【正文】 1．6．3項目評估表項 目 評 價 表項目名稱總 分信號燈控制的設(shè)計與制作學習領(lǐng)域項目承接人單片機硬件系統(tǒng)評 分 內(nèi) 容標準分值自我評價（20%）小組評價（30%）教師評價（50%）計劃：是否制定了行動方案5行動方案是否合理10決策：是否確定了問題和解決問題方案8是否考慮了安全和勞動保護措施7實施：設(shè)計步驟是否正確10是否設(shè)計規(guī)范10是否獨立完成5是否在規(guī)定的時間內(nèi)完成10檢查：檢查方法是否正確5線路安裝過程是否正確合理5是否能如實填報檢查單5PPT匯報是否清楚明白5評估：請描述本項目的優(yōu)點： 5有待改進之處：5改進方法：5總　　分100教師評語：被評估者簽名日期組長簽名日期老師簽名日期袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈。程序固化器的具體操作過程可參見相應(yīng)的說明書。這些是我們寫入2764的內(nèi)容，表示的是一段程序。返回，從START開始重復(fù)7B FF 000CH DELAY: MOV R3,0FFH 。機器碼 地址 程序 ORG 0000H 。（6） MAX232：標準的串行口電平轉(zhuǎn)換器，用來將單片機和PC機聯(lián)系起來，將在第8章介紹。（4） 8155A：一種可編程的RAM和I/O接口芯片，本實訓系統(tǒng)主要用它來作擴展鍵盤和數(shù)碼管顯示的接口。它是近年來廣泛被使用的一種只讀存儲器。首先將這些主要芯片的功能簡單介紹如下：（1） EPROM2764：紫外線可擦除，電可編程的只讀存儲器。本設(shè)計以單片機為核心，采用MCS51 MCU結(jié)構(gòu)，以LED發(fā)光管作為信號燈，實現(xiàn)對LED發(fā)光管的全亮、全滅控制。我們必須掌握節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期、指令周期的概念，了解時鐘電路以及復(fù)位條件、復(fù)位電路、復(fù)位后的狀態(tài)。累加器A、程序狀態(tài)寄存器PSW、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)存儲器地址指針DPTR、程序存儲器地址指針PC，均有著特殊的用途和功能。單片機的硬件系統(tǒng)包括單片機的組成、結(jié)構(gòu)、引腳功能及端口連接。．設(shè)計一個簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng)：用P1口的任意三個管腳控制發(fā)光二極管，模擬交通燈的控制。單片機如何確定和改變當前的工作寄存器區(qū)？．什么是堆棧？堆棧指示器SP的作用是什么？在堆棧中存取數(shù)據(jù)時的原則是什么？．MCS51型單片機ROM空間中，0003H~002BH有什么用途？用戶應(yīng)怎樣合理安排？．當單片機外部擴展RAM和ROM時，P0口、P1口、P2口、P3口各起何作用？．P0~P3口作為輸入或輸出口時，各有何要求？．畫出MCS51型單片機時鐘電路，并指出石英晶體和電容的取值范圍。由此可見，我們可以通過程序來完成對硬件電路的控制。這樣我們可以通過向P1口寫入一個8位二進制數(shù)來改變每個管腳的電平狀態(tài)，而向P1口寫入數(shù)據(jù)可以通過相應(yīng)指令來實現(xiàn)。單片機芯片AT89C51的1～8引腳通過集成芯片74LS240(8個非門)接到8個發(fā)光二極管上，8個發(fā)光二極管的陽極在各接一個限流電阻后接+5 V電源，陰極連在一起接地。主要任務(wù)是檢驗實現(xiàn)的功能及其效果并校正數(shù)值。除了語法差錯外，當確認程序沒問題時，通過直接下載到單片機來調(diào)試?！　?7) 斷開反饋線檢查法　　對于含有反饋線的閉合電路，應(yīng)該設(shè)法斷開反饋線進行檢查，或進行狀態(tài)預(yù)置后再進行檢查?！　?4)信號尋跡法　　在電路的輸入端加上特定信號，按照信號流向逐級檢查是否有響應(yīng)和是否正確，必要時可多次輸入不同信號。應(yīng)著重注意：有無漏線、錯線，導線與插孔接觸是否可靠，集成電路是否插牢、集成電路是否插反等。這是一種良好的習慣，實際上這樣做不會增加布線工作量?！　?）導線應(yīng)粗細適當，～，最好采用各種色線以區(qū)別不同用途，如電源線用紅色，地線用黑色。1．硬件電路檢測首先，應(yīng)便于檢查、排除故障和更換器件?！　尾竭\行(Step)程序，觀察每一條指令運行后實驗板上8個發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)。這兩列是我們寫入單片機內(nèi)部存儲器的內(nèi)容,表示的是一段程序。保存文件時。這一步是使用單片機開發(fā)系統(tǒng)的必需步驟。項目名稱信號燈控制的設(shè)計與制作上交資料名稱項目設(shè)計方案信號燈控制線路設(shè)計方案項目進度表項目總結(jié)報告七、備注（需要注明的內(nèi)容）　　指導老師評語：項目完成人簽字：　　　　　　　　　　　　　　日期：　　年　　月　　日指導老師簽字：　　　　　　　　　　　　　　　日期：　　年　　月　　日 1．3 決策—項目方案的設(shè)計1．3．1 項目實施的器材設(shè)備(1) 設(shè)備：計算機、單片機仿真器、實驗板、程序固化器。小組準備匯報材料，每組選派一人進行匯報。六、項目檢查學生填寫檢查單。