【文章內(nèi)容簡介】 128x8bit內(nèi)部RAM兩個外部中斷源 共6個中斷源可直接驅(qū)動LED 3級加密位低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 陜西理工學院畢業(yè)設計第 10 頁共 45 頁P3口：P3口管腳是8個帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當 “1” 被寫入P3口后，內(nèi)部會將P3口上拉為高電平，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。P3口也可作為STC89C51的一些特殊功能口。P3口同時為閃爍編程[20]和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當器件被振蕩器復位時，RST腳兩個機器周期的高電平時間要保持。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 STC89C51特殊功能表端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）/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/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA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）。XTAL1：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。 陜西理工學院畢業(yè)設計第 11 頁共 45 頁4系統(tǒng)仿真 Proteus軟件介紹Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅涵蓋了其它EDA工具軟件的仿真功能，單片機及外圍器件也可以。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然這款軟件在國內(nèi)剛剛被推廣，但對于從事單片機教學的教師、單片機愛好者、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者，早已青睞已久。它是一個一體化的系統(tǒng)設計和仿真平臺，集成了模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路以及多種微控制器系統(tǒng)。它真正的實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的全套設計，從原理布圖、代碼調(diào)試 [11]一直到單片機和外圍電路的協(xié)同仿真，到一鍵切換到 PCB[8]的設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三者結(jié)合為一體的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2021年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)添加其它系列的處理器模型。在編譯這方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器的使用。功能特點：Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：原理布圖；PCB自動或人工布線；SPICE電路仿真。革命性的特點1． 電路仿真的互動性讓用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2．仿真處理器及其外圍電路，51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機均可以被仿真。在基于原理圖的虛擬原型上它可以直接編程，再配合顯示器輸出，運行后輸入輸出的效果得到展示。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，完備的電子設計開發(fā)環(huán)境已經(jīng)在Proteus上得到建立。 功能模塊：豐富的器件庫：多達27000種元器件以上，創(chuàng)建新元件非常簡便；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，繪圖時間得到了大大縮短；支持總線結(jié)構(gòu)：電路設計使用總線器件和總線布線使其變得簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個性化設置，印刷質(zhì)量的BMP圖紙可以被生成，也可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。 電路仿真：在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。針對單片機課堂教學，PROTEUS作為智能助手。許多單片機實例功能不僅可以變得形象化，許多單片機上運行的實例過程也變得形象化。在實物演示實驗的效果上，一定程度上前者比后者更能達到效果。它的元器件、連接線路和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件之間實現(xiàn)了高度的對應。使得傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能在相當程度上被替代，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。實踐證明，通過 Proteus 進行系統(tǒng)仿真開發(fā) [5]好后再進行實際制作，使單片機系統(tǒng)設計的效率得到極大提高。因此，Proteus 有較高的推廣利用價值。,ARM cortex處理器被增加，（TMS320）。 Keil軟件介紹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)，相比于匯編語言，C語言不論在學習還是應用上都非常容易，它在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有著明顯的優(yōu)勢。Keil提供了完整的開發(fā)方案，它高度集成了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， 陜西理工學院畢業(yè)設計第 12 頁共 45 頁開始開始讓這些部分在一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）下組合在一起。