【文章內(nèi)容簡介】 器的Y0－Y7來控制選通每個數(shù)碼管的位選端。－，B，C端子。 方案二系統(tǒng)框圖方案一可以通過選擇STC51的P0口或P2口作為數(shù)據(jù)傳送端口傳送數(shù)據(jù)，在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)，~；另外，當(dāng)P3口不作串行口、外部中斷、定時器、讀寫控制等特殊用途時，同樣可將其作為I/O口用，~。同時為了使單片機能比較精確工作，外部還需有時鐘電路等。方案二比較方案一多使用了74LS138，8位數(shù)碼管的S1－S8通過74LS138譯碼器的Y0－Y7來控制選通每個數(shù)碼管的位選端。－，B，C端子。 方案選擇結(jié)合本設(shè)計的要求及綜合以上比較的情況，我們選擇了方案一，因為使用元件少，節(jié)省了成本，如果元件電路較為多，因此會增加電路調(diào)試難度，且電路的不穩(wěn)定性也會隨之增加，而且縮減電路的體積,提高電路的穩(wěn)定性。3 單元模塊設(shè)計本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計算、元器件選擇、以及核心器件進行必要說明。 各單元模塊電路功能介紹及電路設(shè)計。該系統(tǒng)有兩個相互獨立電源供電，一個是USB供電J5端，一個是普通的電源輸入供電J6端，兩個部分互不影響只要有一個有電源輸入就能實現(xiàn)對系統(tǒng)供電，但是USB供電只能提供+5V的電壓。KEY3使控制電源電路的通斷，接通時D2發(fā)光二極管發(fā)光。電路中的電容起濾波的作用，即消除紋波得到標準的直流電壓+5V和+15V 最小系統(tǒng)模塊對于STC51單片機單元，由于STC51芯片共有40個管腳，其中有32個管腳可作為I/O口用，它們分別為P0口的八個管腳、P1口的八個管腳、P2口的八個管腳和P3口的八個管腳，其中P3口的八個管腳可作串行口、外部中斷、定時器、讀寫控制等特殊用途，當(dāng)不需要作特殊用途的時候，P3口可作I/O口使用。 單片機最小系統(tǒng) 顯示模塊對于數(shù)碼顯示管單元，我們選用的是七段數(shù)碼顯示管，七段數(shù)碼顯示管有共陰極和共陽極兩種，顯示器接口按驅(qū)動方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是顯示穩(wěn)定，亮度高；缺點是占用硬件電路（如I/O口、驅(qū)動器等）多。動態(tài)顯示的優(yōu)點是節(jié)省硬件電路；缺點是采用軟件掃描時占用CPU時間多，當(dāng)顯示位數(shù)較多時，顯示器亮度將受到影響。此系統(tǒng)我們采用的是7段共陰數(shù)碼顯示管、靜態(tài)顯示的工作情況。 兩片4位7段LED數(shù)碼管 程序下載模塊 程序下載電路 元器件的選擇 51系列單片機單片機（Microcontroller，又稱微處理器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機，這些部件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時器/計數(shù)器和多種I/O接口電路。8051單片機的基本結(jié)構(gòu)見圖。 單片機基本結(jié)構(gòu)8051是MCS51系列單片機的一個產(chǎn)品。MCS51系列單片機是Intel公司推出的通用型單片機，8051單片機系列指的是MCS51系列和其他公司的8051衍生產(chǎn)品。這些衍生品是在基本型基礎(chǔ)上增強了各種功能的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品給8位單片機注入了新的活力，給它的開發(fā)應(yīng)用開拓了更廣泛的前景。8051系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以劃分為CPU、存儲器、并行口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷邏輯幾部分。（1）中央處理器8051的中央處理器由運算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功能寄存器（SFR）。算術(shù)邏輯單元ALU能對數(shù)據(jù)進行加、減、乘、除等算術(shù)運算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運算以及位操作運算。ALU只能進行運算，運算的操作數(shù)可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中，運算結(jié)果可以送回ACC或通用寄存器或存儲單元中，累加器ACC也可以寫為A。B寄存器在乘法指令中用來存放一個乘數(shù)，在除法指令中用來存放除數(shù)，運算后B中為部分運算結(jié)果。