【正文】 A），但對電平要求高（高電平大于 ，低 電平小于） ,HMOS 對電平要求低（高電平大于 ，低電平小于 ），但功耗大。 基本特性 在 MCS51 系列里，所有產(chǎn)品都是以 8051 為核心電路發(fā)展起來的，他們都具有8051 的基本結(jié)構(gòu)和軟件特征。 6 圖 11 典型單片機的基本組成結(jié)構(gòu) MCS51系列單片機介紹 MCS51 單片機是美國 Intel 公司的 8位高檔單片機系列，是在 MCS48 系列基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。 單片機的基本知識 SCM 即單片微型計算機作為微型計算機的一個非常重要的分支，特別適用于控制領(lǐng)域，所以又把單 片微型計算機稱為微控制器 （ Microcontroller） 通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器 CPU（ central processing unit）、隨機存儲器 RAM（ random access memory）、只讀存儲器 ROM（ read only memory） 和 I/O 接口電路等 。 該設(shè)計的優(yōu)點是首先基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)，具有體積小、重量輕、性價比高以及可靠性較高等優(yōu)點。 位置隨動系統(tǒng)又 稱伺服系統(tǒng)，主要用于解決位置跟隨的控制問題。 單片機現(xiàn)在的應(yīng)范圍越來越廣泛，單片機能夠使用的液晶顯示器也是越來越多。 目前單片機逐漸融入了人類生活 的各個方面滲透到，我們幾乎很難發(fā)現(xiàn)生活中沒有使用單片機的地方。自從它誕生以來，由于其在結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)方面的無可替代的優(yōu)點，似的單片機深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。最后將可編程控制的單片機應(yīng)用于步進(jìn)電機隨動系統(tǒng)，可使其具有較大程度的可改變性。 該設(shè)計的優(yōu)點是首先基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)， 具有體積小、重量輕、性價比高以及可靠性較高 。 位置隨動系統(tǒng)又稱伺服系統(tǒng)，主要用于解決位置跟隨的控制問題。 1 基于鼠標(biāo)的隨動系統(tǒng)設(shè)計 2 摘 要 單片機現(xiàn)在的應(yīng)范圍越來越廣泛，單片機能夠使用的液晶顯示器也是越來越多。我們在單片機系統(tǒng)中引入鼠標(biāo)，通過單片機將鼠標(biāo)移動行程的二位編碼進(jìn)行采集和顯示，然后通過單片機的輸出控制步進(jìn)電機的位置移動，形成一個位置隨動系統(tǒng)。 該課題要研究的是對鼠標(biāo)的二維編碼用單片機采集并顯示出來，同時發(fā)送給兩個步進(jìn)電機驅(qū)動器使之移動，完成 XY坐標(biāo)的隨動定位。然后在單片機系統(tǒng)中引入鼠標(biāo)可以提高工作效率，方便用戶 。 關(guān)鍵詞 ： PS2 鼠標(biāo)接口 1602 顯示 步進(jìn)電機驅(qū)動 8051 單片機 3 ABSTRACT The first SCM was invented in 1980th,after that ,the SCM is gradual widely used in many places,such as the aircraft instrumentation,the time control and data processing of industrial automation system,camera,robot,integrated circuit and so on. The main content of this paper is that we link the PS2 mouse and the SCM together,so that the 1602LCD can show the place and button states on the screen,and then pass the number of the x,y coordinate to the drive of the step motor,the step motor will move and stop in the place you want. Keywords:the interface of PS2mouse and SCM,1602LCD,the drive of step motor 4 目 錄 第一章 緒論 .........................................................1 課題研究的目的和意義 .........................................1 單片機系統(tǒng)設(shè)計背景 ........................................1 單片機的基本知識 ..........................................1 MCS51 系列單片機介紹 .........................................2 基本特性 ..................................................2 MCS51 單片機的硬件組成結(jié)構(gòu) ................................2 MCS51 的引腳功能 ..........................................7 第二章 硬件電路設(shè)計 ..................................................10 基于鼠標(biāo)的隨動系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 ..............................10 硬件電路設(shè)計 ..................................................10 PS2 接口電路設(shè)計 ..........................................10 顯示電路設(shè)計 ..............................................12 步進(jìn)電機驅(qū)動設(shè)計 ..........................................14 電源電路設(shè)計 ..............................................18 復(fù)位電路設(shè)計 ..............................................19 晶振電路設(shè)計 ..............................................19 第三章 軟件設(shè)計 .....................................................21 總體方案流程圖 ...............................................21 鼠標(biāo)接口程序模塊 .............................................22 顯示程序模塊 .................................................24 步進(jìn)電機隨動定位程序模塊 ......................................29 致謝 ..................................................................30 參考文獻(xiàn) ..............................................................31 附錄 1： 設(shè)計電路圖 ..................................................32 附錄 2： 鼠標(biāo)接口程序 ..............................................32 附錄 3： LCD1602 顯示程序 ...........................................37 附錄 4： 步進(jìn)電機驅(qū)動程序 ..........................................40 5 第一章 緒 論 課題背景 單片機系統(tǒng)設(shè)計背景 二十世紀(jì)是經(jīng)濟和科技飛速發(fā)展的世紀(jì)，電腦，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)在很大程度上改變了人們的生活，而單片機的誕生，更是深刻的改變了我們周圍的世界。隨著單片機種類的增多，應(yīng)用范圍的擴大，功能的更新，現(xiàn)在單片機已經(jīng)逐漸成為微型計算機的一個非常重要的分支。從軍工行業(yè)導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，軍用民用飛機上的各種儀表盤，廣泛使用的各種智能 IC(Integrated Circuit)集成電路卡，到小汽車的安全保障系統(tǒng)，照相機、冰箱，微波爐，電磁爐，洗衣機的控制等等，這些都離不開單片機。我們在單片機系統(tǒng)中引入鼠標(biāo)，通過單片機將鼠標(biāo)移動行程的二位編碼進(jìn)行采集和顯示，然后通過單片機的輸出控制步進(jìn)電機的位置移動，形成一個位置隨動系統(tǒng)。 所以該課題要研究的是對鼠標(biāo)的二維編碼用單片機采集并顯示出來，同時發(fā)送給兩個步進(jìn)電機驅(qū)動器使之移動，完成 XY坐標(biāo)的隨動定位。然后在單片機系統(tǒng)中引入鼠標(biāo)可以提高工作效率，方便用戶，最后將可編程控制的單片機應(yīng)用于步進(jìn)電機隨動系統(tǒng)，可使其具有較大程度的可改變性。 所以，單片機只需要與適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。在該系列里，有多種機型，性能特點也各不相同用戶可根據(jù)需要挑選 。從制造工藝上看， MCS51 系列中的旗艦基本上可分為HMOS（ Highspeed MOS,高速 MOS）和 CMOS 兩類。 MCS51單片機的硬件組成結(jié)構(gòu) MCS51 單片機的內(nèi)部的各功能部件可以劃分為 CPU,存儲器， I/O 端口，定時器 /計數(shù)器和中斷系統(tǒng)五部分。 7 圖 12 MCS51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 CPU 結(jié)構(gòu) 8051 它的里面的 CPU 為字節(jié)長度二進(jìn)制 8 位的所謂中央內(nèi)部處理單元。 （ ALU） 8051 的算術(shù)邏輯部件是一個性能非常強的運算器，它一方面可以進(jìn)行一些加減乘除的四則運算，另一方面也能夠?qū)崿F(xiàn)與，或，非，異或類的邏輯運算，它還具有傳送數(shù)據(jù)，移位，判斷和轉(zhuǎn)移程序類別的功能。 8051 時鐘頻率可達(dá) 12MHz。指令 的 寄存器紅外程序存儲器用于存儲從腳本，定時控制指令中使用的邏輯腳本刪除登記解碼，并與 OSC 的執(zhí)行命令，合作生產(chǎn)的定時脈沖，完成 8 指令的執(zhí)行情況。 專用的寄存器組主要是用來指導(dǎo)當(dāng)前需要執(zhí)行指令內(nèi)存的地址，其存放的操作數(shù)和它的指示的指令執(zhí)行的狀態(tài)。 (1)程序的計數(shù)器（ PC） 程序的計數(shù)器（ PC）是一個二進(jìn)制的存放 16位的地址程序寄存器，專是來存放下一條要執(zhí)行的指令的內(nèi)存的地址，能自動加 1. (2)累加器 (A) 累加器 A 也被稱作 ACC，它是個有特殊的用途地二進(jìn)制 8 位的寄存器，專是用來存放的操作數(shù)或者是它的運算結(jié)果。 (3)通用的寄存器（ B） 通用的寄存器（ B）是專為用來做乘法以及除法的設(shè)置的一種寄存器，也同樣是一個二進(jìn)制的 8位的寄存器，它 是由八個的觸發(fā)器所組成。 (4)程序的狀態(tài)字（即 PSW） PSW 它是一個有 8位的標(biāo)志性寄存器，它是用來存放一些指令執(zhí)行之后的一些相關(guān)的狀態(tài)。 (5)堆棧指針（ SP） 堆棧指針 SP 是一個 8 位寄存器，能自動加 1 或減 1，專門用來存放一些堆棧棧頂 的地址。 8051 片子內(nèi)部得 RAM 一共有大小是 128B，其地址的范圍是00H 到 7FH，所以這個區(qū)域其中的任何的子域都能夠用來作為堆棧區(qū)。棧底的地址它是一直固定不變，這決定了相應(yīng)的堆棧在 RAM內(nèi)部的物理內(nèi)存的位置，棧頂?shù)牡刂肥冀K是在 SP 中，就是由 SP 所指示，是能夠被改變的，它是決定了堆棧里面是否存放著數(shù)據(jù)。堆棧里面的數(shù)據(jù)是由一條 PUSH 的指令壓入內(nèi)存和一條 POP 的指令彈出來的， PUSH 的指令可以使 SP 之中的內(nèi)容加 1， POP的指令相反，可使 SP 減 1. (6)數(shù)據(jù)指針（即 DPTR） 9 數(shù)據(jù)指針（即 DPTR），它是一個 16 位寄存器，是由兩個的 8 位的寄存器，即 DPH鈺 DPL 組合而成。 DPTR 可以用來存放片內(nèi) ROM 的地址，也可以用來存放片外 RAM和片外 ROM。 MCS51的片內(nèi)存儲器集成在芯片內(nèi)部，是 MCS51 的一個組成部分；片外存儲器是外接的專用存儲器芯片， MCS51 只提供地址和控制命令，需要通過印刷電路板上三總線才能聯(lián)機工作。 3. 片外 RAM MCS51 的片內(nèi) RAM 容量有 128個存儲單元；可以用來存放操作數(shù)，操作結(jié)果和實時數(shù)據(jù)。 4. 片內(nèi) RAM 8052AH/8752B