【正文】 的可能性。根據程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當指令排列起來，構成一個有機整體，即程序。對于某些較復雜 的應用系統(tǒng)，不僅要使用匯編語言來編程，有時還要使用高級語言。對于前者，應盡可能利用現成微機系統(tǒng)的監(jiān)控程序。因此，在設計系統(tǒng)硬件邏輯和確定應用系統(tǒng)的操作方式時，就應充分考慮這一點。后者要根據應用系統(tǒng)的功能要求來編程序。 單片機應用系統(tǒng)的軟件設計千差萬別，不存在統(tǒng)一模式。根據系統(tǒng)軟件的總體構思，按照先粗后細的方法，把整個系統(tǒng)軟件劃分成多個功能獨立、大小適當的模塊。盡量使每個模塊功能單一，各模塊間的接口信息簡單、完備，接口關系統(tǒng)一，盡可能使各模塊間的聯系減少到最低限度。 Keil 開發(fā)軟件介紹 Keil IDE μ Vision2 集成開發(fā)環(huán)境是 Keil Software 開發(fā)的基于 80C51 內核的微型處理器軟件開發(fā)平臺，內嵌多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具。尤其 C編譯工具在產生代碼的準確性和效率方面達到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制河北工程大學畢業(yè)設計說明書 選項，在開發(fā)大型項目時非常理想。 ⑵為工程選擇目標器件。 ⑷打開 /建立程序文件。 ⑹糾正程序中 的書寫和語法錯誤并重新編譯連接。 ⑻使用 TKS 硬件仿真器對應用程序進行硬件仿真。 上面的流程只是一個標準的開發(fā)流程，實際中用戶可能反復重復一個或幾個步驟。程序形式如下： ORG 00H ；主程序段 開始 ?? ?? CALL ADC _convert ；調用 ADC轉換子程序 ADC_convert: ； ADC 轉換子程序 ?? ?? RET ；子程序調用返回 ?? END ；主程序結束 結合本設計硬件的連接方式，模數轉換子程序為： ADC_convert: CLR ；選通 IN0 通道測電壓值 CLR SETB ；啟動 ADC0809 CLR CALL DELAY ；延時 1ms 等待 AD轉換結束 MOV A,P0 ；送轉換數據到累加器 A 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 MOV 30H,A ；轉換數據暫放緩存區(qū) SETB ；選通 IN1 通道測電流值 CLR SETB ；啟動 0809 CLR CALL DELAY ；延時 1ms 等待 AD轉換結束 MOV A,P1 MOV 31H,A ；轉換數據暫放緩存區(qū) RET ； AD轉換結束，返回 顯示子程序 為節(jié)省單片機端口，此設計使用 74LS138三－八譯碼器及 4543－ BCD碼七段譯碼器。 74LS138 三－八譯碼器及 4543－ BCD 碼七段譯碼器外形封裝如圖所示。 無 圖 3－ 1 主程序流程圖 ⑵ 電子負載程序設計按鍵程序流程圖如圖 3－ 2所示。二是系統(tǒng)裝置，即按照系統(tǒng)功能要求配備外圍設備，如一個單片機微處理器 的硬件電路設計包括兩個部分：一是系統(tǒng)擴充，即單片機外圍鍵盤、顯示器、打印機、 A/D 轉換器、 D/A 轉換器、串行通信接口，設計合適的接口電路。 ⑵系統(tǒng)的擴充與外圍裝置，應充分滿足應用系統(tǒng)的要求，并留一些擴充槽，以便進行二次開發(fā)。軟件有執(zhí)行的功能盡可能由軟件來執(zhí)行，以簡化硬件結構。 ⑷整個系統(tǒng)器件盡可能做到性 能匹配。 ⑸可靠性及抗干擾設計及其重要的部分，包括器件選擇、電路板布線，通道隔離等。解決辦法是增加驅動能力，或減少 IC 功耗，降低總線負荷。 ⑵沒有使用到的端口引腳（尤其是 P0 口）應接到一個固定邏輯電位上（ 0 或 1），以免受到外界靜電干擾，導致 CPU 運行失常而產生“死機”。 ⑷每一顆 IC的 VCC 與 GND 之間一般接 ～ 的積層電容，以使電源電壓波的波紋及雜散信號有所旁路，不致影響該 IC 的正常運行。 ⑸石英晶體的兩腳越短越好，越接近 8051 的 1 19 腳震蕩效果越好、越穩(wěn)定。 ⑺設計時個外圍 IC（如 825 ROM、 RAM 等）盡量使用同一品牌，以免因相互間的延遲時間不同，而導致存取數據發(fā)生錯誤。 ⑼硬件設計時盡量使用商品化的設計電路，以減少個人開發(fā)時間。 在工程實踐中，軟件系統(tǒng)的可靠性設計的內容主要是： 一、消除模擬輸入信號的嗓聲（如數字濾波技術）；二、程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。 指令冗余 CPU 取指令過程是先取操作碼，再取操作數。若“飛” 到了三字節(jié)指令，出錯機率更大。通常是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個字節(jié)以上的 NOP。 此外，對系統(tǒng)流向起重要作用的指令如 RET、 RETI、 LCALL、 LJMP、 JC 等指令之前插入兩條 NOP，也可將亂飛程序納入正軌 ，確保這些重要指令的執(zhí)行。通常用軟件陷阱來攔截亂飛的程序。 軟件陷阱的設計 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 當亂飛程序進入非程序區(qū)，冗余指令便無法起作用。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復位入口地址 0000H 的指令。 