【正文】 再次感謝同學(xué)、老師以及家人對我學(xué)習(xí)、成長中的關(guān)心與幫助，我相信，畢業(yè)不是結(jié)束，而是人生另一個(gè)輝煌 的開始！北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 。指導(dǎo)過程中，老師對待同學(xué)有耐心、細(xì)致入微；對待知識(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、專注、博學(xué)。北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 參考文獻(xiàn) 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致 謝 伴隨著文章的末尾 ,我 大學(xué) 本科的學(xué)習(xí)生涯也即將結(jié)束，在這短暫的大學(xué)四年里 ,許多老師和同學(xué)都給予了我莫大的幫助 ,感謝那些 在我這青春最美好的階段陪我過的每一個(gè)人。在自己的不斷摸索中和導(dǎo)師的指導(dǎo)下，終于完成了此次 的設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)到了最終的目的。通過本次設(shè)計(jì) ,使我更加深入地 了解了 51系列單片機(jī)的 功能特點(diǎn) ,及其 具體使用，比 如寄存器、定時(shí)器、RAM、 ROM。北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 結(jié) 論 在本系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了模擬 電子 存包的功能。 4． 3． 2 軟件 遇到的問題 :程序出錯(cuò) 導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的 ,如數(shù)據(jù)類型 定義 錯(cuò) 誤等 。 4． 3 調(diào)試中遇到的問題及解決方法 4． 3． 1 硬件 遇到的問題 :沒有輸出，沒供電，有虛焊、錯(cuò)焊、漏焊等 。 4． 2 軟件調(diào)試 將事先編寫好的程序?qū)懭敕抡孳浖锏膯纹瑱C(jī)中，然后通過 Proteus 仿真軟件進(jìn)行仿真。 4． 1 硬件調(diào) 試 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 首先電路板焊接完畢之后想用萬用測一下電源、地之間是否短路，如果正常在上電。軟件編程中，首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進(jìn)行系 統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。經(jīng)過初步的分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。相同則執(zhí)行開柜命令 ,不同則提示錯(cuò)誤。 3． 2． 3 程序流程圖 無鍵按下 返回主程序并保存箱號(hào) 返回主程序并保存密碼 Y 有鍵按下 開始 LED 初始化 鍵盤掃描 存包鍵按下？ 主程序 產(chǎn)生隨機(jī)密碼 打開箱子 GCM 發(fā)送密碼和箱號(hào) 顯示正常信息 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 存包過程 取包過程 圖 31 程序流程圖 3． 2． 4 各模塊的軟件程序設(shè)計(jì) （ 1）隨機(jī)模塊： 下圖為隨機(jī)模塊的程序框架 。使各功能 程序模塊化，子程序化，縮短程序的長度，加快運(yùn)算速度和節(jié)省數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，減少程序執(zhí)行的時(shí)間。如果源程序有語法錯(cuò)誤，需修改源文件后繼續(xù)編譯，直到無語法錯(cuò)誤為止，然后利用目標(biāo)代碼通過仿真器進(jìn)行程序調(diào)試，排除設(shè)計(jì)和編程中的錯(cuò)誤直到成功。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 (5) 程序調(diào)試。 (4) 根據(jù)程序的流程圖和指令系統(tǒng)編寫出程序。 (3) 合理分配系統(tǒng)資源，包括定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷、堆棧等。根據(jù)功能關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，設(shè)計(jì)出合理的軟件總體結(jié)構(gòu)。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)因系統(tǒng)而異，但程序設(shè)計(jì)總是有共同特點(diǎn)及其規(guī)律的。 3． 2． 1 程序設(shè)計(jì)步驟 程序設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)所能接受的語言把所需解決問題的步驟逐一描述出來，也就是編制計(jì)算機(jī)的程序，在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，軟件的編制是重要環(huán)節(jié)。存包的過程也就此結(jié)束。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。 （ 5） 源程序中可以有預(yù)處理命令 (include 命令僅為其中的一種 )，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。 （ 4） 每一個(gè)說明，每一個(gè)語句都必須以分號(hào)結(jié)尾。 （ 2） 一個(gè)源程序不論由多少個(gè)文件組成，都有一個(gè)且只能有一個(gè) main 函數(shù)，即主函數(shù)。 C 程序 適用范圍大 ,可移植性好。 C 語言允許直接訪問物理地址，能進(jìn)行位操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。 具有結(jié)構(gòu)化的控制語句。 C 將括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。 運(yùn)算符豐富。 C 語言具有繪圖能力強(qiáng)，可移植性，并具備 很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫它是數(shù)值計(jì)算的高級(jí)語言。因此廣泛地移植到了各類各型計(jì)算機(jī)上，形成了多種版本的 C語言。既可用于系統(tǒng)軟件的開發(fā)，也適合于應(yīng)用軟件的開發(fā)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進(jìn)行位 (bit)一級(jí)的操作。 C 語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。