【正文】 器ACC，可以進行邏輯運算的單元ALU和可進行8位算術運算以及寄存器B等組成。能做加減乘除、加減BCD數(shù)十進制調整及比較等可對4位、8位、16位數(shù)進行操作以及循環(huán)移位、異或，求補、與、或、等邏輯操作?？勺鳛?9C51單片機數(shù)據(jù)傳送中轉站，在指令符中用A助記符表示，可以以一個運算數(shù)經(jīng)暫存器2進入ALU的輸入端，然后與運算數(shù)，此時運算數(shù)來自暫存器1進行運算，運算結果又送回ＡＣＣ?？梢杂糜谂袆e和程序查詢。布爾處理器也是89C51單片機內的一個處理器，專門用于處理位操作，在布爾處理器及其指令中以C代替CY。 控制器控制器包括振蕩器及定時電路。振蕩器及定時電路：89C51單片機內就含有振蕩電路，其頻率為0～24HZ，需要外接頻率微調電容和石英晶體。程序計數(shù)器PC：PC是由PCH和PCL組成，它門是2個8位的計數(shù)器共計16位。指令譯碼器ID和指令寄存器IR：由PC的內容指定的閃速ROM地址，取出由指令寄存器IR指令給指令解碼器的ID，然后由指令解碼器解碼該指令并產(chǎn)生一控制信號發(fā)送PLA一定順序執(zhí)行指令操作的規(guī)定。89C51單片機128在數(shù)據(jù)存儲位字節(jié)，地址00H7FH，用來存儲操作的中間結果，數(shù)據(jù)緩沖和臨時數(shù)據(jù)儲存等SP、IE、PCON和IP等具有特殊功能的寄存器都屬于51單片機含有，80HFFH是其地址，和RAM（128字節(jié)）在同一個編址隊列[6]。同一般微處理器不同的是32字節(jié)單元可指定為工作寄存器，89C51單片機內的RAM和工作寄存器在一個隊列里統(tǒng)一編址?？删幊痰娜p工串行口（UART）屬于除了4個8位并行口外89C51單片機，（RXD）（TXD），可實現(xiàn)與外界串行通信。 無條件傳送方式在這種傳送方式下CPU總是認為外設無論在任何時刻都是出于準備好狀態(tài)，這種數(shù)據(jù)傳輸方式和CPU與存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送有些類似[8]。 查詢傳送方式這種方式又稱條件傳送，在無條件傳送方式不方便使用情況下，可以考慮使用查詢傳送方式，已解CPU和決外部設備之間速度匹配的問題[10]。所以在數(shù)據(jù)被計算機傳送之前，同時也為了保護數(shù)據(jù)傳送可以被正確傳送，必需查詢外部操作設備有沒有處于準備好狀態(tài)。可以通過查詢來了解外設有沒有處于準備好狀態(tài)，僅僅只有處于準備好的狀態(tài)，才能夠實行數(shù)據(jù)的交換。舉個例子比如“準備好”可以用D觸發(fā)器此時Q=1表示；沒準備好用Q=0表示[11]。查詢方式有3步：查詢等待數(shù)據(jù)傳送。查詢方式既有優(yōu)點也有缺點，當數(shù)據(jù)被連續(xù)進行傳送時，因為CPU會比外設工作的速度快很多，所以只有CPU在一次數(shù)據(jù)傳送被完成后而且還要等待很長時間才能進行下一次的數(shù)據(jù)傳送。因此查詢方式優(yōu)點是用各種的屬于外部設備在CPU之間可以進行數(shù)據(jù)傳送，缺點是需要等待很長時間，因為這個過程需要等待。 直接存儲器存?。―MA）方式DMA方式是CPU讓出數(shù)據(jù)總線，使外部設備和存儲器之間直接傳送（不通過CPU）數(shù)據(jù)的方式。? 外部設備的工作速度很高 中斷中斷的概念我們知道在很早的計算機并沒有這個中斷功能，所以主機和外設數(shù)據(jù)的交換只能用程序的控制方式。但是隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在計算機不在受此限制，利用中斷技術，可以對外部異步發(fā)生的事情能夠做出處理，是技術的極大發(fā)展。