【正文】 1 計數(shù)器，是一直加到 65535 溢出，變?yōu)?0，所以給寄存器裝入的是和 65536 相差 2022 的初值，晶振為 12M，12 分頻后，頻率為 1M，也就是周期為 1 微妙，即為單片機(jī)每執(zhí)行 1 條指令所用的時間，執(zhí)行 2022 次加 1，則就是 2022 乘以 1 微妙等于 20 毫秒。167。 單片機(jī)中斷的介紹 什么是中斷中斷是指由于某種隨機(jī)事件的發(fā)生，計算機(jī)暫?，F(xiàn)行的程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個程序，以處理發(fā)生的事件，處理完畢后又自動返回原來的程序繼續(xù)運(yùn)行。有五種中斷源：外部中斷 0、外部中斷 定時器中斷 0、定時器中斷 串行中斷。它們的描述如下表 41 所示：中斷源符號 名稱 終端引起的原因 中斷矢量地址INT0 外部中斷 0 由 低電平或下降沿信號 0003H中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文22T0 定時器中斷0定時/計數(shù)器 0 回零溢出 0013HINT1 外部中斷 1 由 低電平或下降沿信號 000BHT1 定時器中斷1定時/計數(shù)器 1 回零溢出 001BHTI/RI 串行中斷 串行口接收或發(fā)送完幀數(shù)據(jù)的中斷0023H表 41 五種中斷源的表示 中斷所用到的寄存器一、介紹定時器/計數(shù)器中所介紹的寄存器：（1） 、定時器/計數(shù)器控制寄存器 TCONTCON 的作用是控制定時器的啟動 /停止，標(biāo)志定時器的溢出和中斷情況；（2） 、中斷允許控制寄存器 IE對中斷源的開放或屏蔽是由中斷寄存器 IE 控制的，地址為 0A8H，即可以按字節(jié)尋址，也可以按位尋址。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時，IE 被清零。（3） 、串行控制寄存器 SCON二、定時/計數(shù)器的控制方法：在啟動定時/計數(shù)器工作之前 CPU 必須將一些命令（稱為控制字）寫入定時 /計數(shù)器中，這個過程稱為定時/ 計數(shù)的初始化。 （定時/ 計數(shù)器的初始化通過定時 /計數(shù)器的方式寄存器 TMOD 和控制寄存器 TCON 來完成。︱①定時 /計數(shù)器方式寄存器 TMODGATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0定時器 1 定時器 0②定時器的選擇M1 M0 工作方式 功能說明0 0 方式 0 13 位計數(shù)器0 1 方式 1 6 位計數(shù)器1 0 方式 2 自動再裝入 8 位計數(shù)器1 1 方式 3 定時器 0：分成兩個 8 位計數(shù)器；定時器 1：停止計數(shù)中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文23表 42 選擇定時方式表③定時器的初始化：（1） 確定工作方式對 TMOD 賦值；（2） 設(shè)置初始值直接將初值寫入 THO，TLO ；（3） 開啟定時器的中斷{ETO=1 EA=1} ；（4） 啟動定時器將 TR0 或 TRI 置“1”。三、中斷程序的編寫的步驟：（1） 、根據(jù)要求設(shè)置 IE（中斷允許寄存器）的對應(yīng)位 EA（EA —總中斷允許位 EA=1 開放所有的中斷；EA=0 禁止所有的中斷） ，某個中斷源還有相應(yīng)的中斷允許位；①、當(dāng) =1 時：允許相應(yīng)中斷源的中斷；②、當(dāng) =0 時：禁止相應(yīng)中斷源的中斷；（2） 、INT0、INT1 設(shè)定觸發(fā)方式 IT0（外部中斷觸發(fā)方式控制位）當(dāng)為 0 時：低電平觸發(fā)；當(dāng)為 1 時：下降沿觸發(fā)；（3） 、返回值是 Void 中斷函數(shù)名（） interrupt()。 為什么采用中斷控制方式CPU 與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送方式：（1） 、無條件傳送方式CPU 總認(rèn)為外設(shè)處于準(zhǔn)備好的狀態(tài)，外設(shè)比較簡單（2） 、程序查詢傳送方式外設(shè)有一個狀態(tài)（狀態(tài)存儲在寄存器內(nèi)）缺點(diǎn)：CPU 工作效率低， CPU 處于等待的狀態(tài)，為解決此缺點(diǎn)便出現(xiàn)了第三種傳送方式（3） 、中斷傳送方式中斷是指由于某種隨機(jī)事件的發(fā)生，計算機(jī)暫?，F(xiàn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一程序以處理發(fā)生的 事件，處理完畢后又自動返回原來的程序繼續(xù)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：（1） 、實(shí)現(xiàn)分時操作CPU 分為多個 I/O 設(shè)備服務(wù)，提高計算機(jī)的利用率（提前安排好的函數(shù)而中斷不同） ；（2） 、實(shí)時響應(yīng)CPU 能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時性大大增強(qiáng)；（3） 、可靠性高CPU 具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件的能力，從而使系統(tǒng)的可靠性提高。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文24167。 程序流程圖流程圖是使用圖形表示算法的思路是一種極好的方法，不論采用何種程序設(shè)計方法，程序總體結(jié)構(gòu)確定后，一般以程序流程圖的形式對其進(jìn)行描述。總體框圖中的各個子模塊或各個子任務(wù)也應(yīng)該結(jié)合具體的教學(xué)模型和算法畫出較詳細(xì)的程序流程圖，供后面編寫具體程序和閱讀程序使用。流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號表示操作的內(nèi)容，流程線表示操作的先后次序。流程圖的基本結(jié)構(gòu)為順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)（又稱選擇結(jié)構(gòu)） ，循環(huán)結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計中包括了以下八個主要的程序：主程序；非法搶答序；搶答時間調(diào)整程序；回答時間調(diào)整程序；倒計時程序；正常搶答處理程序；犯規(guī)處理程序；顯示及發(fā)聲程序。框架圖如圖 41 所示。圖 41 程序框架圖上電復(fù)位后數(shù)碼管顯示相應(yīng)的提示，程序開始對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。開始搶答后，若沒有選手按動搶答按鈕開始倒計時，直到搶答限制時間到，進(jìn)入下輪搶答。若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在 LED 數(shù)碼管上顯示選手的編號和剩余搶答限制時間，且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零。在開始鍵沒按時，有人按了搶答器，則該人違規(guī)，數(shù)碼管顯示號碼，與此同時紅燈亮，表示有人違規(guī)。其他人再按時則中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文25不響應(yīng)，優(yōu)先響應(yīng)第一個。若選手長時間沒有開始答題，主持人可以按下限時按鈕對選手答題時間進(jìn)行限制。開始鍵、答題顯示鍵按下，有人違規(guī)及有人搶答時都會發(fā)出“嘟”的一聲。當(dāng)搶答時間或答題時間快到時會間斷響 3 下。具體流程圖如圖 42 所示。圖 42 程序流程圖167。 