【文章內(nèi)容簡介】 個 1vrL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于 外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號 [5]。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I／ O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當(dāng) P3口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51的一些特 殊功能口，同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 6 間。 ALE／ PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 116。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE只有 在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 ／ PSEN／外部程序存儲器的選通信號：在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次／ PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的／ PSEN信號將不出現(xiàn)。 ／ EA／ VPP ： 當(dāng)／ EA保持 低電平時 ，則在 此期間 外部程 序存儲器(0000H． FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 l時，／ EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)／ EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源 (VPP)。 XTALl：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 時鐘電路 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端 [6]。這個放大器與作為負反饋的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 ；外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋電路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C C2 雖然沒有十分的嚴格要求，但電容容量的 大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，本設(shè)計使用石英晶體，其電容容量使用 30PF177。10PF。 南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 7 圖 時鐘電路 復(fù)位電路 在這個系統(tǒng)中的復(fù)位電路是采用上電加按鈕來實現(xiàn)的。因為 MCS51 單片機的復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的。 MCS51 單片機工作之后，只要在他的 RST 引線上加載10ms 以上的高點平，單片機就能有地進行復(fù)位。我們采用的是上電加按鍵復(fù)位方式，這樣做的優(yōu)點是上電后可以直接進入復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤時，可以隨時使電路復(fù)位。 單片機在啟動或斷電后，程序需 要從頭開始執(zhí)行，機器內(nèi)全部積存器， I/O 接口等都必須重新復(fù)位。圖 是一個簡單的上電復(fù)位和按鈕復(fù)位電路，圖中上電時接通電源，電容 C1 相當(dāng)于瞬間短路， +5V 電源直接加到了 RST/VPD 端，該高電平使 89C51 全機復(fù)位，若運行過程中需要程序從頭執(zhí)行，只需要按鈕 S 即可，按下 S則直接把 +5V 加到 RST/VPD 端從而復(fù)位。 圖 復(fù)位電路圖 電源電路 電源電路是單片機系統(tǒng)最基本的部分，所以我們應(yīng)該高度重視電源部分，不能因為電源部分電路比較簡單而有所忽略，電源部分做好才能保證電路的正常工作。對電源電路來 說，最重要的就是穩(wěn)壓，我們采用的是 +5V 電源 供的 直流電 [7]。 點陣顯示電路 本設(shè)計用 4 片 LED16 16 點陣組成一個 64 16 點陣顯示電路 [8]。 LED 數(shù)碼管是本設(shè)計中的顯示器件下面對它作一簡單介紹。此處選用的是八段數(shù)碼管，它是由8 個發(fā)光二極管組合而成的，它有共陰極和共陽極兩種形式（如圖 a、 b、 c）。共陰極的內(nèi)部接法為將 8 個發(fā)光二極管的陰極結(jié)在一起，工作時公共極接地，在 8南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 8 個陽極上通以不同的電平是將顯示不同的字符；共陽極接法與共陰極相反，它是將8 個發(fā)光二極管的陽極接在一起，工作時公共極接 +5V， 在 8 個陰極上通以不同的電平來顯示相應(yīng)的字符。本設(shè)計選用 LED8 8 點陣作為顯示器件 ， 從顯示亮度來說要求越高 ,其效果越好 ， 從節(jié)能 的 角度 上 看 ， LED 器件較為節(jié)能 ， 工作電壓不高 ，功耗又小 ,且性能一定要穩(wěn)定 ， 維修方便 ， LED 電子顯示屏以基色彩鮮亮奪目，大的顯示信息量、壽命長、耗電量小，重量輕，空間尺寸小，穩(wěn)定性高，易于操作、安裝和維護等特點將在本設(shè)計中扮演著重要的角色。等效電路看起來簡單， 1 腳加高電平，再在 abcdefgh 段加低電平，第一行的發(fā)光二極管就會亮，但是實際的器件引腳并不是一排引腳按 12345678 的 順序排列，另一排引腳按 abcdefgh 的順序排列。而實際引腳通常是亂序的，不過我們可以自己測試引腳的分布情況。 其電路排列如圖 圖 (a)和圖 (b)所示： 圖 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 9 圖 (a) 8 8LED 平面圖 驅(qū)動電路 單片機 P1 口低 4 位輸出的行號經(jīng) 4/16 線譯碼器 74HC154（如圖 ）譯碼后生成16 條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的行線。