當(dāng)時(shí)，設(shè)計(jì) C語言是為了編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的， C 吸收了其它語言的優(yōu)點(diǎn)逐步成為實(shí)用性很強(qiáng)的語言。 1970年， Ken Thompson 在繼承 BCPL 語言的許多優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)明了實(shí)用的 B語言。每年都有新的程序設(shè)計(jì)語言問世，老的程序設(shè)計(jì)語言不斷地更新?lián)Q代。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 3． 1 C 語言程序設(shè)計(jì) 3． 1． 1 C 語言簡介 自從 1946 年第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī) ENIAC 問世以來，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是近年來計(jì)算機(jī)的硬件和軟件都是日新月異。單片機(jī)要求在穩(wěn)定的電源下才能正常工作，本身單片機(jī)工作在晶震 12M 下，產(chǎn)生的干擾信號(hào)也是大的。一般在輸入電源的正負(fù)級(jí)之間并上一個(gè)無極性陶瓷電容和一個(gè) 220U 的電解電容，起到對電源濾波的作用。設(shè)計(jì)中用單片機(jī) P1口的 P1． 0一 P1． 3接鍵盤的 4根行線， P1． 4一 P1． 6接 3根列線。功能鍵兩個(gè)，一個(gè)為“確認(rèn)”鍵，用于密碼輸入結(jié)束后確認(rèn)，一個(gè)為“修改／重置”鍵，用于修改密碼及 存包 后恢復(fù)紅外 監(jiān)測 工作的控制。 本 系統(tǒng)中鍵盤的功能主要用于用戶輸入和修改密碼。 本設(shè)計(jì)通過用 LED 顯示屏 顯示兩行信息，其中第一行顯示 柜號(hào) ，第二行則主要顯示 手機(jī)號(hào)和 密碼等相關(guān)提示信息。 第 15 腳：背光源正極。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度。 LED 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 : mA() 模塊最佳 工作電壓 : 字符尺寸 :(WH) mm 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 圖 24 引腳接口說明表 圖 25 LCD 與單片機(jī)的接口 圖 引腳功能說明 : 第 1 腳： VSS 為地電源。字符型 LED通常有 14條引腳或 16 條引腳的 LED，多出來的 2條線是背光電源線 VCC（ 15腳）和地線 GND（ 16腳），其控制原理與 14腳的 LED完全一樣。比較常見的生產(chǎn)廠家有 MAXIM、 PHILIPS、 IMP 以及 DALLS 等， 51 系列微處理器中常用的型號(hào)有MAX813L、 MAX80 X25043/5 等。P 監(jiān)控電路又稱電源監(jiān)視電路，具有上電時(shí)可靠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)和電源電壓跌落到“門檻值”時(shí)可靠產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)功能。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 (2)專用 181。實(shí)踐發(fā)現(xiàn) R2 如果取值太 小，例如 1K，則會(huì)導(dǎo)致 RST 信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力變差而無法使系統(tǒng)可靠復(fù)位。理論上說， 51 系列單片機(jī)復(fù)位引腳只要外加 2 個(gè)機(jī)器周期的有效信號(hào)即可復(fù)位，即只要保證 t＝ RC2M（機(jī)器周期）便可，但實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常取 C3 為 10181。 RC 復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路。對于復(fù)位要求高并對電源電壓進(jìn)行監(jiān)視的場合，大多采用這種方式。P 監(jiān)控電路。 一般應(yīng) 復(fù)位電路 有手動(dòng)或上電復(fù)位電路 [4]。 復(fù)位電路：最簡單的復(fù)位電路就是在 RST 與 VCC之間連接一個(gè) 10UF 電解電容，當(dāng)通電時(shí)， RST 維持一段很短的高電平狀態(tài)，使單片機(jī)復(fù)位，很快電容充電滿后， RST電平被拉低。因此，在實(shí)際應(yīng)用中一定要注意正確選擇參數(shù)（ 30177。 對于時(shí)間要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖進(jìn)行設(shè)計(jì)就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運(yùn) 行。如圖 23 為最小系統(tǒng)電路圖。 2． 3 單片機(jī)基本工作電路 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 2． 3． 1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)是利用最少的外圍器件而使單片機(jī)工作的電路組織形式。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 Vcc 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端 XTAL2 則懸空。 10Pf。對電容 C C2 雖沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30Pf177。這個(gè)放大器與作為反饋元件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 5。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件使用 12v 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 EA/VPP：外部訪問允許。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。 該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 還用于輸入編程脈沖（ PROG）。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 RST：復(fù)位輸入。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位四肢的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)，在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特