【正文】 數(shù)據(jù)交換相對簡單，容易編寫，容易檢測，容易閱讀和維護(hù)。 信息工程學(xué)院 單片機課程設(shè)計論文 第 11 頁 共 19 頁 (4).目標(biāo)代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計語言。 (2).保持了機器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點。使用匯編語言能面向機器并較好地發(fā)揮機器的特性，得到質(zhì) 量較高的程序。 3 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 本設(shè)計采用了匯編語言編寫，匯編語言由于采用了助記符號來編寫程序，比用機器語言的二進(jìn)制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了編程過程。五位位控制則由低位到高位分別接到 ~ 口， NPN 三極管 9013 做為位控制端的開關(guān)，當(dāng) ~端口任意一個端口為高電平時， 與其相對應(yīng)的三極管就導(dǎo)通，對應(yīng)的數(shù)碼管導(dǎo)通顯示。同樣設(shè)置為位低電平有效。 按鍵電路與單片機的端口連接可以由用戶自己設(shè)定，本設(shè)計中軟件復(fù)位鍵和查看鍵分別接單片機的 和 ，均設(shè)為低電平有效。 8051 單片機提供了 XTAL1 和 XTAL2 兩個專用引腳接晶振電路，因此只要將晶振電路接到兩個專用引腳即可為單片機提供時鐘脈沖，但在焊接晶振電路時要盡量使晶振電路靠近單片機，這樣可以為單片機提供穩(wěn)定的始終脈沖。系統(tǒng)總電路圖附錄 B 所示。通常選擇 C=10~30μF，R=1K，本設(shè)計采用的電容值為 22μF 的電容和電阻為 1K 的電阻。 本設(shè)計采用上電且開關(guān)復(fù)位電路，如圖 所示上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。 手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，如果發(fā)生死機，用按鈕開關(guān)操作使單片機復(fù)位。于是附加一個放電二極管 D 來大力縮 短放電持續(xù)時間，以便消除隱患。因此，在圖 (a)的基礎(chǔ)上添加一個放電二極管 D，上電復(fù)位延時電路就變成了如圖 (c)信息工程學(xué)院 單片機課程設(shè)計論文 第 9 頁 共 19 頁 所示的改進(jìn)電路。 復(fù)位引腳 RST內(nèi)部電路 在每次單片機斷電之后，須使延時電容 C 上的電荷立刻放掉，以便為隨后可能在很短的時間內(nèi)再次加電作好準(zhǔn)備。例如， 80C51 系列的 Rrst 阻值約為 50～ 200 kΩ； P89V51Rx2 系列的 Rrst 阻值約為 40～ 225 kΩ，如圖 所示。 上電復(fù)位延時電路 標(biāo)準(zhǔn) 80C51 不僅復(fù)位源比較單一，而且還沒有設(shè)計內(nèi)部上電復(fù)位的延時功能，因此必須借助于外接阻容支路來增加延時環(huán)節(jié)，如圖 (a)所示。 上述一系列的延時，都是利用在單片機 RST 引腳上外接一個 RC 支路的充電時間而形成的。在單片機每次初始加電時，首先投入工作的功能部件是復(fù)位電路。 上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。 在實際應(yīng)用系統(tǒng)中， 考慮到電源的穩(wěn)定時間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時間以及復(fù)位的可靠性等因素，必須有足夠的余量 。因此要求單片機復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。 P3口引腳 特殊功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外部中斷 0請求輸入端） INT1（外部中斷 1請求輸入端） T0（定時器 /計數(shù)器 0計數(shù)脈沖輸入端） T1（定時器 /計數(shù)器 1計數(shù)脈沖輸入端） WR(片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端 ) RD（片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端） P3口引腳第二功能表 復(fù)位電路的選擇與設(shè)計 當(dāng) 8051 單片機的復(fù)位引腳 RST（全稱 RESET）出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就完成了復(fù)位操作。電源供電電壓為 5V，當(dāng)上拉電阻選用 220Ω 電阻時灌電流為22mA。另外一位共陰數(shù)碼管的驅(qū)動電流一般為 20mA 左右，如果電流太大容易造成數(shù)碼管損壞，所以也需要根據(jù)電源的電壓值來確定上拉電阻的大小 。本設(shè)計的顯示電路采用 8 段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 CPU 執(zhí)行指令時，由程序存儲器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼后由定時與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號，完成指令功能。執(zhí)行指令時， PC 內(nèi)容的低 8 位經(jīng) P0 口輸出，高 8 位經(jīng) P2 口輸出。 8051 運算器還包含有一個布爾處理器，用來處理位操作。可以對半字節(jié)（ 4 位）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。它由運算器和控制器等部件組成。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。另外， 8051 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 這里，我們選用 51 單片機 12MHZ 的內(nèi)部振蕩方式，電容器 C1， C2 起穩(wěn)定振蕩頻率，并對振蕩頻率有微調(diào)作用， C1 和 C2 可在 20100PF 之間取 值 ,這里取33P。 單片機的外部結(jié)構(gòu) MCS51 系列單片機是 8 位單片機產(chǎn)品， 89C51 是其中的典型代表，基本模塊包括以下幾個部分： （ 1） CPU： 89C51 的 CPU 是 8 位的，另外 89C51 內(nèi)部有 1 個位處理器 （ 2） R0M:4KB 的片內(nèi)程序存儲器，存放開發(fā)調(diào)試完成的應(yīng)用程序 （ 3） RAM:256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，容量小，但作用大 （ 4） I/O 口： P0P3，共 4 個口 32 條雙向且可位尋址的 I/O 口線 （ 5）中斷系統(tǒng)：共 5 個中斷源， 3 個內(nèi)部中斷， 2 個外部中斷 （ 6）定時器 /計數(shù)器： 2 個 16 位的可編程定時器 /計數(shù)器 （ 7）通用串行口：全雙工通用異步接收器 /發(fā)送 器 （ 8）振蕩器： 89C51 的外接晶振與內(nèi)部時鐘振蕩器為 CPU 提供時鐘信號 （ 9）總線控制： 89C51 對外提供若干控制總線，便于系統(tǒng)擴(kuò)展 89C51 的引腳圖如下 : 信息工程學(xué)院 單片機課程設(shè)計論文 第 5 頁 共 19 頁 89C51單片機引腳圖 晶體振蕩電路 89C51 芯片 內(nèi)部 有 一個 高 增益反相放大器， 用于構(gòu)成振蕩器。 主控制器采用單片機 AT80C51，信息工程學(xué)院 單片機課程設(shè)計論文 第 4 頁 共 19 頁 顯示電路采用 八位 共 陰 極 LED 數(shù)碼管顯示 計時時間，三 個按鍵均采用觸點式按鍵。 設(shè)計中 包括硬件電路的設(shè)計和系統(tǒng)程序的設(shè)