動態(tài)掃描顯示時， 74HC154用來確定某一時刻顯示的行號，保證某一時刻只有一行選中。一條行線上要帶動 16列的 LED 進行顯示，按每一 LED 器件 10mA 電流計算， 16 個 LED 同時發(fā)光時，需要 160mA 電流（即 16 個 LED 點陣同時亮的情況）， 74HC154 為一行 16 個 LED點陣提供足夠大的驅(qū)動電流。 74HC154 來做列選控制只使用了單片機的 4 個 IO 口，節(jié)約了很多 IO 資源， 為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件。 圖 74HC154 外形及引腳 第四章 系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計 軟件設(shè)計是一件細致而復(fù)雜的工作，應(yīng)按照合理的順序有條不絮的進行。本次畢業(yè)設(shè)計中我們在軟件設(shè)計部分依然采用模塊化的設(shè)計思想題，將整個系統(tǒng)劃分為若干個模塊，設(shè)計時將各個模塊非開來設(shè)計，最后將整個模塊連接起來，這樣易于調(diào)試，有助于發(fā)現(xiàn)問題并及時改正。 軟件系統(tǒng)分析 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求及該系統(tǒng)應(yīng)該滿足的功能要求，決定該系統(tǒng)應(yīng)該具有的部分及所需的各種元器件及其分別的型號，所起到的作用。按信息的流行向分 析說明信息的性質(zhì)，來源或去向，有多少數(shù)據(jù)信息、多少狀態(tài)信息，是模擬量還是數(shù)字量，是串行還是并行，數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口地址，與外設(shè)聯(lián)絡(luò)控制的方法以及輸入中斷源南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 10 的類別和優(yōu)先級的安排。每一個輸入 /輸出還應(yīng)注意是否與其他輸入 /輸出有關(guān)。 模塊細分 按照所分析的結(jié)果將整個系統(tǒng)，按不同的功能劃分為幾個相對獨立的模塊，并分析出各個模塊之間的關(guān)系幾由他兩端出現(xiàn)的信號的形式?？梢詫⒄麄€系統(tǒng)化分為：前端模塊，主機模塊，顯示模塊，輸入模塊，這樣就可以對各個模塊同時進行設(shè)計，只要保證相連模塊間滿足相應(yīng)的數(shù)據(jù)流通關(guān)系就行。 在此次設(shè)計中顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號，使屏幕按設(shè)計的要求顯示。根據(jù)軟件分層次設(shè)計的原理，可以把顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層；第一層是底層的顯示驅(qū)動程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動程序負責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負責(zé)產(chǎn)生行掃描信號和其它控制信號，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動器程序由定時器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實現(xiàn)。 確定算法 算法設(shè)計是軟件設(shè)計很重要的階段，合理和可靠的算法將導(dǎo)致優(yōu) 化程序設(shè)計。不同功能塊有不同的算法，同一個問題也可以有很多算法，要根據(jù)具體的情況選擇合適的算法。算法設(shè)計的總目標是，在達到要求功能的基礎(chǔ)上，保證程序流程結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠。 編寫程序 在手編寫各部分的程序之前，還需做兩件事：分配系統(tǒng)資源和設(shè)計流程圖。提高軟件設(shè)計總體效率的有效方法是先設(shè)計流程圖，在開始編程。程序流程圖 的設(shè)計過程就是程序邏輯設(shè)計的過程。流程圖直觀明了，有利于查錯和修改。 南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 11 明確任務(wù) 題目定義 題目細分 明確算法 確定算法 設(shè)計流 程 設(shè)計流程 編寫程序 編寫程序 程序有錯 程序調(diào)試 程序裝配 綜合調(diào)試 結(jié)束 圖 顯示驅(qū)動程序流程圖 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序開 始以后，首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，然后向左滾動顯示 “單片機仿真 ”這 5 個漢字，然后以 “卷簾入 ”效果隱去。由于單片機沒有停機指令，所以可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷的循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。圖 主程序流程圖。詳細主程序見附錄 A 南 寧 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 12 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 顯示驅(qū)動程序 由 LED 點陣顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，器件宜采用動態(tài)掃描驅(qū)動方式工作，由于 LED 管芯大多為高亮度型，因此某行或某列的單體 LED驅(qū)動電流可選用窄脈沖，但其平均電流應(yīng)限制在 20mA 內(nèi)．多數(shù)點陣顯示器的單體 LED 的 正向壓降約在 2V左右。動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進行選通，同時又向各列送出表