老師指導確定最終設(shè)計方案和設(shè)計電路?？刂瞥绦蛟?。 項目設(shè)計任務(wù)書學習子領(lǐng)域單片機硬件系統(tǒng)頁　數(shù)：　項 目 名 稱信號燈控制的設(shè)計與制作專 業(yè)班 級項目設(shè)計人一、項目描述項目工作要求（任務(wù)書）請根據(jù)要求分析設(shè)計信號燈控制原理圖并實現(xiàn)連接，要求如下：（1）在對單片機這部分內(nèi)容進行學習的同時，在掌握單片機結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，了解其連接應(yīng)用的條件，進而掌握單片機的理論知識。（2）仿真器來調(diào)試程序。數(shù)字化綜合服務(wù)平臺：該平臺是我院購置的大型教學軟件，教師和學生都可登錄。單片機實訓室：擁有50臺微型計算機和50套啟東Dais單片機實驗箱，啟東Dais單片機實驗箱內(nèi)部嵌有仿真器并提供開發(fā)環(huán)境，可完成信號燈控制器設(shè)計的軟硬件的驗證工作。執(zhí)行指令的過程：（1） 指令寄存器中的內(nèi)容經(jīng)指令譯碼器譯碼后，說明這條指令是取數(shù)命令，即把一個立即數(shù)送A中；（2） PC的內(nèi)容為0001H送地址寄存器，譯碼后選中0001H單元，同時PC的內(nèi)容自動加1變?yōu)?002H；（3） CPU同樣通過控制總線發(fā)出讀命令；（4） 0001H單元的內(nèi)容08H讀出經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送至R2，至此本指令執(zhí)行結(jié)束。假設(shè)機器碼74H、E0H 已存在0000H開始的單元中，表示把E0H這個值送入A累加器。P0~P3口用作輸入口時，必須先寫入“1”。請注意：（1）復(fù)位后PC值為0000H，表明復(fù)位后程序從0000H開始執(zhí)行，這一點在實訓中已介紹。附錄中的實訓系統(tǒng)就是采用該電路。在接電瞬間，RST端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。例如：若時鐘頻率為12MHZ，每機器周期為1us，則只需2us以上時間的高電平。2．單片機的復(fù)位電路單片機復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC=0000H，使單片機從第一個單元取指令，實訓中已經(jīng)看出。若是雙字節(jié)則在同一機器周期的S4讀第二字節(jié)。ALE信號每出現(xiàn)一次，CPU就進行一次取指操作，但由于不同指令的字節(jié)數(shù)和機器周期數(shù)不同，因此取指令操作也隨指令不同而有小的差異。單片機執(zhí)行任何一條指令時都可以分為取指令階段和執(zhí)行指令階段。通常，包含一個機器周期的指令稱為單周期指令，包含二個機器周期的指令稱為雙周期指令，等等。當振蕩脈沖頻率為6 MHZ時, 一個機器周期為2 us。下面分別加以說明。２）引入外部脈沖信號在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，應(yīng)當引入唯一的公用外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。請讀者特別注意時鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會造成概念上的錯誤。單片機本身就如一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。對于第二功能為輸入的信號引腳，在口線的輸入通路上增加了一個緩沖器，輸入的第二功能信號就從這個緩沖器的輸出端取得。 P3口某位結(jié)構(gòu)P3口的特點在于為適應(yīng)引腳信號第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。P2口可以作為通用I/O口使用。因為P1口通常是作為通用I/O口使用的,；其次是電路的內(nèi)部有上拉電阻，與場效應(yīng)管共同組成輸出驅(qū)動電路。但若從鎖存器Q端讀，就能避免這樣的錯誤，得到正確的數(shù)據(jù)。例如“ANL P0，A”就是屬于這類指令，執(zhí)行時先讀入P0口鎖存器中的數(shù)據(jù)。所謂讀引腳就是讀芯片引腳的數(shù)據(jù)，這時使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳”信號把緩沖器打開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)從緩沖器通過內(nèi)部總線讀進來。當作為通用的I/O口使用時，內(nèi)部的控制信號為低電平，封鎖與門將輸出驅(qū)動電路的上拉場效應(yīng)管（FET）截止，同時使多路轉(zhuǎn)接電路MUX接通鎖存器Q端的輸出通路。由于通路中已有輸出鎖存器，因此數(shù)據(jù)輸出時可以與外設(shè)直接連接，而不需再加數(shù)據(jù)鎖存電路。MCS51單片機的四個I/O口都是8位雙向口，這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是基本相同的，但又各具特點，以下分別介紹。每個口都包含一個鎖存器，一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。