何為中斷系統(tǒng)，中斷系統(tǒng)就是能夠實現(xiàn)這種功能的部件，而中斷源就是能能夠產(chǎn)生中斷的請求。為了了解什么是中斷，我們可以做一個比喻來形象解釋，比如一個在處理報告的公司經(jīng)理比作CPU，而中斷就是電話呼叫，顯然經(jīng)理目前主要處理的事情就是寫報告，但電話響了也就是中斷來了，經(jīng)理會先處理完這個電話然后再處理沒完成的報告，在這個例子中電話響起的鈴聲就是中斷請求。在這個形象的例子中顯然能夠非常形象的說明中斷的重要性，加入中斷技術并不存在，CPU就會浪費大量時間處理無意義的事情甚至工作因此停止不前。所以中斷工作方式的出現(xiàn)會大大提高單片機的運行效率，因為在查詢方式CPU會等待，而中斷方式完全消除了這種等待現(xiàn)象，所以會減少很多時間，提高CPU工作效率。當CPU正在執(zhí)行主程序時，外部事件要中斷CPU此時的工作是隨機的，當CPU中斷當前程序去執(zhí)行外部事件傳來的數(shù)據(jù)時，這時硬件會自動把斷點地址壓入堆棧，但我們還需要注意保護現(xiàn)場比如累加器、工作寄存器、標志位等信息，以防止信息丟失，從而在CPU處理完畢外設傳來的數(shù)據(jù)時，可以恢復累加器、工作寄存器、標志位等即可以恢復現(xiàn)場。由以上可知，中斷傳送不僅僅會大大提高CPU的工作效率，還可以實現(xiàn)實施現(xiàn)場控制，因此中斷方式在現(xiàn)代的計算機中得到極大的應用。中斷時單片機必不可缺少的，有以下實時處理、故障處理、和分時操作等功能。單片機總是不可避免發(fā)生錯誤或者故障，比如運算溢出、電源斷電等，若無中斷系統(tǒng)，CPU不會對上述情況做出及時回應，但若有中斷源CPU會自己處理故障從而可以不需要停機然后數(shù)據(jù)會得到保護。 89C51中斷源我們知道89C51單片機有5個中斷源分別為INT0、T0、INTTTXD/RXD各自功能分別如下所示：INT0是外部中斷0請求，INT1則是外部中斷1請求。TXD/RXD是串行口中斷請求，中斷請求發(fā)生在當一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收被串行口完成時。89C51系列單片機中斷源常用的有以下幾種：例如零件故障、I/O設備、為調試設備的中斷源以及實時時鐘等。會浪費大量CPU的資源，但實時時鐘完全能夠解決這件事情，我們需要一個時鐘電路，然后對時鐘設置一個定時，在CPU正在處理程序時，時間到達時，時鐘電路就會發(fā)送一個中斷請求，CPU機會得到響應來處理這件事件，這樣顯然可以提高CPU利用率。其原理就是在單片機中設置多個大容量電容，而現(xiàn)在公司的單片機一般都是半導體的，假如單片機電源突然斷電或者因為電路問題而斷電等，這時大量并聯(lián)的電容就會發(fā)生作用，這時單片機中電流并不會突然間變?yōu)榱?，由于電容的存在，電流會緩慢發(fā)生變化，當達到一定數(shù)值時，就會向CPU發(fā)出請求，這時單片機中中斷系統(tǒng)就會開始工作，使重要數(shù)據(jù)能夠保存下來。最后要介紹常用的中斷源就是自愿中斷，我們知道當一個程序被程序員寫好之后，往往需要檢查這個程序以看程序中有沒有什么錯誤進而決定是否需要繼續(xù)完善這個程序，這時就需要在程序設置斷點。 中斷如何響應以及中斷處理過程51系列單片機中斷的查詢其實就是在每個機器周期的S6進行，中斷響應則是在下一個周期S1然后進行中斷處理。我們知道對于單片機而言中斷分為3個過程，第一是中斷響應，第二是中斷處理，處理完成之后則是中斷返回不同的單片機他有不同的方式來實現(xiàn)這3個過程. K N保護現(xiàn)場 K+1為外設服務恢復現(xiàn)場 N+m 返回 假如CPU正在處理主程序的第k個指令數(shù)據(jù)操作，現(xiàn)在外部操作向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)請求，在CPU收到這個外設發(fā)送的數(shù)據(jù)請求后繼續(xù)處理完手上的數(shù)據(jù)操作即第k個指令會繼續(xù)完成，保存相關數(shù)據(jù)然后處理外部操作發(fā)送的數(shù)據(jù)請求，當外的發(fā)送的數(shù)據(jù)被CPU輸入完畢，CPU會返回到主程序繼續(xù)處理主程序的數(shù)據(jù)從上一次保存的位置開始，即從k+1指令開始處理。