【正文】 件置位。在任何模式下， TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫(xiě)入到 SBUF 后，硬件 發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開(kāi)），這時(shí) TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0 中， RB8 為保留位沒(méi)有被使用。 RB8 接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。 TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入 REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開(kāi)串口接收。 REM 為允許 接收位，REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 22 在這里只說(shuō)明最常用的模式 1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。它的尋址地址是 98H，是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。 SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)引用到接口控制寄存器。當(dāng)然你也可以用其它的名稱(chēng)。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯?xiě)發(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)?！睂?shí)際上 SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－ 99H。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON， TCON， TMOD， SCON 等，各代表什么含義呢？ SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專(zhuān)用寄存器。 在突然 掉電 的情況下 RAM 里面的內(nèi)容將會(huì)被完整的保存下來(lái)而不丟失 ， 與之不同的是 振蕩器停止工作 ，全部的硬件正在 執(zhí)行的工作也會(huì)被停止，一直等到 一個(gè)硬件復(fù)位 的信號(hào) 。同時(shí)， At89c51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。由于將 具有很 多功能 的 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器 而組合而成在 單個(gè)芯片 當(dāng)中 中 。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器 是限制的不可以無(wú)限制擦除只 可以反復(fù)擦除 1000 次。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。 怎樣 來(lái) 測(cè)量數(shù)碼管 的 引腳，分共陰和共陽(yáng) ? 找公共共陰和公共共陽(yáng)首先，我們找個(gè)電源（ 3 到 5 伏）和 1 個(gè) 1K（幾百的也歐的也行）的電阻， VCC 串接個(gè)電阻后和 GND 接在任意 2 個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè) LED會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，然后用 GND 不動(dòng)， VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè) LED（一般是 8 個(gè)），那它就是共陰的了。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 19 安全性： 發(fā)光管很容易收到損壞的即便 使是 很短 時(shí)間的電流過(guò)載也 是非常有 可能對(duì) 這 發(fā)光管非常嚴(yán)重且是 永久性的 嚴(yán)重 損壞， 假設(shè)采用恒流驅(qū)動(dòng) 后 就可以 防止由于 各種由于 電流故障所引起的 導(dǎo)致 數(shù)碼管的大面積損壞。 顯示效果： 由于發(fā)光二極管 內(nèi)部本身 基本上屬于電流 的 敏感 型 器件， 而 其正向 電 壓降的分散性就 很大， 而且與 溫度 還有很大關(guān)系 ，數(shù)碼管 必須要 具有 十分 良好的亮度 以及 均勻度， 這就要求他 具有 非常 恒定 而且穩(wěn)定 的工作電流， 還要盡量避免被溫度以及其他外界因素所干擾。 ② 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管 的 動(dòng)態(tài)顯示接口 在一般的常見(jiàn)的 單片機(jī) 的使用中是非常廣泛的也是最為常見(jiàn)的 一種 普通的 顯示方式之一 。 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 通常我們所稱(chēng)的直流驅(qū)動(dòng)也就是通常所謂的 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。 圖 310 顯示電路 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 18 數(shù)碼管的分類(lèi)： 數(shù)碼管 如果 按段數(shù)分為七段 的和八段的數(shù)碼管， 八段 的就是 比七段 的 多 出 一個(gè)二極管（ 也就是顯示小數(shù)點(diǎn)的那一位 ） ； 如果按照顯示“ 8”的個(gè)數(shù)的多少來(lái)分的話(huà)那就可以分為： 1 位， 2 位和 4 位數(shù)碼管；假設(shè)按照他們內(nèi)部單元的連接方式來(lái)分的話(huà)就可以分為共陰和共陽(yáng)極，把每個(gè)小發(fā)光二極管的陽(yáng)極相連所得到的就是共陽(yáng)極數(shù)碼管，在使用的時(shí)候需要在公共端接一個(gè)高電平，在電路中某 一字段 的 發(fā)光二極管 由于電平的變化使得其 陰極 變 為 了 低電平， 那么這時(shí)候這一字段就 會(huì) 點(diǎn)亮 ，反之。比如說(shuō)，四位一體的 LED 顯示器，是每個(gè)腳的同名端并接，所以仍是有 8 個(gè)引腳，再加上 4 個(gè)公共端，就是有 12 個(gè)引腳 。 本設(shè)計(jì)中選用 7SEGMPX4CC 4 個(gè)共陰極二極管顯示器。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 17 顯示接口電路的設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管顯示是利用半導(dǎo)體發(fā)光制成條形的發(fā)光二極管， 封裝在一起組成數(shù)字或其他符 號(hào)形狀。 16 個(gè)鍵號(hào)， 0 ～ 9 定義為數(shù)字鍵了， A ～ F 定義為功能鍵， A 定義為時(shí)間，即 A 按下進(jìn)行時(shí)間設(shè)定， B 定義為溫度，即 B 按下進(jìn)行溫度設(shè)定， C 定義為上水，即 C 按下單片機(jī)通過(guò)外接設(shè)備對(duì)水箱進(jìn)行加水， D 定義為確定鍵。 為進(jìn)一步的確定具體是那一個(gè)鍵， 這就 不能同時(shí)把所有的列線(xiàn)在同一個(gè)時(shí)刻全部都處在低電平，我們可以在某一時(shí)刻僅僅讓其中一條列線(xiàn)處在低電平，而其余的所有都處在高電平，在另一時(shí)刻的時(shí)候， 就 讓下一列處在低電平，這樣循環(huán)下去。 這就 必須把每一條列線(xiàn)都讓其處在低電平， 只有在這樣的情況下， 如果再有某個(gè)鍵按下的時(shí)候， 那么這個(gè)鍵 所在的那一行，行電平就會(huì)由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健? 圖 39 中斷方式鍵盤(pán)電路的仿真圖 鍵盤(pán)掃描工作原理： 我們假設(shè) 以圖中“ 8” 號(hào)鍵的識(shí)別過(guò)程作為一個(gè)例子來(lái)詳細(xì)的說(shuō)明掃描法究竟是如何識(shí)別某一個(gè)按鍵的過(guò)程。 16 個(gè)鍵號(hào) 個(gè)鍵號(hào) Ki（ I =0F ）次序?yàn)閺淖笙蛴?，從上向下依次排列。圖中的 4 輸入與門(mén)用于產(chǎn)生按鍵中斷，其輸入端與各行線(xiàn)相連， 在通過(guò)上拉電阻接至 +5V 電源電源， 其輸出端接至單片機(jī)的外部中斷輸入端。 它的工作過(guò)程如下： 只要沒(méi)有按 鍵按下的時(shí)候， CPU 就可以不去掃描只 處理自己的工作； 當(dāng) 有任意一個(gè)鍵按下的時(shí)候， 就 產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)， CPU 停下自己的工作在 去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描的子程序，這樣在識(shí)別鍵號(hào)。 采用編程掃描或定時(shí)掃描方式時(shí)，這樣的話(huà)不管我們是不是去按下其中的一個(gè)鍵， CPU 都會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻不停的去掃描鍵盤(pán)，但是我們都知道單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在正常工作時(shí)的情況下，其實(shí)根本不需要經(jīng)常的去燒苗其鍵盤(pán)輸入， 這樣的話(huà)就是說(shuō)： CPU 基本一直處在一種 空掃描的狀態(tài)下，極大的浪費(fèi)了 CPU 資源。 