【正文】 4 軟件設計 .................................................................13 定時１秒的方法 ........................................................13 定時器初值計算 ........................................................13 主程序模塊 ............................................................13 中斷服務程序模塊 ......................................................15 顯示程序模塊 ..........................................................165 系統(tǒng)調試 .................................................................186 結 論 ....................................................................20致　　 謝 ...................................................................21參考文獻 ...................................................................22附　 錄 A....................................................................231 單片機的發(fā)展及應用 單片機的發(fā)展單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是一種非?；钴S和頗具有生命力的機種。 1971 年微處理器研制成功不久，就出現(xiàn)了單片微型計算機即單片機，但最早的單片機是 1 位的，處理能力有限。因為受工藝限制，單片機采用單片的形式而且功能比較簡單。以 Intel 公司生產的 MCS——48 系列單片機為代表，該系列單片機片內集成有 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 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 ROM，RAM 容量加大，且尋址范圍可達 64KB，有的片內還帶有 A/D 轉換器。此階段的主要特征是：一方面發(fā)展 16 位單片機，32 位單片機及專用型單片機；另一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其結構，增加片內器件，以滿足不同的客戶要求。工業(yè)自動化：在自動化技術中，無論是過程控制技術、數(shù)據(jù)采集技術還是測控技術，都離不開單片機。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。單片機的使用有助于提高儀器儀表的精度和準確度，簡化結構，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。在這些設備中使用了單片機后，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：較高檔的單片機都具有通信接口，因而為單片機在通信設備中的應用創(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、軍艦、坦克、導單、魚雷制導、智能武器設備、航天飛機導航系統(tǒng)，都有單片機在其中發(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，單片機的應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 內部的定時器/計數(shù)器進行定時，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74急 停 按 鍵 系統(tǒng)處理重 起 按 鍵 鍵盤控制方案鍵盤分為獨立式鍵盤和行列式鍵盤，獨立式鍵盤接口電路配置靈活，硬件結構簡單，工作可靠但每個按鍵必須占用一跟 I/O 接口線，I/O 接口線浪費較大，在單片機應用系統(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。本設計采用兩個按鍵，所以這里選用獨立式鍵盤。89S51 單片機包含中央處理器、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 單片機內部結構示意圖中央處理器 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。程序存儲器(ROM)89S51 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可擴展 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、 PP2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 89S51 單片機的引腳89S51 單片機內部總線是單總線結構,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 單片機為雙列直插式封裝結構, 如圖 所示.圖 89S51 引腳分配圖 89S51 單機的電源線有以下兩種：（1） VCC：+5V 電源線。89S51 單片機的外接晶體引腳有以下兩種: （1）XTAL1：片內振蕩器反相放大器的輸入端和內部時鐘工作的輸入端。（2） XTAL2：片內振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調電容的另一端。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 G=0 時，A 輸入為高電平時， Y 輸出為高電平。 按鍵開關的去除抖動功能目前, MCS—51 單片機應用系統(tǒng)上的按鍵常采用機械觸點式按鍵,它在斷開、閉合時輸入電壓波形如圖 ,時間長短與開關的機械特性有關,一般為 5~10ms。例如，一次按鍵產生的正確開關狀態(tài)，由于鍵的抖動，CPU 多次采集到底電平信號，會被誤認為按鍵被多次按下，就會多次進行鍵輸入操作，這是不允許的。 后 沿前 沿 識 別 區(qū)安 鍵 過 程 圖 按鍵過程 獨立式鍵盤的接口電路獨立式鍵盤的接口電路：在單片機應用系統(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，每個獨立按鍵單獨占有一根 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。圖 獨立式鍵盤電路 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 單片機輸出設備。因此應用比較廣泛。(1)共陰極結構：如果所有的發(fā)光二極管的陰極接在一起，稱為共陰極結構，則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效，當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依次輸出每一位數(shù)碼管的+V89S段選碼和對應于該位數(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，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，應保持 1ms 左右，這個時間應根據(jù)實際情況而定。但也不能太大，因為畢竟要受限于臨界閃爍頻率，而且此時間越長，占用 CPU 時間也越多。用 MCS51 單片機構建七段數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)時，4 位數(shù)碼管均采用共陰極LED，p0 接口作為段選碼輸出口，8 路驅動采用 74LS244 總線驅動器作為字形驅動芯片，經(jīng)過 8 路驅動電路后接至數(shù)碼管的各段，字形驅動輸出 0 時發(fā)光。 電路原理電路的核心是 89S51 單片機，其內部帶有 4KB 的 FlashROM,無須擴展程序存儲器；電腦沒有大量的運算和暫存數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的 128B 片內 RAM 已能滿足要求，也不必擴展片外 RAM，系統(tǒng)配備 4 位 LED 顯示和 2 個單接口鍵盤，采用 P0 接口外接 8 路反相三態(tài)緩沖器 74LS244 作 LED 動態(tài)掃描的段碼控制驅動信號,用 P1 接口的 外接一片集電極開路反相門電路 74LS07 做為 4 位 LED 的位選信號驅動口， LED 共陰極端與 74LS07 的輸出端相連；按鍵接口，由 ,