Proteus 軟件簡介Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文26路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000 系列、8051系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。167。 Keil 軟件簡介隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。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(qiáng)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 ）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU，16MB 或更多 RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、WIN98 、 NT、WIN202WINXP 等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件） ，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(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍?！　eil C51 開發(fā)系統(tǒng)基本知識 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)基本知識　　1. 系統(tǒng)概述　　Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) 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。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻?！　eil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，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。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文27　　2. Keil C51 單片機(jī)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)，如圖 (1)所示，其中 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 A51 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?！　∈褂锚?dú)立的 Keil 仿真器時，注意事項　　* 仿真器標(biāo)配 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(kuò)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。167。 電路的仿真與調(diào)試 仿真的實(shí)現(xiàn) 繪制搶答器的軟件仿真圖步驟大致分以下四步：（1） 、查找所需要的元器件；（2） 、根據(jù)電路圖進(jìn)行連線；（3） 、用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號（ ）來連線所對應(yīng)的坐標(biāo)；（4） 、下載所寫完的 C 程序即可以仿真。通過以上步驟，來實(shí)現(xiàn)搶答器設(shè)計的仿真實(shí)現(xiàn)，仿真如圖 43 所示：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文28圖 43 仿真電路圖 系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，而且兩者是密不可分的。我們設(shè)計好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過聯(lián)合調(diào)試，才能驗(yàn)證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達(dá)到設(shè)計任務(wù)的要求，也只有經(jīng)過調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善，最終開發(fā)成實(shí)用產(chǎn)品。　　硬件調(diào)試分單元電路調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試，單元電路試驗(yàn)在硬件電路設(shè)計時已經(jīng)進(jìn)行，這里的調(diào)試只是將其制成印刷電路板后試驗(yàn)電路是否正確，并排除一些加工工藝性錯誤（如錯線、開路、短路等） 。這種調(diào)試可單獨(dú)模擬進(jìn)行，也可通過開發(fā)裝置由軟件配合進(jìn)行，硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試則必須在系統(tǒng)軟件的配合下進(jìn)行。　　軟件調(diào)試一般包括分塊調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個階段。程序的分塊調(diào)試一般在單片機(jī)開發(fā)裝置上進(jìn)行，可根據(jù)所調(diào)程序功能塊的入口參量初值編制一個特殊的程序段，并連同被調(diào)程序功能塊一起在開發(fā)裝置上運(yùn)行；也可配合對應(yīng)硬件電路單獨(dú)運(yùn)行某程序功能塊，然后檢查是否正確，如果執(zhí)行結(jié)果與預(yù)想的不一致，可以通過單步運(yùn)行或設(shè)置斷點(diǎn)的方法，查出原因并加以改正，直到運(yùn)行結(jié)果正確為止。這時該 程序功能塊已調(diào)試完畢，可去掉附加程序段。其它程序功能塊可按此法進(jìn)行調(diào)試。程序聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將已調(diào)試好的各程序功能塊按總體結(jié)構(gòu)聯(lián)成一個完整程序，在所研制的硬件電路上運(yùn)行。從而試驗(yàn)程序整體運(yùn)行的完整性、正確性和與硬件電路的配合情況。在聯(lián)調(diào)中可能會有某些支路上的程序、功能塊因受條件制約而得不到相應(yīng)中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士學(xué)位論文29的輸入?yún)?shù)，這時，調(diào)試人員應(yīng)創(chuàng)造條件進(jìn)行模擬調(diào)試。在聯(lián)調(diào)中如發(fā)現(xiàn)硬件問題也應(yīng)及時修正，直到單片機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件全部調(diào)試成功為止。系統(tǒng)調(diào)試完成后，還要進(jìn)行一段時間的試運(yùn)行，從而檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否達(dá)到設(shè)計要求，是否達(dá)到預(yù)期的效果。 電路仿真調(diào)試結(jié)果利用 proteus 和 keil 對電路進(jìn)行仿真調(diào)試結(jié)果：在 proteus 中芯片 AT89S52 裝載 keil 產(chǎn)生的 HEX 文件后，點(diǎn)擊 ，電路開始工作。其顯示結(jié)果如圖 44。圖 44 電路開始工作圖 正常搶答的調(diào)試。當(dāng)主持人按下“開始”鍵后，倒計時開始，選手可進(jìn)行搶答，數(shù)碼管顯示倒計時，如圖 45 顯示知倒計時還剩 16 秒，若在 16 內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)自動跳回開始部分并且蜂鳴器長鳴。圖 45 倒計時