控制。按鍵K1~~K4一端接地，另一端輸入與門74LS21的12腳，9腳，7腳，4腳，，。當(dāng)按鍵開(kāi)關(guān)K1~~K4四個(gè)按鍵的任何一個(gè)一位按下時(shí)，與門的8腳輸出都會(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(kāi)關(guān)按下時(shí)為低電平。圖35 計(jì)分電路原理圖 球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程整個(gè)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程如下：首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為0000和000 000；然后我們按照計(jì)時(shí)電路中的K5鍵來(lái)設(shè)置比賽時(shí)間的十位數(shù)，例如比賽時(shí)間上半場(chǎng)為20分鐘，則通過(guò)K5鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可；再按下K6鍵，設(shè)置比賽時(shí)間的個(gè)位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘，所示只需要按下K5鍵顯示“4”，按下K6鍵顯示“0”即可。時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待賽程開(kāi)始，當(dāng)裁判吹響哨聲時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便開(kāi)始工作，計(jì)時(shí)采用到計(jì)時(shí)方式，即從20分鐘減為0分鐘表示上半場(chǎng)結(jié)束。上半場(chǎng)結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘響聲，通知上半場(chǎng)結(jié)束，這時(shí)按下K7鍵，便完成了甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)交換。在整個(gè)賽程中，我們還要對(duì)兩隊(duì)比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí)我們通過(guò)計(jì)分電路中的K1~~K4鍵完成此功能，K1和K2鍵完成甲隊(duì)加分、減分，K3和K4鍵完成乙隊(duì)加分、減分。按鍵每按一下，表示加上或者減去1分。由于加分、減分我們采用中斷完成，且加、減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時(shí)電路中的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會(huì)對(duì)計(jì)時(shí)電路造成影響。如果在賽程過(guò)程中，一方的教練申請(qǐng)暫停時(shí)，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，我們立即按下K7鍵，即可以暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間到時(shí)，再按下K7鍵繼續(xù)計(jì)時(shí)，直至上半場(chǎng)賽程結(jié)束，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒的響聲。下半場(chǎng)的流程和上半場(chǎng)基本上是一樣的。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第四章 軟件編程及調(diào)試 軟件設(shè)計(jì) 軟件的編程設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分，也是能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。單片機(jī)編程常用的語(yǔ)言是C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，最終都要轉(zhuǎn)為Intel HEX格式或二進(jìn)制格式(Binary)文件拷入單片機(jī)芯片內(nèi)。這里我們使用的是匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。 編程設(shè)置及總流程框圖編程前，必須設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)?！?1位地址范圍為0000H—0FFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，、/PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/Vpp引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖。本次設(shè)計(jì)的程序流程圖如下圖41所示： 圖41 程序流程圖 主要模塊說(shuō)明 計(jì)時(shí)部分模塊流程 按下調(diào)時(shí)開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生低電平立即數(shù)00H取出，LE輸出高電平，然后將LE清零開(kāi)放定時(shí)中斷啟動(dòng)定時(shí)器，T0開(kāi)始定時(shí)定時(shí)中斷初始化調(diào)用定時(shí)中斷程序 圖42 計(jì)時(shí)部分流程圖 記分部分模塊流程按下計(jì)分鍵輸出低電平，外部中斷產(chǎn)生調(diào)用中斷程序串行數(shù)據(jù)輸出移位脈沖輸出顯示數(shù)據(jù)，兩隊(duì)相應(yīng)比分變化串行口發(fā)送完畢，標(biāo)志清零圖43 計(jì)分部分流程圖 系統(tǒng)調(diào)試 軟件調(diào)試上電時(shí)對(duì)系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)是單片機(jī)程序中的一個(gè)良好設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該細(xì)細(xì)考慮將各個(gè)使用到的芯片、接口設(shè)計(jì)成容易使用軟件進(jìn)行測(cè)試的模式。很多有經(jīng)驗(yàn)的單片機(jī)設(shè)計(jì)者都會(huì)在系統(tǒng)上電時(shí)（特別是第一次上電時(shí)）進(jìn)行全面的檢測(cè)，或者更進(jìn)一步，將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)中分為測(cè)試模式和正常運(yùn)行模式，通過(guò)加入測(cè)試模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，使得系統(tǒng)的批量檢測(cè)更為方便容易。另外要注意的是，一個(gè)簡(jiǎn)單明了的故障顯示界面也是頗要費(fèi)得心思的。比如：系統(tǒng)的外部RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的器件。外部RAM 如果存在問(wèn)題，程序通常都會(huì)成為無(wú)法控制。因此，程序在啟動(dòng)時(shí)（至少在第一次上電啟動(dòng)時(shí)）一定要對(duì)外部RAM 進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容包括：（1）檢測(cè)RAM 中的單元。這主要通過(guò)寫入和讀出的數(shù)據(jù)保持一致。（2）檢測(cè)單片機(jī)與RAM 之間的地址數(shù)據(jù)總線?？偩€即沒(méi)有互相短路，也沒(méi)有連接到“地”上。另外，很多芯片，都提供了測(cè)試的方法。如串行通信芯片UART，都帶環(huán)路測(cè)試的功能。另外，在仿真前要做好充分的準(zhǔn)備。單片機(jī)硬件仿真器給單片機(jī)開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了極大的方便，同時(shí)也很容易造成人的依賴性。很多時(shí)候，沒(méi)有仿真器卻能促使工程師寫出更高質(zhì)量的程序。在硬件仿真調(diào)試之前，下面準(zhǔn)備工作將是必要的：（1）程序編完后，對(duì)代碼仔細(xì)逐行檢查。檢查代碼的錯(cuò)誤，建立自己的代碼檢查表，對(duì)經(jīng)常易錯(cuò)的地方進(jìn)行檢查。檢查代碼是否符合編程規(guī)范。（2）對(duì)各個(gè)子程序進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的方法：用程序測(cè)試程序，編制一個(gè)調(diào)用該子程序的代碼，建立要測(cè)試子程序的入口條件，再看看它是否按預(yù)期輸出結(jié)果。（3）如果代碼有修改，再次對(duì)代碼進(jìn)行檢查。第五章 結(jié)論在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我通過(guò)基于典型單片機(jī)AT89C51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)匯編程序的應(yīng)用有了新的、進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題，給我的感覺(jué)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(lái)，是很難的一件事，主要原因是我們沒(méi)有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過(guò)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