程序狀態(tài)字PSW是個8位寄存器，用來寄存本次運算的特征信息，用到其中七位。PSW的格式如下所示，其各位的含義是：D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVPCY：進位標志。有進位/錯位時CY=1，否則CY=0。 AC：半進位標志。當(dāng)D3位向D4位產(chǎn)生進位/錯位時，AC=1，否則AC=0，常用于十進制調(diào)整運算中。F0：用戶可設(shè)定的標志位，可置位/復(fù)位，也可供測試。RSRS0：四個通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇0~3寄存器組。OV：溢出標志。當(dāng)帶符號數(shù)運算結(jié)果超出128~+127范圍時OV=1，否則OV=0。當(dāng)無符號數(shù)乘法結(jié)果超過255時，或當(dāng)無符號數(shù)除法的除數(shù)為0時OV=1，否則OV=0。P：奇偶校驗標志。每條指令執(zhí)行完，若A中1的個數(shù)為奇數(shù)時P=1，否則P=0，即偶校驗方式。控制邏輯主要包括定時和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針DPTR和程序寄存器PC等。單片機是程序控制式計算機，即它的運行過程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程：從程序存儲器中取出指令送指令存儲器IR，然后指令譯碼器ID進行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時要求的微操作信號，用以控制單片機的各部分動作。8051的控制器在單片機內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運算等操作，并對單片機發(fā)出若干控制信息。這些控制信息的使用專門的控制線，諸如PSEN、ALE、EA以及RST，也有一些是和P3口的某些端子合用，他們的具體功能在介紹8051引腳是一起敘述。（2）存儲器組織8051單片機的存儲器結(jié)構(gòu)特點之一是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，并有各自的尋址機構(gòu)和尋址方式，這種結(jié)構(gòu)稱為哈佛結(jié)構(gòu)單片機。這種結(jié)構(gòu)與通用微機的存儲器結(jié)構(gòu)不同，一般微機只有一個存儲器邏輯空間，可隨意安排ROM或RAM，訪存時用同一種指令，這種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓型。8051單片機在物理上有四個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。8051片內(nèi)有256K數(shù)據(jù)存儲器RAM和4KB的程序存儲器ROM。除此之外，還可以在片外擴展RAM和ROM，并且各有64KB的尋址范圍。也就是最多可以在外部擴展2*64KB存儲器。64K字節(jié)的程序存儲器（ROM）空間中，有4K字節(jié)地址區(qū)對于片內(nèi)ROM和片外ROM是公用的，這4K字節(jié)地址是0000H~FFFH。而1000H~FFFFH地址區(qū)為外部ROM專用。CPU的控制器專門提供一個控制信號EA用來區(qū)分內(nèi)部ROM和外部ROM的公用地址區(qū)：當(dāng)EA接高電平時，單片機從片內(nèi)ROM的4K字節(jié)存儲器區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過0FFFH后，就自動的轉(zhuǎn)向片外ROM取指令。當(dāng)EA接低電平時，CPU只從片外ROM取指令。程序存儲器的某些單元是保留給系統(tǒng)使用的：0000H~0002H單元是所有執(zhí)行程序的入口地址，復(fù)位以后，CPU總是叢0000H單元開始執(zhí)行程序。0003H~002AH單元均勻地分為五段，用做五個中斷服務(wù)程序的入口。用戶程序不應(yīng)進入上述區(qū)域。 存儲器組織結(jié)構(gòu)圖8051的RAM雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。256個字節(jié)被分為兩個區(qū)域：00H7FH時真正的RAM區(qū)，可以讀寫各種數(shù)據(jù)。而80H~FFH是專門用于特殊功能寄存器（SFR）的區(qū)域。對于8051安排了21個特殊功能寄存器，每個寄存器為8位，所以實際上128個字節(jié)并沒有全部利用。內(nèi)部RAM的各個單元，都可以通過直接地址來尋找，對于工作寄存器，則一般都直接用R0~R7，對特殊功能寄存器，也是直接使用其名字較為方便。8051內(nèi)部特殊功能寄存器都是可以位尋址的，并可用“”來表示。本設(shè)計采用51系