因此在中斷地址區(qū)中理應(yīng)存放中斷服務(wù)程序。如果程序不從0000H單元開始，應(yīng)在這三個單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的程序。 MCS51 的片外最多能擴展64K字節(jié)程序存儲器，片內(nèi)外的ROM 是統(tǒng)一編址的。全部專用寄存器可尋址的位共83位，這些位都具有專門的定義和用途。對專用寄存器的字節(jié)尋址問題作如下幾點說明：（1） 21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。MCS51單片機由于堆棧設(shè)在內(nèi)部RAM中, 因此SP是一個8位寄存器. 系統(tǒng)復(fù)位后,SP的內(nèi)容為07H, 使得堆棧實際上從08H單元開始。 (5) 數(shù)據(jù)指針（DPTR）數(shù)據(jù)指針為16位寄存器，它是MCS51中一個16位寄存器。表明累加器A內(nèi)容的奇偶性，如果A中有奇數(shù)個“1”，則P置“1”，否則置“0”。在帶符號數(shù)加減運算中，OV=1表示加減運算超出了累加器A所能表示的符號數(shù)有效范圍（128 ～ +127），即產(chǎn)生了溢出，因此運算結(jié)果是錯誤；否則，OV=0表示運算正確，即無溢出產(chǎn)生。用于選擇CPU當前工作的通用寄存器組。在BCD碼調(diào)整中也要用到AC位狀態(tài)。CY是PWS中最常用的標志位，其功能有二：一是存放算術(shù)運算的進位標志，在進行加或減運算時，如果操作結(jié)果最高位有進位或借位時，CY由硬件置“1”，否則清“0”；二是在位操作中，作累加位使用。其中有些位狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動設(shè)置的，而有些位狀態(tài)則使用軟件方法設(shè)定。乘法操作后，乘積的高8位存于B中，除法運算時，B是除數(shù)。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運算的中間結(jié)果。因此用戶無法對它進行讀寫。 1)專用寄存器（SFR）簡介8051共有21個專用寄存器，現(xiàn)把其中部分寄存器簡單介紹如下：(1) 程序計數(shù)器（PC——Program Counter）在實訓中，我們已經(jīng)知道PC是一個16位的計數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。對用戶RAM區(qū)的使用沒有任何規(guī)定或限制。位尋址區(qū)共有16個RAM單元，計128位，位地址為00H～7FH。到底是哪一組，由程序狀態(tài)字寄存器PSW中RSRS0位的狀態(tài)組合來決定。30H ~7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)20H ~2FH位尋址區(qū)（00H~7FH）18H ~1FH工作寄存器3區(qū)（R7~R0）10H ~17H工作寄存器2區(qū)（R7~R0）08H ~0FH工作寄存器1區(qū)（R7~R0）00H ~07H工作寄存器0區(qū)（R7~R0） 片內(nèi)RAM的配置低128單元是單片機的真正RAM存儲器，按其用途劃分為三個區(qū)域：1)寄存器區(qū)共有四組寄存器，每組8個寄存單元（各為8位），各組都以R0～R7作寄存單元編號。但是P3口的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機的重要控制信號。當電源發(fā)生故障電壓降低到下限值時，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓，以保護內(nèi)部RAM中的信息不丟失。當輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平即為有效，用以完成單片機的復(fù)位初始化操作。在讀外部ROM時有效（低電平），以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。（1）P3口線的第二功能P3的8條口線都定義有第二功能。例如MCS51系列把芯片引腳數(shù)目限定為40條，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了需要與可能的矛盾。在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存器鎖存起地線。 ～ ：P1口8位雙向口線。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為6MHZ和12MHZ。全部中斷分為高級和低級共二個優(yōu)先級別。（6）串行口MCS51單片機有一個全雙工的串行口，以實現(xiàn)單片機和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 MCS51 單片機結(jié)構(gòu)框圖（3）內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部ROM）8051共有4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格，因此稱之為程序存儲器，簡