【正文】 在各種控制領(lǐng)域，單片機(jī)將擁有更加廣闊的使用天地。許多單片機(jī)開(kāi)發(fā)商也正朝著這個(gè)方向努力。如模擬功能，包括模擬比較器、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器等。 51LPC 系列單片 機(jī)采用以下三種方法降低功耗：（ 1）使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式；（ 2）使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，在低功耗模式下，振蕩器停止工作，是功耗降到最?。?3）使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓 EPROM 操作；EPROM 包含了模擬電路，當(dāng) Vcc 高于 4V 時(shí)，可通過(guò)軟件使這些模擬電路掉電以降低功耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。同時(shí)又?jǐn)U大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。它具有一個(gè)走時(shí)精確的實(shí)時(shí)鐘，可以任意設(shè)置時(shí)間，可以控制時(shí)間表的轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘的顯示功能等。對(duì)于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí) CPU 是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)重疊的問(wèn)題。串行口緩沖寄存器 SBUF 器是可直接尋址的專(zhuān)用寄存器。 本設(shè)計(jì)采用查表方式，在程 序里預(yù)先存儲(chǔ)兩個(gè)表格，即日常作息時(shí)間表和考試時(shí)間表，可以通過(guò)手動(dòng)按鍵來(lái)選擇所要執(zhí)行的時(shí)間表。由于要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時(shí)間，必須用到分字和合字，因此在 33H、 34H、35H、 36H、 37H 和 38H 中存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)間的時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位、分個(gè)位、秒十位和秒個(gè)位，方便顯示。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)步驟 （ 1）選擇工作方式，計(jì)算初值； （ 2）采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì)； （ 3）從秒 —— 分 —— 時(shí)的計(jì)時(shí)是通過(guò)累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)的； （ 4）時(shí) 鐘顯示緩沖區(qū)：時(shí)鐘時(shí)間在方位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，為此在內(nèi)部 RAM 中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共 6個(gè)地址單元。而計(jì)數(shù) 20 次可以用軟件實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)師單片機(jī)多功能定時(shí)器，所以 MCS51 內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器增 1。這樣可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以根據(jù)定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的初值。 11 第 4 章 電路的軟件設(shè)計(jì) 軟件程序內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、中斷子程序、打鈴子程序、時(shí)鐘顯示子程序、查詢(xún)時(shí)間表切換程序和延時(shí)子程序等等。 電源電路設(shè)計(jì) 電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。 164 只能存儲(chǔ) 8 位數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)單片機(jī)輸出第 914 位數(shù)據(jù)的時(shí)候，第一個(gè) 164 芯片中的 8 位數(shù)據(jù)就被傳到第二個(gè) 164 芯片中，這 8 位數(shù)據(jù)就是段選信號(hào)，控制數(shù)碼管將要顯示的字符。將單片機(jī)的 I/O 口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的 ag 相連，高電平的位對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由 I/O 口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽(yáng)極連在一起，稱(chēng)為共陽(yáng)極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱(chēng)為共陰極數(shù)碼管。為此，在電路中加上了紅、綠兩個(gè)不同的發(fā)光二極管，當(dāng)紅發(fā)光二極管接通時(shí)，表示當(dāng)前正在執(zhí)行日常作息時(shí)間表；當(dāng)綠發(fā)光二極管接通時(shí)則表示當(dāng)前正在執(zhí)行的是考試時(shí)間表。當(dāng)時(shí)鐘當(dāng)前的時(shí)間和當(dāng)前所執(zhí)行的時(shí)間表的時(shí)間一致時(shí)，相應(yīng)得標(biāo)志位為 1， 口輸出高電平，控制繼電器閉合，從 而合上開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電鈴進(jìn)行打鈴。 口表示數(shù)字“ ”鍵，按一下則對(duì)應(yīng)的數(shù)字減 1。為了避免 CPU 多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。 按鍵電路 按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。常用的 時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。 電路圖如下： 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 本章小結(jié) 本章介紹了單片機(jī)的一些基本硬件結(jié)構(gòu)。 3．電能變換 應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)變頻調(diào)速控制電路。這也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)者普遍關(guān)心的問(wèn)題。 MCS51 單 片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)， MCS51 單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行進(jìn)行工作，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)的關(guān)系。 P2 口是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，與地址總線(xiàn)（高 8 位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)LS 型 TTL 負(fù)載。這四個(gè)口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。地址為 00H1FH 的 32 個(gè)單元是 4組通用工作寄存器區(qū) ,每個(gè)區(qū)含 8個(gè) 8 位寄存器 ,編號(hào)為 R7R0。 8031 由于無(wú)內(nèi)部存儲(chǔ)器 ,所以只能外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器來(lái)存放程序?？刂破髦饕ǔ绦蛴?jì)數(shù)器、程序地 址寄存器、指令寄存器 IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時(shí)序控制邏輯電路。 控制器 控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。 4 第 2 章 MCS51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) MCS51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上。它可以執(zhí)行不同的時(shí)間表（考試時(shí)間和日常作息時(shí)間）的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)間。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51 系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與 MCS51 指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)的結(jié)構(gòu)為多。 13 程序說(shuō)明 ..................................................13 本章小結(jié) .................................................14 第 5 章 結(jié)論與展望 ...............................................15 結(jié)論 ............................................