圖 38 中為 AT89C51 單片機(jī) P1 口構(gòu)成的中斷方式 4 4 鍵盤(pán)鍵盤(pán)電路。 圖 37 所示是太陽(yáng)能熱水器的輔助加熱部分，工作原理： 當(dāng)單片機(jī) 口輸出高電平時(shí)， 三極管 T1 導(dǎo)通導(dǎo)通， 致使發(fā)光二極管發(fā)光， 同時(shí)光敏 三極管 T2 導(dǎo)通， 繼電器閉合， 電阻絲 R1R4 發(fā)熱， 這樣就完成了加熱任務(wù)， 此電路雖然簡(jiǎn)單， 但在太陽(yáng)能熱水器 但在太陽(yáng)能熱水器中是必不可少的。 水箱里的水溫超過(guò)設(shè)定水溫時(shí)， 單片機(jī)控制冷水水閥向水箱里加 1 單位水，加 1 單位水后通過(guò)水位檢測(cè)電路返回給單片機(jī)，停止加水。 圖 36 上水及排空結(jié)構(gòu)圖 太陽(yáng)能熱水器開(kāi)始工作后， 其水箱里是要有一定水位的， 在這里設(shè)定為 1 單位水（這個(gè)單位是指水箱滿(mǎn)水位后將其平均分成 N 份中的一份），不足 1 單位水時(shí)通過(guò)單片機(jī)控制冷水水閥來(lái)向太陽(yáng)能熱水器水箱里加水，到 1 單位后通過(guò)水位檢測(cè)得到結(jié)果送到單片機(jī)里 得到結(jié)果送到單片機(jī)里， 其通過(guò)控制冷水水閥停止加水。 圖 34 水位檢測(cè)電路仿真圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 13 圖 35 DS18B20 與 AT89C51 連接圖仿真 上水及排空控制電路和輔助加熱電路 太陽(yáng)能熱水器要具有自動(dòng)上水以及手動(dòng)排空的功 能。 為了使 AT89C51 隨時(shí)能夠 讀出當(dāng)前的水位情況， 這里把水位信號(hào)直接連接 這里把水位信號(hào)直接連接到 ～ 。由于 proteus 里做不出水箱所以本設(shè)計(jì)里將水位到達(dá)的那一位置用開(kāi)關(guān)來(lái)表示，即水位到了那一位置， 開(kāi)關(guān)閉合。更具經(jīng)驗(yàn) ， 這個(gè) 上拉電阻我們一般選擇在 500k～ 1M 歐姆左右就足以解決上訴問(wèn)題且能很好地滿(mǎn)足電路的工作要求。 隨著水位的上升， 各非門(mén)輸出相繼為高電平， LED 依次點(diǎn)亮。 圖 33 水位監(jiān)測(cè)及顯示接口電路 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 12 檢測(cè)原理如下： 當(dāng)水箱中無(wú)水， 4 個(gè)非門(mén)輸入端全部由一個(gè)大小為 1M 歐姆的上拉電阻我們把他上啦成高電平， 所以圖中各非門(mén)輸出就都是低電平，這樣發(fā)光二極管 LED1～ LED4 就都不會(huì)點(diǎn)亮 。 然而 要真確檢測(cè)出這些數(shù)據(jù)我們有很多傳感器可以選擇，綜合考慮系統(tǒng)成本等其他相關(guān)因素， 在 本設(shè)計(jì)中我們采用分段式的這種液位傳感器，在水位顯示上我們也是采用分這種傳感器。 圖 31 AT89c51 單片機(jī)外圍電路 這部分單元在 proteus 軟件里的 仿真圖如圖 32 所示。單片機(jī)中常把執(zhí)行一條指令的過(guò)程分為幾個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一個(gè)基本操作。時(shí)鐘周期是單片機(jī)的基本時(shí)間單位，晶振的振蕩的頻率為 12MHz 時(shí)，時(shí)鐘周期 時(shí)，為 1/12us=。晶振的頻率越高， 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率也越高， 單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快， 本設(shè)計(jì)選取的是 12MHz。 C1 和 C2 的作用主要是用來(lái)快速起振以及能夠很好的穩(wěn)定振蕩頻率 ，本設(shè)計(jì)中選取的是電容值大小 的兩個(gè)電容。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)一般來(lái)說(shuō)有常見(jiàn)的兩種電路方式：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。 在單片機(jī)中， RST 引腳時(shí)復(fù)位信號(hào)輸入端， 復(fù)位信號(hào)為高電平時(shí)有效， 其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩 周期以上才能完成復(fù)位操作。 