【正文】 控制技術(shù)的一次革命。其由硬件和軟件兩部分組成，二者相互依賴，缺一不可。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成如圖 32 所示。8051 單片機(jī)的內(nèi)部組成如圖 33 所示。 CPU 由運(yùn)算器和控制器組成?？刂破靼ǔ绦蛴?jì)數(shù)器（ Program Counter,簡(jiǎn)稱 PC）、指令寄存器 單片機(jī) 接口 電路 及外 設(shè)等 控 制 程 序 電路板 硬件 軟件 圖 32 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 7 頁 （ Instruction Register,簡(jiǎn)稱 IR）、指令譯碼器（ Instruction Decoder,簡(jiǎn)稱 ID）及控制電路等。通常所說的的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指低 128 個(gè)單元。 4．并行 I/O 端口 8051 內(nèi)部有 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口（稱為 P0、 P P2 和 P3），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。該串行口既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用，擴(kuò)展外部 I/O 端口。 7．中斷系統(tǒng) 8051 內(nèi)部有 5 個(gè)中斷源，分為高級(jí)和低級(jí)兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別。晶振頻率通常選擇12MHZ 或 . 8051 信號(hào)引腳 8051 單片機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn) 40 引腳雙列直插式封裝，其引腳排列如圖 34 所示，引腳功能見表 11。 （ 2） PSEN： PSEN 有效時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部 ROM 單元的讀操作。 （ 4） RST：當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平是即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，兩引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于連接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 GND：接地。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P3口： P3口是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。常 用的是 8 條 P3 口線所提供的第二功能，如圖 12 所示， 表 12 P3 口各引腳的第二功能 時(shí)鐘電路功能以及工作原理的分析 時(shí)鐘電 路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，在芯片的外部通過 19 腳、 18 腳接晶體振蕩器和微調(diào)電容。電路中的 CC2 一般取 30pF 左右，而晶體振蕩器的頻率范圍通常是 6MHz 或 12MHz 的晶振。其電路原理圖如 31 所示。如：把 PC 的內(nèi)容初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 RST 端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位。上電復(fù)位是直接將 RST 端通過電阻接高電平來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。本次設(shè)計(jì)顯示電路如圖 33 所示。這兩種顯示器都可以顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，LED 和 LED 數(shù)碼顯示最為普遍，本設(shè)計(jì)采用的是LED 顯示。 LED 數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的發(fā)光字段組合可用來顯示數(shù)字 0字符 AF、 H、 L、 P、 R、 U、 Y、符號(hào) “”及小數(shù)點(diǎn) “.”等。陰極作為 “段 ”控制端，當(dāng)某段控制端為低電平時(shí)，該段對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通并點(diǎn)亮，點(diǎn)亮不同的段顯示不同的字符。陰極作為 “段 ”控制端，當(dāng)某段控制端為高電平時(shí)，該段對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通并點(diǎn)亮。表 31 中分別列出共陽、共陰極數(shù)碼管的顯示字型編碼。按鍵閉合過程在相應(yīng)的I/O 端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。這一過程處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。為了避免 CPU 多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。電路原理圖如圖 35 所示。 引腳接 “加速 ”鍵，按一下則閃爍加快速度。 表 31 數(shù)碼管字符型編碼 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 12 頁 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1模式 加速 減速 圖 35 按鍵電路 彩燈控制 LED 工作條件 2V 的正向電壓，流過的電流為 410mA,顯然不能直接用單片機(jī)的端口驅(qū)動(dòng)，需在電路中串聯(lián)限流電阻。在流水燈電路中，電壓 Vcc 直接接到發(fā)光二極管的正極。 aabcddeeffgghhX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1D1L E D B L U ED2L E D B L U ED3L E D G RE E ND4L E D G RE E ND5L E D R E DD6L E D R E DD7L E D Y E L L O WD8L E D Y E L L O WD9L E D B L U ED 1 0L E D B L U ED 1 1L E D G RE E ND 1 2L E D G RE E ND 1 3L E D R E DD 1 4L E D R E DD 1 5L E D Y E L L O W6L E D Y E L L O WR14 7 0R24 7 0R34 7 0R44 7 0R54 7 0R64 7 0R74 7 0R84 7 0R94 7 0R 1 04 7 0R 1 14 7 0R 1 24 7 0R 1 34 7 0R 1 44 7 0R 1 54 7 0R 1 64 7 0234567891R P 1RE S P A C K 8 圖 36 彩燈控制電路 整機(jī)電路工作原理 利用 51 單片機(jī)控制十六個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)九種閃爍模式 ，具有加速減速模式以及數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)閃爍模式的個(gè)數(shù)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 13 頁 圖 37 整機(jī)電路原理圖 aabcddeeffgghhX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1D1L E D B L U ED2L E D B L U ED3L E D G RE E ND4L E D G RE E ND5L E D R E DD6L E D R E DD7L E D Y E L L O WD8L E D Y E L L O WD9L E D B L U ED 1 0L E D B L U ED 1 1L E D G RE E ND 1 2L E D G RE E ND 1 3L E D R E DD 1 4L E D R E DD 1 5L E D Y E L L O W6L E D Y E L L O WR14 7 0R24 7 0R34 7 0R44 7 0R54 7 0R64 7 0R74 7 0R84 7 0R94 7 0R 1 04 7 0R 1 14 7 0R 1 24 7 0R 1 34 7 0R 1 44 7 0R 1 54 7 0R 1 64 7 0234567891R P 1RE S P A C K 8R 1 75 1 0 RR 1 85 1 0 RR 1 95 1 0 RR 2 05 1 0 RR 2 15 1 0 RR 2 25 1 0 RR 2 35 1 0 R模式 加速 減速 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 14 頁 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型的時(shí)候軟件也基本定下拉了，從軟件的功能不同，可以分為兩的類：一是監(jiān)控軟件（主程序）它是整個(gè)軟件的核心，專門用來協(xié)調(diào)各個(gè)執(zhí)行模塊和操作者的聯(lián)系。每一 個(gè)執(zhí)行軟件就是一個(gè)小的執(zhí)行模塊，這里將每一個(gè)模塊一一列出來，并為每個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的條件，合理安排監(jiān)控軟件和執(zhí)行軟件之間的調(diào)度關(guān)系。