操作系統(tǒng)像WIN9NT、WIN202WINXP等。均可以運行Keil軟件。不論是使用C語言編程或僅用匯編語言編程， Keil都是最好的選擇，因為其具備易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具。Keil使用說明：啟動Keil 建立一個工程 選擇工程保存位置 選擇單片機（MCU）型號 Keil彈出對話框詢問是否將初始化代碼一起加入工程 , 開始編寫程序 寫完程序后，點“編譯”“鏈接” 編譯成功后，生成HEX文件，將生成的HEX裝載到仿真單片機完成相應的功能。定時中斷初始化按下調(diào)試開關，產(chǎn)生低電平開放定時中斷立即數(shù)OOH取出，LE輸出高電平，然后將LE清零啟動定時器，T0開始定時調(diào)用中斷定時程序按下計分鍵輸出低電平，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)，兩隊相應比分變化串行口發(fā)送完畢，標志清零 計分部分程序流程圖 計時部分程序流程圖 陜西理工學院畢業(yè)設計第 13 頁共 45 頁 Proteus仿真 為籃球賽計時計分器的系統(tǒng)仿真圖。 2 4 6 8RST (RXD) 10(TXD) (INT0) 12(INT1) (T0) 14(T1) (WR) 16(RD) 17XTAL2 18XTAL1 19GND 20(A8) (A9) (A10)(A11) (A12)(A13) (A14)(A15) PSEN29ALE/PROG30 EA/VPP31(AD7) (AD6)(AD5) (AD4)(AD3) (AD2)(AD1) (AD0)VCC40 U1 STC89C51Y112MHzC2 30C3 30COM 1R1 2R2 3R3 4R4 5R5 6R6 7R7 8R8 9RP1 1031234K5 ADD21234K6 DEC21234K7 RUN/STOPVCCR2 10K321P1DCVCC 11 2 233 4 455 6 6S1SWITCHA0F0B0E0D0dp0C0G0S1S2S3S4VCC1234K3 DEC11234K4 EXCHANGE1234K2 ADD1S5S6S7S8S9S10S1S2S4S3S6S8S9EEEDDCDCCGBGGFFFAS10AABBS5S7dpE 1D 2dp 3C 4G 5S1 6B7S28S39F10A11S412D2 4LEDE 1D 2dp 3C 4G 5B6S17S28F9A10S311D3 3LEDE 1D 2dp 3C 4G 5B6S17S28F9A10S311D4 3LEDCVCCR3 LS1 SPEAKERbce Q1 9012VCC+C1 10uFVCCA02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR174HC245ABCDE F GA0 B0 C0 D0 E0 F0 G0 dp0dp 陜西理工學院畢業(yè)設計第 14 頁共 45 頁 系統(tǒng)仿真圖5系統(tǒng)調(diào)試 軟件調(diào)試上電時對系統(tǒng)中進行檢測是單片機程序中的一個良好設計。在硬件設計時也應該細細考慮將各個使用到的芯片、接口設計成容易使用軟件進行測試的模式。很多有經(jīng)驗的單片機設計者都會在系統(tǒng)上電時（特別是第一次上電時）進行全面的檢測，或者更進一步，將系統(tǒng)的運行狀態(tài)中分為測試模式和正常運行模式，通過加入測試模式對系統(tǒng)進行詳細的檢測，使得系統(tǒng)的批量檢測更為方便容易。另外要注意的是，即使一個非常簡單的故障，在顯示界面上也是不易察覺的，需要非常謹慎清晰的頭腦來分析發(fā)現(xiàn)。例如：作為單片機系統(tǒng)中常用的器件，系統(tǒng)的外部RAM（數(shù)據(jù)存儲器）一旦出現(xiàn)問題的話，通常情況下，整個程序會失去控制。因此，程序在上電啟動時，針對外部RAM 務必要進行細致的檢測。檢測內(nèi)容包括：（1）RAM 中各單元的檢測。觀察寫入和讀出的數(shù)據(jù)是否都保持一致。（2）單片機與RAM 之間的地址數(shù)據(jù)總線的檢測。確?？偩€之間沒有發(fā)生短路，也都沒有接到“地”上。此外，很多芯片都有提供測試方法。像串行通信芯片UART，都帶環(huán)路測試的功能。此外，要做好充分的準備再進行仿真操作。對于單片機開發(fā)者，雖然單片機硬件仿真器讓工作變得更加方便，但也很容易造成人的懶惰心理。許多工程師，沒有仿真器，也可以寫出很出色的程序來。在硬件仿真調(diào)試之前，要做好一下準備工作：（1）編程結(jié)束后，對寫的代碼進行整體檢查和走查。同時也要看代碼的規(guī)范性是否符合要求，細心尋找發(fā)現(xiàn)代碼中的錯誤，將其記錄到代碼檢查表中，根據(jù)二八定律，再出現(xiàn)錯誤的地方，可能還有別的錯誤。所以，針對代碼錯誤多的地方要重點檢查。（2）測試各個子程序的正確性。通過用程序測試程序的測試方法，編寫一個調(diào)用該子程序的代碼，定義要測試子程序的入?yún)l件，給一個入?yún)⒖此芊癜搭A期輸出一個正確的出參。（3）預判出錯誤容易出現(xiàn)的地方，有針對性的進行代碼檢查，如果部分代碼做了修改，要檢查是否修改成功，各個模塊的程序和整體的程序都要能夠正確運行，注意修正一個錯誤的同時也可能會引入新的錯誤。（4）利用專門的調(diào)試工具或程序語言提供的調(diào)試功能來分析程序的動態(tài)執(zhí)行。一般程序語言和工具提供的調(diào)試功能有檢查主存和寄存器；設置斷點，針對特定語句或改變特定變量的值時執(zhí)行，程序到達斷點處停止執(zhí)行，觀察程序此時的狀態(tài)，做進一步分析。(5) 在不影響硬件各部分功能實現(xiàn)的情況下，可以允許有一些小的Bug或缺陷產(chǎn)生，但要反復運行調(diào)試，確保程序中沒有致命的或一些隱藏著的重大缺陷，將Bug的比率降到最低。程序可以在硬件電路中穩(wěn)定運行。 硬件調(diào)試，默認比賽時間為15：00，甲乙隊比分默認000。 陜西理工學院畢業(yè)設計第 15 頁共 45 頁:00，按下RUN/STOP鍵，以一秒的頻率，倒計時方式開始計時或暫停計時。 陜西理工學院畢業(yè)設計第 16 頁共 45 頁，對兩隊比分進行加減操作。4. 比賽時間倒計時到00：00時，蜂鳴器發(fā)出報警提示。 陜西理工學院畢業(yè)設計第 17 頁共 45 頁，按EXCHANGE鍵，比分交換顯示，比賽時間重新預置為15：00。 陜西理工學院畢業(yè)設計第 18 頁共 45 頁結(jié)論在本次設計中，我通過基于典型單片機STC89C51的設計和應用，對于單片機工作原理，功能有