【正文】 ta,通常指低 128 字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)的變量，可直接尋址。位變量的聲明對(duì)狀態(tài)寄存器來說是十分有用的，因?yàn)樗赡軆H僅需要使用某一位，而不是鵝字節(jié)。編譯器不允許在 BDATA 區(qū)中聲明 float 和 double 型的變量。與外部存儲(chǔ)器尋址相比它的指令執(zhí)行周期和代碼長(zhǎng)度都比較短。 ? PDATA 和 XDATA 區(qū) PDATA 和 XDATA 區(qū)屬于外部存儲(chǔ)區(qū)，外部數(shù)據(jù)區(qū)是可讀寫的存儲(chǔ)區(qū)，最多可有 64KB ,當(dāng)然這些地址不是必須用作存儲(chǔ)區(qū)的。 程序存儲(chǔ)區(qū) CODE 程序存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)是不可改變的，跳轉(zhuǎn)向量和狀態(tài)表對(duì)CODE 段的訪問和對(duì) XDATA 區(qū)的訪問時(shí)間是一樣的。 20 第 三 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹 3. 存儲(chǔ)器模式 存儲(chǔ)器模式是函數(shù)自變量、自動(dòng)變量和沒有明確規(guī)定存儲(chǔ)類型的變量的默認(rèn)存儲(chǔ)器類型，指定存儲(chǔ)器類型需要在命令行中使用 SMALL,COMPACT 和 LARGE3個(gè)控制命令中的 1 個(gè)。在此模式下，變靈訪問的效率很高，但所有的數(shù)據(jù)對(duì)象和堆棧必須適合內(nèi)部 RAM。該存儲(chǔ)器類型適用于變量不超過 256 字節(jié)的情況，此限制是由尋址方式所決定的。地址的高字節(jié)通常通過 P2 口設(shè)置，編譯器沒有設(shè)置該口。通過數(shù)據(jù)指針訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的效率較低，特別是當(dāng)變量為 2 字節(jié)或更多字節(jié)時(shí)，該模式要比 SMALL 和 COMPACT 產(chǎn)生更多的代碼。 51 單片機(jī)中，除了程序計(jì)數(shù)器 PC 和 4 組通用寄存器組之外，其 他所有的寄存器均為 SFR，并位于片內(nèi)特殊寄存器區(qū)。特殊功能寄存器可山以下幾種關(guān)鍵字說明。注意：“ sfr”后面必須跟一個(gè)特殊寄存器名 。 (2) sfr16 許多新的 8051派生系列單片機(jī)用兩個(gè)連續(xù)地址的 SFR來指定 16位值，例如 8052 用地址 0xCC 和 0xCD 表示定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的低和高字節(jié)，如 sfr 16 T2=0xCC；表示 T2 口地址的低地址 T2L=0xCC，高地址 T2H=0xCD。聲明中名字后面不是賦值語句。這種聲明適用于所有新的 SFR，但不能用于定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0和計(jì)數(shù)器 1?！?=”號(hào)后將絕對(duì)地址賦給變量名， 3 種變量聲明 形式如下。 (2) 指定存儲(chǔ)區(qū)指針 C51 允許使用者規(guī)定指針指向的存儲(chǔ)段，這種指針叫指定存儲(chǔ)區(qū)指針 。當(dāng)把指定存儲(chǔ)區(qū)指針作為參數(shù)傳遞給要求使用通用指針的函數(shù)時(shí)， C51 編譯器就把指定存儲(chǔ)區(qū)指針轉(zhuǎn)換為通用指針。 6. 函數(shù) (1) 函數(shù)聲明 Keil C51 編譯器擴(kuò)展了標(biāo)準(zhǔn) C 函數(shù)聲明，這些擴(kuò)展有： 1)指定一個(gè)函數(shù)作為一個(gè)中斷函數(shù) 。 5)指定 ALIEN PL/M51 函數(shù)。傳統(tǒng) 8051 的堆?？臻g是有限的，最多只有 256 字節(jié)。在這個(gè)過程中，只有返回地址保存在堆棧中。 但是，一些派生的 51 系列一單片機(jī)的堆棧空間可以增加到幾 KB， Keil C51 編譯器在缺省情況下最多可以用寄存器傳遞 3 個(gè)參數(shù)，這可以提高運(yùn)行速度。在決定存儲(chǔ)模式時(shí)，應(yīng)考慮這個(gè)因素，因?yàn)槠瑑?nèi) data 和 idata 直接影響堆?？臻g的大小。參數(shù)傳遞可以用 REGPARMS 和 NOREGPARMS 控制命令來控制。 (5) 函數(shù)的存儲(chǔ)模式 函數(shù)的參數(shù)和局部變量保存在由存儲(chǔ)模式指定的缺省存儲(chǔ)空間中，但是，單 .個(gè)函數(shù)可以在函數(shù)聲明中用 small、 pact 或 large 聲明來指定存儲(chǔ)模式。但是內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)是有限的，很多情況下 SMALL 模式不能滿足程序的要求就必須用其他存儲(chǔ)模式。在處理中斷或使用一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)，寄存器組非常有用。一般在 C 語言中，調(diào)用函數(shù)時(shí)會(huì)將函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)中使用的局部變量入棧。 一般函數(shù)中的每個(gè)變量都存放在這個(gè)空間的固定位置，當(dāng)遞歸調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致變量被覆蓋，所以在某些實(shí)時(shí)應(yīng)用中，一般函數(shù)是不可取的。重 入函數(shù)，又叫再入函數(shù)，是一種可以在函數(shù)體內(nèi)基于 51 單片機(jī)交通燈控制器設(shè)計(jì) 23 間接調(diào)用其自身的函數(shù)。由于這些堆棧是模擬的，重入函數(shù)一般都比較大，運(yùn)行起來也比較慢，所以模擬棧不允許傳遞 bit類型的變量，也不能聲明局部位標(biāo)量。中斷過程通過使用 interrupt 關(guān)鍵字和中斷編號(hào) 0～ 4來實(shí)現(xiàn)。 中斷編號(hào)告訴編譯器中斷程序的入口地址，它對(duì)應(yīng)著現(xiàn)寄存器中的使能位 。 表 中斷源及中斷編號(hào) 中斷源 入口地址 外部中斷 0 0003H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 溢出 000BH 外部中斷 1 0013H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 溢出 001BH 串行口中斷 0023H uVision2 集成開發(fā)環(huán)境 uVision2 介紹 uVision2 是 基于 Windows 的開發(fā)平臺(tái)，包含一個(gè)高效的編輯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè) MAKE 工具。 其界面如圖 所示。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)應(yīng)用，需要按下列步驟進(jìn)行操作： ? 啟動(dòng) uVision2，新建一個(gè)項(xiàng)目文件井從器件庫中選擇一個(gè)器件。 ? 增加并設(shè)置選擇的器件的啟動(dòng)代碼。 ? 編譯項(xiàng)目并生成可以編程 PROM 的 HEX 文件。如圖 所示。并將該源文件加入到該項(xiàng)目中，如圖 、圖 所示。 圖 編寫代碼 4. 針對(duì)目標(biāo)硬件設(shè)置工具選項(xiàng) 程序開發(fā)完畢后，右鍵單擊項(xiàng)目，選擇“ Options for Target 39?！?,彈出對(duì)話框，并在此對(duì)話框內(nèi)設(shè)置模擬在線仿真參數(shù)。 基于 51 單片機(jī)交通燈控制器設(shè)計(jì) 27 圖 設(shè)置參數(shù) 5. 編譯項(xiàng)目并生成可以編程 PROM 的 HEX 文件 在“ Options for Target 39?！边x項(xiàng)中，點(diǎn)選“ Output”，并選中“ Create HEX File”。這時(shí)，我們?cè)诰幾g源程序之后，就可找到程序的 HEX 文件。 圖 選中“ Create HEX File” STCISP 燒錄軟件介紹 打開 STCISP 燒錄程序，將以生成的最終 HEX 文件加載，并進(jìn)行端口及其他一些必要的設(shè)置，然后使用串口將電腦與 STC89C51RC 單片機(jī)最小系統(tǒng)鏈接，點(diǎn)28 第 三 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹 擊“下載”按鍵，當(dāng)提示 STCISP 燒錄程序提示需要給 STC89C51RC 單片機(jī)上電時(shí)，給 STC89C51RC 單片機(jī)，稍等片刻，即將 HEX 文件燒錄至 STC89C51RC 單片機(jī)中。 