【正文】 數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。 LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一， 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式 LED 顯示器件（半導體顯示器）。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 (4) P3 端口 [－ ] P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。 在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8位地址。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 M=999的計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 16 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。作為輸出口時能驅動 8個 TTL。 復位操作不會對內部 RAM 有所影響。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復位電路。復位是由第三章 計數(shù)器的硬件設計 15 外部的復位電路來實現(xiàn)的。復位后P0－ P3 口均置 1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。在焊接刷電路板時，晶體振蕩 器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。 AT89 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。電容取 30PF 左右。內部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為 6MHz。 Vcc 40 電源端 GND 20 接地端 工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 ,引腳功能一樣。因為 PCB 中的各層都緊密的結合，一般不太容易看出實際數(shù)目，不過如果仔細觀察主機板，還是可以看出來。大部分的主機板都是 4 到 8 層 的結構，不過技術上理論第二章 整體設計方案 11 可以做到近 100 層的 PCB 板。用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱為多層印刷線路板。因為雙面板的面積比單面板大了一倍 ，而且因為布線可以互相交錯（可以繞到另一面），它更適合用在比單面板更復雜的電路上。這種電路間的“橋梁”叫做導孔（ via）。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制（因為只有一面，布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類的板子。 PCB 板有以下三種主要的劃分類型： 單面板（ SingleSided Boards） 在最基本的 PCB 上，零件集中在其中一面，導 線則集中在另一面上。 根據(jù)電路層數(shù)分類：分為單面板、雙面板和多層板。優(yōu)秀的版圖設計可以節(jié)約生產成本，達到良好的電路性能和散熱性能。 印制電路板的設計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設計者所需要的功能。數(shù) 碼管有共陰極和共陽極兩種，對于共陽數(shù)碼管 ，字形驅動輸出 0 有效，字位驅動輸出 1 有效；而對于共陰數(shù)碼管則相反，即：字形驅動輸出 1 有效，字位驅動輸出 0 有效。動態(tài)顯示方式所接數(shù)碼管不能太多，否則會因每個數(shù)碼管所分配的實際導通時間太少，使得數(shù)碼管的亮度不足。 3位數(shù)碼管的相同段并聯(lián)在一起，由一個 6 位 I/O（ P1口）輸出字形碼控制顯示某一字形，每個數(shù)碼管的公共端由另外一個 I/O 口（ P0口 )輸出的字位碼控制 ，即數(shù)碼管顯示的字形是由單片機 I/O 口輸出的字形碼確定，而哪個數(shù)碼管點亮是由單片機 I/O 口輸出的字位碼確定的。 其他器件簡介 數(shù)碼管顯示 在本任務中用 3位數(shù)碼管顯示當前數(shù)值的百，十，個，由于數(shù)碼管個數(shù)多，如采用靜態(tài)顯示方式，則占用單片機的 I/O 口線太多，如果用定時器 /計數(shù)器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器 74LS164 的方式，則電路復雜。顯然，對內部無程序存儲器的 8031,EA 端必須接地 。Pin31:EA/V pp程序存儲器的內外部選通線， 8051 和 8751 單片機，內置有 4kB的程序存儲器，當 EA為高電平并且程序地址小于 4kB 時，讀取內部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。Pin29: 當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號， PC 的 16 第二章 整體設計方案 9 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。 如果單片機是 EPROM，在編程其間， 將用于輸入編程脈沖。而訪問內部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信 號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。見下圖 24為兩種復位方式和兩種時鐘方式： 8051 的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。 M=999的計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 8 現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 如圖 23 圖 23 雙列直插 式 封裝 引腳圖 Pin9:RESET/Vpd復位信號復用腳，當 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。 圖 22 MCS51結構圖 MCS51的引腳說明： MCS51系列單片機中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結構，右圖是它們的引腳配置， 40 個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4組 8位共 32 個 I/O 口，中斷口線與 P3口線復用。 INTEL 的 MCS51 系列單片機 采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用普林斯頓結構。 時鐘電路： 8051 內置最高頻率達 12MHz 的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但 8051 單片機需外置振蕩電容。 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。 全雙工串行口： 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使 用。 并行輸入輸出 (I/O)口 ： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 定時 /計數(shù)器 (ROM)： 8051 有兩個 16 位的可編程定時 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產生中斷用于控制程序轉向。 程序存儲器 (ROM)： 8051 共有 4096 個 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)：M=999的計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 6 8051 內部有 128 個 8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功 能等操作。 單片機的 選擇 MCS51 系列單片機簡介 8051 是 MCS51 系列單片機的典型產品，以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 且單片機的控制電路很容易實現(xiàn)擴展，比如語音模塊、測溫 I2C模塊、時鐘模塊、 A/D 模塊等。 方案二 可以采用 FPGA 來實現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計數(shù)單元的設計要求，并且設計方便，但由于對 FPGA 的技術原理掌握不夠熟練，所以放棄方案二。 第二章 整體設計方案 5 第二章 整體設計方案 設計方案選擇 方案一 采用多種數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計數(shù)單元的設計要求，這樣設計的電路整體比較復雜，而且不宜完成發(fā)揮部分 的功能要求。 設計研究的要求及 主要內容應解決的問題 要求 抗干擾能力 . ： 000~999. 計數(shù)值 準確 顯示出來 . 應解決問題 基于單片機構成的產品自動計數(shù)器研究的主要內容包括：如果構成檢測電路、MCS51 單片機用何種方式對外部計數(shù)脈沖進行計數(shù)顯示控制、 LED 顯示驅動模塊的選擇、 MCS51 單片機的擴展。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應多種 MCU，以免重復投資，增加開發(fā)費用。既要外設豐富、功能靈活，又要有一定的運算能力，能做一些實時算法，而不僅僅做一些簡單的控制。單片機系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，主要集中在中、低端應用領域（嵌入式高端應用主要由 DSP、 ARM、 MIPS 等高性能處理器構成），在這些應用中，目前也出現(xiàn)了一些新的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）以電池供電的應用越來越多，而且由于產品體積的限制，很多是用鈕扣電池供電，要求系統(tǒng)功耗盡可能低，如手 持式儀表、水表、玩具等。 單片機的應用在后 PC 時代 得到了前所未有的發(fā)展，但對處理器的綜合性能要求也越來越高。 本研究課題的發(fā)展趨勢 自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術已走過了近 20 年的發(fā)展路程。該公司已把 emWare 的EMIT 軟件包和有關的軟件配套集成，形