由以上可知我們可以將中斷服務程序比作子程序，所以CPU處理中斷過程亦可以叫為中斷服務子程序，不過兩者畢竟還是有些區(qū)別的，ACLL指令通常被用作與子程序，而中斷服務子程序必需要調用中斷請求來實現(xiàn)，并且還需保護現(xiàn)場，在中斷完成后還要回復現(xiàn)場等。假如CPU現(xiàn)在正在執(zhí)行RETI指令或者正在運行IP或者IE指令則必需要確保正在運行的指令以及下一條指令已經(jīng)被執(zhí)行完畢才可以實現(xiàn)中斷響應。假如CPU現(xiàn)在正好看到一個中斷標志位1，然后則會進行中斷處理，因為被裝入到PC的中斷矢量地址是被中斷系統(tǒng)自動裝入的，這時中斷服務程序還可以很輕松的被進入。前者具有優(yōu)先特性不但可以阻止任何的中斷請求還可以通過它進行高級中斷服務。89C51單片機有自己的響應中斷的過程表現(xiàn)為：CPU響應中斷時，與中斷相應的中斷優(yōu)先級觸發(fā)器會被置位，然后LCALL指令會被單片機中的硬件調用以確保堆棧保存當前PC值，這樣斷點就會被保護起來，然后再將相應的入口地址送入到PC端，這樣CPU就會當前主程序數(shù)據(jù)操作進而執(zhí)行中斷發(fā)送的請求，就從入口處開始執(zhí)行。但另外一些中斷源則不會這樣，比如RI或TI這樣的中斷標志且是在串行口接收的，還有IE0、IE1這樣的外部中斷標志且是觸發(fā)方式是電平，這時只能由用戶或者用戶可以用單片機上軟件來清除，CPU無法像前者一樣自動清除中斷標志。我們通常會把LJMP這樣的長跳轉指令放入入口地址，這個入口地址就是中斷服務程序的入口地址，這時因為89C51單片機的兩個相鄰的中斷源有限制，他們的對應的入口地址僅僅相距8單元，這是遠遠不夠中斷服務程序所用的。如果存放AJMP指令則可以在2KB內轉移。同樣最后在編寫中斷服務程序也有相關需要注意的一些事情，第一當CPU正在處理中斷發(fā)送的數(shù)據(jù)請求后，必須要保護相關軟件的現(xiàn)場，不然在CPU處理完中斷后，由于寄存器。然后我們可以靈活運用LJMP指令，這樣就會有64KB任何可用區(qū)域，假如更高優(yōu)先級中斷被相關中斷程序禁止，我們就需要用一些軟件關閉相對應的中斷源中斷或者CPU中斷等。中斷響應時間：當中斷向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，CPU并不會一定會響應這個請求，而且在CPU響應中斷時，每種情況都有相應的中斷響應時間，以外部中斷作為參考對象，下面將介紹中斷最短的響應時間。3 定時器/計數(shù)器89C51單片機有兩個16位定時器/計數(shù)器，這兩個定時器分別是定時器0（T0）和定時器1（T1）。 定時和計數(shù)的概念① 計數(shù)計數(shù)就是計數(shù)外部事件，輸入脈沖表示外部事件，所以計數(shù)外部脈沖就是計數(shù)本質。加法計數(shù)即是當來自外部的脈沖在負跳變有效是，計數(shù)器加一。定時和計數(shù)的脈沖來源如下圖所示由于12個震蕩脈沖周期等于一個機器周期，所以振蕩頻率是計數(shù)頻率的12倍。 定時器計數(shù)器的組成兩個16位的定時器本質上就是兩個16位加1計數(shù)器。每個定時器都可以由軟件設置定時工作方式和計數(shù)工作方式以及其他靈活多用的可控功能方式，這些功能都由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。