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正文內(nèi)容

基于51單片機的搶答器設計畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-01 14:15本頁面
  

【正文】 UNTTRUE3:ACALL BARK。搶答時間R2送R6MOV R3,01HCLR OK。 MOV TH1,3CHMOV TL1,0B0HINC R0RETIEND 搶答器處理程序的設計搶答器處理程序:TRUE1: ACALL BARK。 RETICPL 。滅,1,2,3,4,5,6,7,8,9,滅,FDAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H第一個為零,其他與上相同,因為十位如果為零顯示熄滅 定時器T0、T1中斷服務程序的設計=====TO溢出中斷(響鈴程序)=====T0INT:查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出/P2低三位做位選碼輸出,MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P2,0feHMOV P0,AACALL DELAYMOV DPTR,DAT2MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV P2,0fdHMOV P0,AACALL DELAYMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P2,0fbHMOV P0,AACALL DELAYRETDAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H也可以將全部程序均安排在前臺,后臺程序為“使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)”,以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。整個系統(tǒng)軟件可分為后臺程序(背景程序)和前臺程序。這如同當一名操作工人比較容易,而當一個廠長就比較難了。首先根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結構。在各執(zhí)行模塊進行定義時,將要牽扯到的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)類型問題也一并規(guī)劃好。這兩類軟件的設計方法各有特色,執(zhí)行軟件的設計偏重算法效率,與硬件關系密切,千變?nèi)f化。軟件任務分析環(huán)節(jié)是為軟件設計做一個總體規(guī)劃。復位關中斷,設定堆棧上電標志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復被破壞的信息部分初始化建立上電標志開始運轉(zhuǎn)為了使系統(tǒng)能正確決定采用何種啟動方式,常用上電標志來區(qū)分,如圖36所示。 “冷啟動”時,系統(tǒng)的狀態(tài)全部無效,進行徹底的初始化操作;而“熱啟動”時,對系統(tǒng)的當前狀態(tài)進行修復和有選擇的初始化。前文各處提案到的出錯處理程序ERR主要完成這一功能,其他的善后工作交由復位后的系統(tǒng)去完成。由于軟件看門是高級中斷,它將阻止說要中斷響應,由此可見清除中斷激活標志的重要性。有的編程人員用020000(LJMP 0000H)作為軟件陷阱,認為直接轉(zhuǎn)向0000H地址就完成了軟件復位,就是這類錯誤的典型代表。對各專用寄存器的復位操作是容易的,也沒有必要完全模擬,可根據(jù)實際需要去主程序初始化過程中完成。但是,硬件復位還能自動清除中斷激活標志,使中斷系統(tǒng)能夠正常工作,這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。上電復位,人工按鈕復位和硬件看門狗復位均為硬件復位。從實現(xiàn)系統(tǒng)復位的方法來看,系統(tǒng)復位可分為硬件復位和軟件復位。 發(fā)聲我們知道,聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲[7],若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平,則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波,接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音,若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間,就能改變輸出頻率,從而改變音調(diào),使喇叭發(fā)出不同的聲音。如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序(后臺程序)或鍵盤中斷(外部中斷)子程序中,則該延時子程序便可直接插入讀鍵過程中。 按鈕輸入的硬件處理按鈕的觸點在閉合和斷開時均會產(chǎn)生抖動,這是觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的,如不妥善處理,將會引起按鍵命令的錯誤執(zhí)行或重復執(zhí)行。其次就是消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺” 現(xiàn)象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到,配合各種不同的硬件電路,這些書籍中一般也提供了相應的鍵盤掃描程序。以共陰為例,要想a段亮,向a段送1就是,返之送0,共陽剛好相反。并通過查表法,將其在數(shù)碼管上顯示出來,其中P0口為字型碼輸入端,P2口低3位為字選段輸入端。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍,程序編寫簡單,但占用端口資源多;動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好,程序編寫復雜,但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。這時就不必擔心其他前臺模塊來打擾了,就可以得到一次完整的顯示機會。例如后臺程序需要調(diào)用顯示,將有關信息送入到現(xiàn)實緩沖區(qū)進行顯示;中斷返回后,后臺程序繼續(xù)送完后半部分顯示內(nèi)容,但前半部分內(nèi)容已經(jīng)變了,這樣就出現(xiàn)了顯示錯誤。這時各功能模塊在提出顯示申請時,還需要將顯示內(nèi)容按需要的格式送入顯示緩沖區(qū)中。