各單元模塊功能及設(shè)計(jì) 硬件部分主要分為 AT89C51 外圍電路單元、 水位檢測(cè)及溫度檢測(cè)電路、 輔助加熱電路、 鍵盤(pán)輸入電路和 LED 顯示電路。 目前 Proteus 的最新版為 ,ARM cortex 處理器被增加，在 中已經(jīng)增加DSP 系列（ TMS320）。 旋轉(zhuǎn)元件 左下角旋轉(zhuǎn)工具欄 元件連線(xiàn) 在引腳上鼠標(biāo)指針變成 X 狀，單擊，移動(dòng)到目的引腳，再次單擊。（每單擊一次鼠標(biāo)就繪制一個(gè)元件，在繪圖區(qū)空白處單擊右鍵結(jié)束這種狀態(tài)） 刪除元件 右擊元件一次表示選中（被選中的元件呈紅色），選中后再一次右擊則是刪除。我們有理由相信 在單片機(jī)的外來(lái)的 開(kāi)發(fā) 與 應(yīng)用 的過(guò)程 中 PROTEUS 也勢(shì)必將得到更好的推廣與發(fā)展 。毫無(wú)疑問(wèn)我們 它選擇他是因?yàn)槲覀兛粗仄?設(shè)計(jì)靈活， 過(guò)程趣味化，以及 結(jié)果 更加直觀的諸多優(yōu)點(diǎn)。在我們?cè)盒５膶?shí)際實(shí)驗(yàn)室中資源或許并不能滿(mǎn)足我們的需求這時(shí)PROTEUS 就成為我們最好的選擇。這 就是說(shuō) 在 某些 程度上 已經(jīng) 替代了 我們 傳統(tǒng) 意義上的那些 的單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 所能狗帶來(lái)的 教學(xué)功能 。雖然 前者我們 可 以理解為 在 一定 程度上 的實(shí)現(xiàn) 實(shí)物演示 所帶來(lái)的直觀 實(shí)驗(yàn)的效果， 可是 后者卻 是 我們一般的 實(shí)物演示實(shí)驗(yàn) 所非常不容易 達(dá)到的 那種效果 效果。 PROTEUS 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。 所有 這些測(cè)試信號(hào) 不但包括了 包括模擬信號(hào) 而且還有 數(shù)字信號(hào)。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 3． Proteus 還 超越我們想像的給我們 提供了一個(gè) 十分強(qiáng)大的功能那就是 圖形顯示功能， 我們這樣就 可以 隨意的 將線(xiàn)路上 各種不斷 變化 著 的信號(hào)，以 清晰直觀的 圖形的方式 非常直觀動(dòng)感的呈現(xiàn)在我們面前 ， 這一功能咋看和示波器有些相似但是卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)示波器，它的功能更加完善 。 2． Proteus 可提供的 各種 仿真儀表資源 ： 他不僅給我們提供了豐富的元器件資源同時(shí)也提供了各種儀表等仿真元件像十分常見(jiàn)的 示波器、邏輯分析儀 等等亦或者 是像 SPI 調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器 這些高端的調(diào)試器或者各種主流 信號(hào)發(fā)生器 ， 模式發(fā)生器 ；還有所有交直流電壓電流等儀表 。 （ 1） 智能原理圖設(shè)計(jì)（ ISIS） 豐富的器件庫(kù)：超過(guò) 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件； 支持 智能器件搜索：通過(guò)模糊搜索可以 方便快捷的找到我們要找的器件；支持 智能 連線(xiàn)； 支持總線(xiàn)結(jié)構(gòu)： 非常方便清晰的簡(jiǎn)化我們的設(shè)計(jì)中的復(fù)雜的線(xiàn)路 ； 支持高質(zhì)量圖紙的輸出 。 并且有自身的突出特點(diǎn)：用戶(hù)完全能夠?qū)崟r(shí)的使用像 RAM，ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)等等這些器件，實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的電路的互動(dòng)仿真；可以仿真市場(chǎng)常見(jiàn)的主流 51 單片機(jī) 甚至可以在根據(jù)我們自己的原理圖實(shí)現(xiàn)原理圖的虛擬原型上編程，然后再配合適當(dāng)?shù)娘@示器進(jìn)行輸出，這樣我們就完全可以看到在其必 須要運(yùn)行以后才能看到的輸入輸出的效果。更為優(yōu)越的是他 在編譯方面，也 同樣強(qiáng)大 支持 了常見(jiàn)的多種編譯器 。不論是原理布圖亦或者是單片機(jī)其他外圍電路的一些協(xié)同仿真以及必不可少的代碼調(diào)試， Proteus 是 十分的完整與