【正文】 .........5 89S51 單片機(jī)的引腳 .....................................................6 89S51 單片機(jī)復(fù)位方式 ...................................................7 74LS244 的功能 .........................................................7 74LS07 的功能 ..........................................................8 鍵盤接口工作原理 .......................................................9 七段 LED 顯示工作原理 ..................................................10 電路原理 ..............................................................11 4 軟件設(shè)計 .................................................................13 定時１秒的方法 ........................................................13 定時器初值計算 ........................................................13 主程序模塊 ............................................................13 中斷服務(wù)程序模塊 ......................................................15 顯示程序模塊 ..........................................................16 5 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................................18 6 結(jié) 論 ....................................................................20 致 謝 ...................................................................21 參考文獻(xiàn) ...................................................................22 附 錄 A ....................................................................23沈陽大學(xué) 1 1 單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用 單片機(jī)的發(fā)展 單片微型計算機(jī)是微型計算機(jī)的一個重要分支，也是一種非?；钴S和頗具有生命力的機(jī)種。 1971 年微處理器研制成功不久，就出現(xiàn)了單片微型計算機(jī)即單片機(jī)，但最早的單片機(jī)是 1位的，處理能力有限。因為受工藝限制，單片機(jī)采用單片的形式而且功能比較簡單。以 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS——48 系列單片機(jī)為代表，該系列單片機(jī)片內(nèi)集成有 8位 CPU， 8 位定時器 /計數(shù)器，并行 I/O 接口， RAM 和 ROM 等，但是最大的缺點就是無串行接口，中斷處理比較簡單而且片內(nèi) RAM 和 ROM 容量較小，且尋址范圍不大與 4KB。多級中斷系統(tǒng)， 16 位定時器 /計數(shù)器，片內(nèi) ROM， RAM 容量加 大，且尋址范圍可達(dá) 64KB，有的片內(nèi)還帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器。此階段的主要特征是：一方面發(fā)展 16 位單片機(jī)， 32 位單片機(jī)及專用型單片機(jī)；另一方面不斷完善高檔 8位單片機(jī)，改善其結(jié)構(gòu)，增加片內(nèi)器件，以滿足不同的客戶要求。 工業(yè)自動化：在自動化技術(shù)中，無論是過程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)還是測控技術(shù)，都離不開單片機(jī)。 儀器儀表：目前對儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高。單片機(jī)的使用有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度，簡化結(jié)構(gòu)，減小體積，易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數(shù) 字化、智能化和多功能化方向發(fā)展。目前家電產(chǎn)品的一個重要發(fā)展趨勢是不斷提高其智能化程度。在這些設(shè)備中使用了單片機(jī)后，其功能和性能大大提高，并實現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制 信方面：較高檔的單片機(jī)都具有通信接口，因而為單片機(jī)在通信設(shè)備中的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的條件。 武器裝備：在現(xiàn)代化的武器裝備 中， 如飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)單、魚雷制導(dǎo)、智能武器設(shè)備、航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，都有單片機(jī)在其中發(fā)揮重要作用。 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，同時帶動 自動控制系統(tǒng)日新月異更新， 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深 入。 圖 系統(tǒng)框圖 計時控制方案 利用 MCS51 內(nèi)部的定時器 /計數(shù)器進(jìn)行定時，配合軟件延時實現(xiàn)到計時。該方案占用接口資源多，顯示亮度由保證，但硬件開銷大，電路復(fù)雜，信息刷新速度慢，實用于并行接口資源較少以及對顯示沒有要求的場合。 顯示時間電路指示燈電路7474急停按鍵 系 統(tǒng) 處 理重起按鍵沈陽大學(xué) 4 鍵盤控制方案 鍵盤分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤，獨(dú)立式鍵盤接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 I/O 接口線， I/O 接口線浪費(fèi)較大，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵直接在一根 I/O 接口線上，故只在按鍵數(shù)量不多時采用。本設(shè)計采用兩個按鍵， 所以這里選用獨(dú)立式鍵盤。 89S51 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加 以 說明： 圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個單片機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 程序存儲器 (ROM) 沈陽大學(xué) 6 89S51 共有 4KB 掩膜 ROM， 最大可擴(kuò)展 64K 字節(jié)， 用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 并行輸入輸出 (I/O)口： 89S51 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。 89S51單片機(jī)的引腳 89S51 單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu) ,即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的 . 89S51有 40 條引腳 , 與其他 51 系 列單片機(jī)引腳是兼容的 . 這 40 條引腳可分為 I/O 接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4 部分 . 89S51 單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu) , 如圖 所示 . 圖 89S51 引腳分配圖 89S51 單機(jī)的電源線有以下兩種： （ 1） VCC： +5V 電源線。 89S51 單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種 : 沈陽大學(xué) 7 （ 1） XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。 （ 2） XTAL2：片內(nèi)振蕩 器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。外接晶體引腳。 （ 2） ALE/PROG：地址鎖存允許 /編程線。 （ 4） EA/Vpp：片外 ROM 允許訪問端 /編程電源端。 當(dāng) G=0 時， A輸入為高電平時， Y 輸出為高電平。 按鍵開關(guān)的去除抖動功能 目 前 , MCS— 51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)上的按鍵常采用機(jī)械觸點式按鍵 ,它在斷開、閉合時輸入電壓波形如圖 所示 .可以看出機(jī)械觸點在閉合及斷開瞬間均有抖動過程 ,時間長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān) ,一般為 5~10ms。例如，一次按鍵產(chǎn)生的正確開關(guān)狀態(tài)，由于鍵的抖動， CPU多次采集到底電平信號，會被誤認(rèn)為按鍵被多次按下，就會多次進(jìn)行鍵輸入操作，這是不允許的。 后沿前沿 識別區(qū)安鍵過程 圖 按鍵過程 獨(dú)立式鍵盤的接口電路 獨(dú)立式鍵盤的接口電路：在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。如圖 所示，每個獨(dú)立按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線，每根 I/O 接口線的工作狀態(tài)不會影響到其他 I/O 接口線。故只在按鍵數(shù)量不多時采用這種按鍵電路。上拉電阻保證了按鍵斷開時， I/O 接口線有確定的高電平。 沈陽大學(xué) 10 圖 獨(dú)立式鍵盤電路 七段 LED顯示工作原理 LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的 MCS51 單片機(jī)輸出設(shè)備。因此應(yīng)用比較廣泛。 (1)共陰極結(jié)構(gòu)：如果所有 的發(fā)光二極管的陰極接在一起，稱為共陰極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效，當(dāng)某段輸入高電平該段便發(fā)光，如圖 所示。 a .共陰極 b .共陽極 圖 七段 LED 顯示器 （ 3） LED 動態(tài)顯示接口： LED 動態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管K1K2K3K4K5K6K7K8+5V89S51沈陽大學(xué) 11 的段選碼和對應(yīng)于該位 數(shù)碼管的位選控制信號，一位一位輪流點亮各七段數(shù)碼管。利用人眼的“視覺暫留”效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms 左右，這個時間應(yīng)根據(jù)實際情況而定。但也不能太大，因為畢竟要受限于