我們知道當89C51單片機采用12MHZ的晶振時，1微秒為一個機器周期，計數(shù)頻率為1HZ。當輸入脈沖信號產(chǎn)生由1至零的下降沿時，定時器的值加1。雖然對輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某個或某幾個電平在變化之前至少被采樣一次，這就需要要求電平的保持時間不能低于一個完整的機器周期[15]。單片機可以選擇定時或計數(shù)工作方式外，每個定時/計數(shù)器還有4種工作模式，也就是說每個定時器可構成4種電路結構模式，02模式對定時器T0和T1都是一樣的，模式三對這兩種定時器是不同的。數(shù)碼管在顯示界面上僅僅能夠顯示具體的參數(shù)，不能夠提供參數(shù)的名稱。在使用數(shù)碼管顯示的時候，需要充分的考慮所需數(shù)碼管的個數(shù)，如果數(shù)碼管的個數(shù)太多，那么程序有可能無法完成正常的掃描顯示操作。另外在使用數(shù)碼管顯示的時候，系統(tǒng)的可擴展性非常差，如果需要顯示額外的信息，那么就必須額外的增加顯示電路才能完成[16]。彩屏顯示，可以很好的顯示出各種參數(shù)，但是在操作復雜度上，能夠實現(xiàn)顯示的程序非常復雜，而且非常占用單片機資源。另外彩屏價格十分昂貴，這種顯示屏一般用在大型設備上面。彩色屏幕能夠顯示的內容非常多，而且可以制作出非常華麗的界面來輔助顯示，但是這種顯示的程序復雜度太大，一般的單片機都無法正常完成顯示功能。LCD1602，僅僅需要按照屏幕的控制邏輯進行操作就可以實現(xiàn)屏幕的顯示。在性價比方面，相對于其他顯示器有明顯的優(yōu)勢。單片機僅僅需要通過11個引腳就可以完成對LCD的控制以及顯示。另外也可以通過程序在該顯示屏上實現(xiàn)翻頁操作，因此本次畢業(yè)設計選用了LCD顯示屏作為本次設計的顯示模塊。在對顯示屏進行操作的時候，需要首先執(zhí)行顯示屏的初始化，然后再控制顯示屏顯示所需要的信息。無線藍牙模塊傳輸?shù)木嚯x短，而且每次使用必須首先配對才能使用，使用起來不是太方便。無線串口模塊必須保證單片機有串口收發(fā)功能才能使用，而且價格昂貴。從成本和性能以及功耗方面，本次設計沒有使用無線藍牙模塊。其工作穩(wěn)定度一直受到質疑，很多公司的第一代產(chǎn)品是用來該無線模塊以后，后續(xù)產(chǎn)品都改用其他無線模塊了。24L01無線模塊在市面上有大規(guī)模的應用，產(chǎn)品的功耗低而且傳輸距離遠，價格也比較便宜，在硬件實現(xiàn)以及軟件實現(xiàn)方面都有成熟的應用案例可以參考，因此本次設計采用的是24L01無線模塊作為本次設計的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。無線數(shù)據(jù)的接收如圖所示。sbit NRF_CSN = P0^1。sbit NRF_MOSI = P0^3。sbit NRF_IRQ = P0^5。//定義無線設置的IO口sbit NRF_CSN = P2^0。sbit NRF_MOSI = P2^1。sbit NRF_IRQ = P2^2。void delay_150us()。uchar SPI_RW(uchar byte)。uchar NRF24L01_Read_Reg(uchar reg)。uchar NRF24L01_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar len)。uchar NRF24L01_TxPacket(uchar *txbuf)。void NRF24L01_RT_Init(void)。void InitExInt(void)。sbit LCD_RW=P1^1。//LCD控制函數(shù)bit LCD_BUSY()。void LCD_INITIALIZE(void)。void LCD_Disp(void)。void DisplayMenu(unsigned char DisplayPoi