【正文】 而且 所設(shè)計(jì)的。 Keil提供了一種仿真器 dSimulator，位51單片機(jī)的調(diào)試帶來(lái)了極大的方便。 圖 本章小結(jié) 在開發(fā)產(chǎn)品時(shí)，有時(shí)軟件（也就是應(yīng)用程序）先行予硬件設(shè)計(jì)，可以用軟件模擬仿真器對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行軟件模擬調(diào)試。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中 的 Build 頁(yè) 中，如 果源程序中有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)有錯(cuò)誤報(bào)告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定位到出錯(cuò)的位置。 以上操作也可以通過工具欄按鈕 直接 進(jìn)行。 編譯、連接 在設(shè)置好工程后，即可進(jìn)行編譯、連接。默認(rèn)的是速 度優(yōu)先，可根據(jù)需要更改。 C51 標(biāo)簽 頁(yè)用于 對(duì) Keil 的 C51 編譯 器的編譯過程進(jìn)行控制， 其中 比較常用的是“ Code Optimization”組， 該組 中 Level 是 優(yōu)化等級(jí)， C51 在 對(duì)源程序進(jìn)行編譯時(shí)， 可以 對(duì)代碼多 至 9 級(jí) 優(yōu)化，默認(rèn)使用 第 8 級(jí) ，一般不必修改，如果在編譯中出現(xiàn)一些問黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題，可以降低優(yōu)化級(jí)別試一試。 Listing 標(biāo)簽頁(yè)用于調(diào)整生成的列表文件選項(xiàng)。工程設(shè)置對(duì)話框中的其它各 頁(yè)面與 C51 編譯選項(xiàng)、 A51 的匯編選項(xiàng)、 BL51 連接器 的連接選項(xiàng)等用法有關(guān)，這里均取默認(rèn)值 ，不作任何修改。按鈕 “ Select Folder for objects” 是用來(lái)選擇最終的目標(biāo)文件所在的文件夾，默認(rèn)是與工程文件在同一 個(gè)文件夾中。 選中 Debug information 將 會(huì)產(chǎn)生調(diào)試信息， 這些 信息用于調(diào)試， 如果需要對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，應(yīng)當(dāng)選中該項(xiàng)。Use onchip ROM 選擇 項(xiàng)，確認(rèn)是否僅使用片內(nèi) ROM（ 注意：選中該項(xiàng)并不會(huì)影響最終生成的目標(biāo)代碼量）； Operating 項(xiàng)是操作系統(tǒng)選擇， Keil 提供 了兩種操作系統(tǒng)： Rtx tiny 和 Rtx full， 關(guān)于 操作系統(tǒng)是另外一個(gè)很大的話題了，通常我們不使用任何操作系統(tǒng)，即使用該項(xiàng)的默認(rèn)值 :None（不使用任何 操作系統(tǒng)）； Off Chip Code memory 用以 確定系統(tǒng) 擴(kuò)展 ROM 的地址范圍， Off Chip xData memory 組用于確定系統(tǒng) 擴(kuò) 展 RAM的地址范圍，這些選擇項(xiàng)必須根據(jù)所用硬件來(lái)決定，由于該例是單片應(yīng)用， 未 進(jìn)行任何擴(kuò)展，所以均不重新選擇，按默認(rèn)值設(shè)置。 Memory Model 用于設(shè)置 RAM 使用 情況， 有 三個(gè)選擇項(xiàng)， Small 是 所有變量都在單片機(jī)的內(nèi)部 RAM 中； Compact 是 可以使用一頁(yè)外部 擴(kuò)展 RAM， 而 Larget 則 是可以使用 全部外部 的 擴(kuò)展 RAM。 設(shè)置對(duì)話框中 的 Target 頁(yè)面，如 圖 5 所示， Xtal 后面 的數(shù)值是晶振 頻率 值，默認(rèn)值是所選 目標(biāo) CPU 的 最高可用頻率值，對(duì)于 我們所選的 AT89C51 而言 是 24M，該數(shù)值與最終產(chǎn)生的目標(biāo)代碼無(wú)關(guān)，僅用于軟件模擬調(diào)試時(shí)顯示程序執(zhí)行時(shí)間。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 工程的詳細(xì)設(shè)置 工程建立好以后，還要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。 雙 擊 文件，將文件加入項(xiàng)目，注意，在文件加入項(xiàng)目后，該對(duì)話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時(shí)常會(huì)誤認(rèn)為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)如圖 4 所示的對(duì)話框，提示你所選文件已在列表中，此時(shí)應(yīng)點(diǎn)擊“確定”， 返回 前一對(duì)話框，然后點(diǎn)擊“ Close” 即可 返回主界面，返回后，點(diǎn)擊“ Source Group 1”前的加號(hào)，會(huì)發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框， 如圖 所示，這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU（ 即你所用芯片的型號(hào)）， Keil 支持 的 CPU 很多 ，我們選擇 Atmel 公司的 89C51 芯片 。 建立工程文件 在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅有一個(gè)源程序就行了，還要為這個(gè)項(xiàng)目選擇 CPU（ Keil支持?jǐn)?shù)百種 CPU，而這些 CPU 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式，有一些項(xiàng)目還會(huì)有多個(gè)文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程（ Project）這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個(gè)工程中，只能對(duì)工程而不能對(duì)單一的源程序進(jìn)行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步地來(lái)建立工程。 UVison 啟動(dòng)后，程序窗口的左邊有一個(gè)工程管理窗口，該窗口有 3 個(gè)標(biāo)簽，分別是 Files、 Regs、 和 Books，這三個(gè)標(biāo)簽頁(yè)分別顯示當(dāng)前項(xiàng)目的文件結(jié)構(gòu)、 CPU 的寄存器及部份特殊功能寄存器的值（調(diào)試時(shí)才出現(xiàn)）和所選 CPU 的附加說明文件 源文件的建立 使用 菜單“ FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕 ,即可在項(xiàng) 目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序 保存該文件，注意必須加上擴(kuò)展名（匯編語(yǔ)言源程序一般用 asm 或 a51 為擴(kuò)展名），這里假定將文件保存為 。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來(lái)說是十分必要的，如果你使用 C 語(yǔ)言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)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(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)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(huì)令你事半功倍。