陷阱的安排： 通常在程序中未使用的 EPROM 空間填 0000020210。在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。如某應用系統(tǒng)雖未用到外部中斷 1，外部中斷 1 的中斷服務程序可為如下形式： NOP NOP RETI 返回指令可用“ RETI”，也可用“ LJMP 0000H”。 考慮到程序存貯器的容量，軟件陷阱一般 1K空間有 23 個就可以進行有效攔截。通過不斷檢測程序循環(huán)運行 時間，若發(fā)現程序循環(huán)時間超過最大循環(huán)運行時間，則認為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”，需進行出錯處理。 在工業(yè)應用中，嚴重的干擾有時會破壞中斷方式控制字，關閉中斷。而軟件看門狗可有效地解決這類問題。采用這種環(huán)形結構的軟件“看門狗”具有良好的抗干擾性能，大大提高了系統(tǒng)可靠性。這種軟件“看門狗”監(jiān)視原理是：在主程序、 T0 中斷服務程序、 T1 中斷服務程序中各設一運行觀測變量，假設為 MWatch、 T0Watch 、 T1Watch,主程序每循環(huán)一次， MWatch加１，同樣 T0、 T1 中斷服務程序執(zhí)行一次， T0Watch、 T1Watch 加１。若檢測到某觀測變量變化不正常，比如應當加 1 而未加 1，則轉到出錯處理程序作排除故障處理。 系統(tǒng)故障處理、自恢復程序的設計 ： 單片機系統(tǒng)因干擾復位或掉電后復位均屬非正常復位，應進行故障診斷并能自動恢復非正常復位前的狀態(tài)。四種情況中除第一種情況外均屬非正常復位，需加以識別。各個參數都能直觀的在數碼管上顯示。但是，本設計還存在著很多不足，比如是功率消耗型器件，希望能在以后能改善這方面的缺陷。還請各位學術上的前輩多多包涵見諒。在這我要衷心感謝我的指導老師苗老師，感謝她在這兩個多月里對我的幫助。在 他的關心幫助下，我才順利的完成了這個畢業(yè)設計任務。在設計中，我們分別承擔了硬件和軟件的分析設計工作，雖然各有側重，但我們幾乎每天都在一起研究相關資料與文獻、討論軟硬件的結合、構思程序在電路上的實現方式。 參考文獻 30 參考文獻 [1] 吳炳勝著 80C51單片機原理及應用技術 冶金工業(yè)出版社 2021 [2] 徐愛鈞著 智能化測量控制儀表原理與設計 北京航空航天 大學出版社 2021 [3] 段尚樞著 運算放大器應用基礎 哈爾濱工業(yè)大學出版社 1998 [4] 徐瑋 沈建良著 單片機快速入門 北京航空航天大學出版社 2021 [5] 吳金戍 沈慶陽 郭庭吉著 8051單片機實踐與應用 清華大學出版社 2021 [6] 沙占友著 集成化智能傳感器原理與應用 電子工業(yè)出版社 2021 [7] 賴壽宏著 微型計算機控制技術 機械工業(yè)出版社 1994 [8] 張迎新著 單片微型計算機原理應用及接口技術 國防工業(yè)出版社 1993 [9] 何立民著 單片 機高級教程 北京航空航天大學出版社 2021 [10] MOTOROLA公司 Simiconductor Technical Data. 1998 [11] C51 Compiler User’ s Guaide. Keil Elektrinik GmbH and KeilSoftware Inc. 2021 [12] 通用集成電路速查手冊 [13] [14] [15] 附錄 31 附錄 1：電子負載設計程序 ORG 00H MOV A,00H ；初始化：清顯示、數據緩存 MOV P2,A ；禁止 DA 輸出 MOV P1,A ； MOV 30H,A ； MOV 31H,A ； MOV 32H,A ； MOV 33H,A ； MOV 3AH,A ； CALL DISPTEST ；調數碼管測試程序 CALL ADC ；啟動 AD 開始轉換 ；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；； ；主程序基本框架 ；；；；；；；；；；；；；；；；；；；； U_DISP: CALL DELAY ；顯示電壓值 CALL DELAY ；延時消抖 JNB ,$ ；判是否有功能鍵按下？ EE: CALL ADC CALL UBCD MOV 33H,R4 ；顯示數據存緩存區(qū) MOV 34H,R3 ； CALL DISP ；調顯示子程序 JNB ,I_DISP ；判斷是否有鍵按下 JNB ,DZY2 ；有“＋”鍵按下否？有則跳到增加程序 JNB ,CAT2 ；有“－”鍵按下否？有則跳到減少程序附錄 32 JMP EE DZY2: CALL ADD JMP EE CAT2: CALL SUB JMP EE I_DISP: CALL DELAY ；電流顯示程序 CALL DELAY ；延時消抖 JNB ,$ FF: CALL ADC MOV 33H,00H MOV 34H,00H CALL DISP JNB ,P_DISP JNB ,DZY3 ；有“＋”鍵按下否？有則跳到增加程序 JNB ,CAT3 ；有“－”鍵按下否？有則跳到減少程序 JMP FF DZY3: CALL ADD JMP FF CAT3: CALL SUB JMP FF P_DISP: CALL DELAY CALL DELAY ；延時消抖 JNB ,$ GG: CALL ADC MOV 33H,00H MOV 34H,00H CALL DISP JNB ,U_DISP JNB ,DZY1 ；有“＋”鍵按下否？有則跳到增加程序 JNB ,CAT1 ；有“－”鍵按下否？有則跳到減少程序 JMP GG DZY1: CALL ADD ；跳到啟動 AD 轉換子程序，增加輸出 附錄