圖 燒寫 HEX 文件基于 51 單片機(jī)交通燈控制器設(shè)計(jì) 29 第四章 PCB 電路板 設(shè)計(jì) Altium Designer 簡(jiǎn)介 Altium Designer 的歷史 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子器件的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，而且，隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的不斷出現(xiàn)，集成電路的管腳也越來越多，電路板的設(shè)計(jì)和制作也越來越復(fù)雜，電路板不但有單面板，雙面板，而且還出現(xiàn)了多層板。于是計(jì)算機(jī)輔助電子線路設(shè)計(jì)成為電子線路設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。 Protel 系列電子線路設(shè)計(jì)軟件的最初版本為 TANGO，它是基于 DOS 操作系統(tǒng)的，由美國(guó)的 Accel Technology 公司在 1987 年推出的，雖然它的功能很弱，但在當(dāng)時(shí)卻是一個(gè)讓人很滿意的軟件。然而隨著新型電子元件的不斷產(chǎn)生， TANGO日益顯示出其不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的弱點(diǎn)。隨著操作 系統(tǒng)的不斷更新，尤其是 Windows 系統(tǒng)的推出使得用戶免去了記憶大量 DOS 命令的煩惱，從小鼠標(biāo)開始了指點(diǎn)江山的輝煌。 Protel 也不例外，相繼推出了 Protel For Windows ， Protel For 等版本。另外，由于 Windows 系統(tǒng)的內(nèi)核相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行起來比較穩(wěn)定，這一時(shí)期推出的 Protel運(yùn)行起來也相當(dāng)穩(wěn)定。 Protel98 也推出了其第三個(gè)修正包 Protel98—SeverPack3。 Protel99 則是 Protel98 的升級(jí)版本，是目前眾多的計(jì)算機(jī)輔助電路板設(shè)計(jì)軟件中功能最全，最新穎的軟件。 30 第 四 章 PCB 電路板 設(shè)計(jì) Altium Designer 是由澳大利亞的 Altium公司出品的一款功能強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境。它的前身之一就是 Protel DXP,再往前的話就是 Protel 99SE。 Altium Designer ，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。這款最新高端版本 Altium Designer 99SE， Protel2020 在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。 Altium Designer 是 Protel 公司更名為 Altium 公司后在 2020年三月推出的最新版本。 Altium Designer 的特點(diǎn) ? 32 位電子線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 ? 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理方式。 ? 良好的可擴(kuò)展性。 ? 良 好的開放性，可產(chǎn)生多種格式的文件。 ? 在 FPGA 和板級(jí)設(shè)計(jì)中，同時(shí)支持原理圖輸入和 HDL 硬件描述輸入模式；同時(shí)支持基于 VHDL 的設(shè)計(jì)仿真，混合信號(hào)電路仿真、布局前 /后信號(hào)完整性分基于 51 單片機(jī)交通燈控制器設(shè)計(jì) 31 析。 ? 基于 Altium 新推出的支持 Livedesign 的 DXP 平臺(tái)， Altium Designer 在你的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程中充分發(fā)揮其卓越的性能。 2) FPGA 的設(shè)計(jì)和開發(fā)。 4) 庫管理。 6) 用于顯示各種報(bào)表的內(nèi)部編輯器。 7) 其它的插件。 