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一 個(gè)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(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 圖 工程文件的建立、設(shè)置與目標(biāo)文件的獲得 單片機(jī)開發(fā)中除必要的 硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。選擇 ，從中可以選擇電路原理中的兩個(gè)通用的端子，一個(gè)是接地，一個(gè)是電源。具體操作是：?jiǎn)螕粢B線的一個(gè)引腳，連出適當(dāng)?shù)木嚯x后雙擊，另一個(gè) 引腳也同樣操作，單擊“ LBL”按鈕，在彈出的窗口中的“ String”中填入名稱，如“ A” ，對(duì) OUT7引腳進(jìn)行同樣的操作，在“ String”中也填入名稱“ A”，這樣就完成了引腳的網(wǎng)絡(luò)連接，這個(gè)好處避免兩個(gè)距離比較遠(yuǎn)的器件進(jìn)行真實(shí)線的連接，使布線美觀。接著進(jìn)行布線，由于 PROTEUS ISIS 有自動(dòng)布線的功能。沿 Y 軸對(duì)稱，沿 X 軸對(duì)稱。在布線之前，如果覺得元器件的引腳的方向不好布線，則可以通過單擊四個(gè)按鈕進(jìn)行調(diào)整，這四按鈕的意思分別是：順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90176。再用同樣的方法把 DS1302 放入到圖紙的合適位置。 圖 所用器件 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) AT89C51 代表單片機(jī)會(huì)， DS1302 代表時(shí)鐘芯片， RESPACK8 代表八排電阻等。然后再在“ Keywords”中輸入其他所需的元器件，用同樣的方法進(jìn)行操作。會(huì)彈出如圖 所示的窗口。在設(shè)計(jì)過程中也可以通過此方法調(diào)整圖紙的大小。 用 PROTEUS ISIS 對(duì)時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì) 通過 PROTEUS ISIS 軟件的 VSM（虛擬仿真技術(shù)），用戶可以對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。首先介紹軟件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，然后在說明軟件的操作方法，然后列出軟件相應(yīng)的子程序流程圖與程序清單。 本章小結(jié) 軟件設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的重點(diǎn)之一，它直接影響到系統(tǒng)的整體性能。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主程序采用了自上而下的設(shè)計(jì)思路。對(duì)硬件輸入與輸出兩方面的每一部分都進(jìn)行了較詳細(xì)的敘述，包括各器件的選型以及相關(guān)的信號(hào)調(diào)理電路。 本章小結(jié) 本章主要敘述了控制系統(tǒng)的硬件電路 的功能和設(shè)計(jì) 。 CGROM有 8位字符碼生成 5*7點(diǎn)陣字符或者 4個(gè) 5*10點(diǎn)陣字符。 BF位 1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接收數(shù)據(jù)。 MLO16與單片機(jī)通訊可采用 8位或者 4位并行傳輸兩種方式。 顯示模塊介紹 MLO16液晶模塊采用 HD44780控制器。 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的 三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 通過編程可實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 測(cè)溫范圍： 55— 125 ℃ 。 在使用中不需要任何外圍元件。因而使用DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 SCLK 始終是輸入端。上電動(dòng)行時(shí)，在 Vcc 大于等于 之前， RST 必須 保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302進(jìn)行操作。 RST 是 復(fù)位 /片選線，通過把RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由Vcc1 供電。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 時(shí)鐘電路連接 在 DS1302 的引腳排列中， Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許。 DS1302可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán)境影響。這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。 時(shí)鐘電路可以簡(jiǎn)單定義如下： 就是產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。采用外部時(shí)鐘的電路如圖 所示，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。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 時(shí)鐘振蕩器： N C X T A L 2X T A L 1G N DX T A L 2X T A L 1G N D 圖 內(nèi)部振蕩電路與外部振蕩電路 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。如 EA 端為高電平（接 VCC端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。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)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú)效。 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 ALE：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 表 P3 口第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0 （外中斷 0） INT1 （外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)去讀選通） RST：復(fù)位輸入。 P3 口除了作為一般的 I/0 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 所示。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 Pl 口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)叫可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉 電阻。引腳功能說明如下： VCC：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 AT89C51的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)介紹 單片機(jī)電路是系統(tǒng)控制的核心?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 主要特性 ： 與 MCS51 完全 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí) 間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