這樣設計使得各功能模塊都不必考慮顯示問題,只要給出一個簡單的信息(如顯示格式編碼)甚至不用再提供額外信息,直接利用當前狀態(tài)變量和軟件標志就可以完成所需的顯示要求。當監(jiān)控程序(鍵盤解釋程序)安排在時鐘中斷子程序中時,處理比較方便,只要在監(jiān)控程序的匯合處調(diào)用顯示模塊就可以了。由于一處調(diào)用顯示模塊,故不會發(fā)生沖突。一種比較妥善的辦法是只讓一處調(diào)用顯示模塊,其他各處均不得直接調(diào)用顯示模塊,但有權申請顯示。自動執(zhí)行的各類模塊在安排在各種中斷子程序中,這就是說,各種中斷子程序也要調(diào)用顯示模塊。另一方面,在操作者沒有進行操作時,顯示內(nèi)容也是變化的,如顯示現(xiàn)場各物理量的變化情況。這說明,顯示模塊與操作有關,即監(jiān)控程序是需要調(diào)用顯示模塊。 顯示電路的設計顯示功能與硬件關系極大,當硬件固定后,如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息,全靠軟件來解決。如圖所示圖34上電和開關復位而我們在這次的畢業(yè)設計中運用的人工復位電路. 其中電平復位是通過RST端經(jīng)電阻和電源Vcc接通而實現(xiàn)的,按鍵手動電平復位電路如圖。RC時間常數(shù)越大,上電時RST端保持高電平的時間越長。RST端在加電時應保持的高電平時間包括Vcc的上升時間和振蕩器起振時間,Vcc上升時間若為10ms,振蕩器起振時間和頻率有關。在RST復位端接一個電容至VccHE 一個電阻至Vss,就能實現(xiàn)上電自動復位,對于CMOS單片機只要接一個電容至Vcc即可。RST變?yōu)榈碗娖胶?,退出復位,CPU從初始狀態(tài)開始工作。使器件復位,只要RST保持高電平,MCS51保持復位狀態(tài)。本系統(tǒng)采用按鍵復位方式的復位電路。只要 RST保持高電平,則MCS51循環(huán)復位。 復位電路的設計 復位電路的可靠性設計計算機在啟動運行是都需要復位,使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài),并從這個狀態(tài)開始工作。如時鐘頻率為12MHz,即fosc=12MHz,則時鐘周期為1/12181。單片機在工作時,由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。二是對振蕩器的頻率進行微調(diào)。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。 圖32時鐘電路的設計,只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元,決定單片機的工作速度。電容器CC2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用,電容值我選擇了30pF。在我的這個設計中沒有也無需與外部時鐘信號一致,所以我選擇了內(nèi)部振蕩方式,由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器,當外接晶振后,就構成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。這樣就構成了內(nèi)部振蕩方式外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了12MHz的晶振。晶振的選擇:6MHz的晶振,其機器周期是2us。 時鐘頻率電路的設計時鐘電路是計算機的心臟,它控制著計算機的工作節(jié)奏。如果在硬件電路設計就預留出一些I/O端口,雖然當時空著沒用,那么用的時候就派上用場了。(5) I/O端口:在樣機研制出來后進行現(xiàn)場試用時,往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題,而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。隨著軟件設計水平的提高,往往只要改變或增加軟件中的數(shù)據(jù)處理算法,就可以使系統(tǒng)功能提高很多,而系統(tǒng)的硬件不必做任何更換就使系統(tǒng)升級換代。如果系統(tǒng)配置了外部RAM,則建議多留一些空間。(3) 程序空間,選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機,本設計采用AT89C51單片機。在設計硬件電路時,要考慮到將來修改擴展的方便。 第三章 硬件電路的設計 總電路原理為使硬件電路設計盡可能合理,應注意以下幾方面:(1) 盡可能采用功能強的芯片,以簡化電路,功能強的芯片可以代替若干普通芯片,隨著生產(chǎn)工藝的提高,新型芯片的的價格不斷下降,并不一定比若干普通芯片價格的總和高。外部定時元件復位中斷電源系統(tǒng)時鐘ROMCPU定時/計數(shù)器串行I/O口并行I/O口RAM圖23 AT89S51單片機的內(nèi)部結構圖為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能,片內(nèi)增加了一個通用寄存器B和一些專用寄存器,還增加了位處理邏輯電路的功能[3]。它的功能是對來自存儲器中的指令進行譯碼,通過實時控制電路,在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號,使各部分協(xié)調(diào)工作,完成指令所規(guī)定的操作。CPU主要功能是產(chǎn)生各種控制信號,控制存儲器、輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術運算、邏輯運算以及位操作處理等,CPU按其功能可分為運算器和控制器兩部分。所以,用戶編程時不應該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元,它們是公司留待將來開發(fā)新產(chǎn)品時使用的表22 AT89S51特殊功能寄存器列表符 號地 址注 釋*ACCE0H累加器*BF0H乘法寄存器*PSWD0H程序狀態(tài)字SP81H堆棧指針DPL82H數(shù)據(jù)存儲器指針低8位DPH83H數(shù)據(jù)存儲器指針高8位*IEA8H中斷允許控制器*IPD8H中斷優(yōu)先控制器*P080H端口0*P190H端口1*P2A0H端口2*P3B0H端口3PCON87H電源控制及波特率選擇*SCON98H串行口控制器SBUF99H串行數(shù)據(jù)緩沖器*TCON88H定時器控制TMOD89H定時器方式選擇TL08AH定時器0低8位TL18BH
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