Design Explorer 的特點(diǎn) 其主要特點(diǎn)為： (1) 通過設(shè)計(jì)檔包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、 PCB 設(shè)計(jì)， FPGA32 第 四 章 PCB 電路板 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)及打印這些功能有機(jī)地結(jié)合在一起，提供了一個(gè)集成開發(fā) 環(huán)境。 (3) 提供了豐富的原理圖組件庫和 PCB 封裝庫，并且為設(shè)計(jì)新的器件提供了封裝向?qū)С绦颍?jiǎn)化了封裝設(shè)計(jì)過程。 (5) 提供了強(qiáng)大的查錯(cuò)功能。 (6) 全面兼容 Protel 系列以前版本的設(shè)計(jì)文件，并提供了 OrCAD 格式文件的轉(zhuǎn)換功能。 Altium Designer 共分為 3層，即 Foundation(基礎(chǔ)層 ) ，如表 所示； Board Implementation(板級(jí)實(shí)現(xiàn) ) 如表 ； Embedded Intelligence Implementation(嵌入式智能實(shí)現(xiàn) )。 PCB – Viewer 打開，查看和打印的 PCB 文件 PCB – Board Definition amp。它可以同時(shí)支持3個(gè)顯示器進(jìn)行開發(fā)。在此，我只使用基礎(chǔ)層跟板級(jí)實(shí)現(xiàn)層完成此電路板的設(shè)計(jì)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行方 案比較、選擇，元器件的選擇等，開發(fā)項(xiàng)目中最重要的環(huán)節(jié)。還可以用于確定電路中某些重要器件參數(shù)。 4. 繪制原理圖 找到所有需要的原理組件后，開始原理圖繪制。完成原理圖后，用 ERC （電氣法則檢查）工具查錯(cuò)。 5. 設(shè)計(jì)組件封裝 和原理圖組件庫一樣， Altium Designer 也不可能提供所有組件的封裝。 6. 設(shè)計(jì) PCB 板 確認(rèn)原理圖沒有錯(cuò)誤之后，開始 PCB 板的繪制。然后將原理圖傳輸?shù)? PCB 板中來，在網(wǎng)絡(luò)表（簡(jiǎn)單介紹來歷功能）、設(shè)計(jì)規(guī)則和原理圖的引導(dǎo)下布局和布線。電路設(shè)計(jì)時(shí)另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它將決定該產(chǎn)品的實(shí)用性能，需要考慮的因素很多 ，不同的電路有不同要求。 用 Schematic 畫出原理圖 原理圖原理說明 首先，通過 STC89C51RC 單片機(jī)將 I/O P0 口清零。之后，每過一秒，通過STC89C51RC 單片機(jī)的 I/O P P1 口輸出倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，并判斷紅、黃、綠燈在該時(shí)刻的控制信號(hào)，并通過 STC89C51RC 單片機(jī)的 I/O P0 口輸出正確的紅、黃、綠燈控制信號(hào)。 STC89C51RC 單片機(jī)最小系統(tǒng)又可分為供電電路模塊、復(fù)位電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、 ISP 在線編程模塊。在進(jìn)人 SCH 設(shè)計(jì)系統(tǒng)之前，首先要構(gòu)思好原理圖，即基于 51 單片機(jī)交通燈控制器設(shè)計(jì) 35 必須知道所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目需要哪些電路來完成，然后用 Altium Designer 來畫出電路原理圖。根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度來設(shè)置圖紙的大小。 3. 放置組件。 4. 原理圖的布線。 5. 建立網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng) 絡(luò)表是電路板和電路原理圖之間的重要紐帶。當(dāng)完成原理圖布線后，需要設(shè)置項(xiàng)目選項(xiàng)來編譯當(dāng)前項(xiàng)目，利用 Altium Designer 提供的錯(cuò)誤檢查報(bào)告修改原理圖。如果原理圖已通過電氣檢查，那么原理圖的設(shè)計(jì)就完成了。 8. 存盤和報(bào)表輸出： Altium Designer 提供了利用各種報(bào)表工具生成的報(bào)表（如網(wǎng)絡(luò)表、組件清單等），同時(shí)可以對(duì)設(shè)計(jì)好的原理圖和各種報(bào)表進(jìn)行存盤和輸 出打印，為印刷板電路的設(shè)計(jì)做