【正文】 響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。 (5) 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 2． 5 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)在可以說單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 21 造公司都推出了自己的單片機(jī)，從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互 補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。象 80C51 就采 用了 HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )和 CHMOS(互補(bǔ)高密度金 屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。所以這種工藝將是今后一 段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中 SMD(表面封裝 )越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。所以 C8051 為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。此外還有 MOTOROLA 公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 第 3 章 基于單片機(jī)的電子鐘的硬件設(shè)計(jì) 3． 1 使用單片機(jī)作為控制核心的依據(jù) 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是超大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)，給人類生活帶來(lái)了根本性的改變。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并己走入家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響、汽車，到處都可見到單片機(jī)的蹤影。 目前 ，可用于各類單片機(jī)開發(fā)的硬件越來(lái)越多，與其配套的各類開發(fā)系統(tǒng)、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便地利用現(xiàn)有資源，開發(fā)出用于不同目的的各類應(yīng)用系統(tǒng)。 3． 2 單片機(jī)型號(hào)的選擇 基于下列原因我們選用 AT89C51 作為控制核心。在單片機(jī)家族的眾多成員中， MCS51 單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng) ，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流。 ATMEL 公司所生產(chǎn)的 89 系列單片機(jī)就是基于 Intel 公司的 MCS51 系列而研制的并與 MCS51 兼容的微控河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 制器系列。該公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于 FLASH 存儲(chǔ)技術(shù)、高質(zhì)高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)。 1994 年，為了介入單片機(jī)市場(chǎng)， ATMEL 公司以 EEPROM 技術(shù)和 Intel 公司的 80C31 單片機(jī)核心技術(shù)進(jìn)行交換，從而取得 80C31 核的使用權(quán)。這是一種內(nèi)部含 Flash 存儲(chǔ)器的特殊單片機(jī)系列。 AT89C51 是一種低功耗、高性能的 8 位單片機(jī)。它采用了 CMOS 工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器 (NURAM)技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MSC51 兼容。因此 AT89C51 是一種功能強(qiáng)、靈活性高，且價(jià)格合 理的單片機(jī)，可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。由于將多功能 8 位 CPU 與閃速式存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， AT89C51 是一種高效的微控制器，為很多嵌入式系統(tǒng)提供了高靈活性且價(jià)廉的方案。 AT89C51 采用 40 腳雙列直插的封裝方式，其中 (RXD)腳和(TXD)腳分別為串行輸入和輸出的引腳。所以在選擇單片機(jī)時(shí)，參考了以下標(biāo)準(zhǔn)。單片機(jī)運(yùn)行速度一般和系統(tǒng)匹配即可。單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器容量，外部可以擴(kuò)展的存儲(chǔ)器 (包括 1/0 Fl)空間 (3)單片機(jī)內(nèi)部資源。 (4)可用性。 (5)特殊功能。 從硬件角度來(lái)看，與 MCS51 指令完全兼容的新一代 AT89CXX 系列機(jī)，比在片外加 EPROM 才能相當(dāng)?shù)?8031 單片機(jī)抗干擾性能強(qiáng)，與 87C51單片 機(jī)技能 相當(dāng)，但功耗小。本系統(tǒng)選用 ATMEL 生產(chǎn)的AT89C51 單片機(jī)，其特性如下 : AT89C51 與 MCS51 系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容 。 全靜態(tài)工作，工作范圍 :OHz^24MHz。 128X8 位內(nèi)部 RAM。 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 。 一個(gè)全雙工 的異步串行口 。 AT89C51 的串行接口 : 1)數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF 中直接尋址的專用寄存器。讀 SBUF 就是讀取接收寄存器。發(fā)送時(shí)不用雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí) CPU 是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫重盛的問題。 AT89C51 是一種低損耗、高性能、 CMOS 八位微處理器，片內(nèi)有 4K字節(jié)的在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入 /擦除 100。它與 MCS51 系列單片機(jī)在引腳和指令系統(tǒng)上完全兼容，不僅可以完全代替 MCS51 系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具備許多MCS51 系列產(chǎn)品沒有的功能。只要程序長(zhǎng)度小于 4K，四個(gè) 1/O 口全部提供給用 戶。工作電壓范圍寬 ()，全靜態(tài)工作，工作頻率寬，在 OHz24Hz 內(nèi)， t 匕 8751/87C51 等 51 系列的 6MHz12MHz 更具靈活性，系統(tǒng)能快能慢。 3． 4 設(shè)計(jì)的記時(shí)方案和鍵盤 /顯示方案 記時(shí)方案 電腦數(shù)字鐘的秒信號(hào)是利用 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 T0 產(chǎn)生的。在設(shè)計(jì)中，定時(shí)器 TO 采用了中斷方式。 CPU響應(yīng)中斷 轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，在 T0 的中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的累加，即每產(chǎn)生一次中斷， 0． 1S 時(shí)基單元的內(nèi)容加 1，當(dāng) 0． 1S 時(shí)基單元的內(nèi)容等于 10 時(shí)，便產(chǎn)生 1S 信號(hào)，使秒計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容加 1，并將 0． 1S 時(shí)基單元的內(nèi)容清 0；當(dāng)秒計(jì)數(shù)單元計(jì)滿 60后，向分計(jì)數(shù)單元進(jìn)位，使分計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容加 1．并將秒計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容清 0；當(dāng)分計(jì)數(shù)單元計(jì)滿 60 后，向時(shí)計(jì)數(shù)單元進(jìn)位，使時(shí)計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容加 1。 鍵盤 /顯示方案 為了節(jié)約單片機(jī) VO 口線，我們利用 8155 擴(kuò)展 lx6 鍵盤和 6 位 LED顯示器，對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言。 LED 通常有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種顯示方式．在該設(shè)計(jì)中采用節(jié)省 VO 口線的動(dòng)態(tài)顯示方式。采用共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管． PA 口和數(shù)碼管之間串接了雙相驅(qū)動(dòng)芯片 74LS245， PC 口數(shù)碼管之間串接了反相驅(qū)動(dòng)芯片 MC1413．因此 Pc 口輸出低電平選中相應(yīng)的位，而 PA 口輸出低電平點(diǎn)亮相應(yīng)的段。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 M C 1 4 1 3P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3O 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7P 2 . 7P 2 . 6R DV RA C EA D 1A D 2A D 0A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7I / RC CR BV C EA C EP A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 20 12 34 5V C C7 4 L S 2 4 5Y 6 Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1C 1C 2C 3C 4C 5C 6圖 32 硬件原理圖 圖中按鍵的定義如下： 按鍵 鍵名 功能 K0 校時(shí)啟動(dòng)鍵 進(jìn)入校時(shí)狀態(tài) K1 校時(shí)鍵 校對(duì)時(shí) K2 校分鍵 校對(duì)分 K3 記時(shí)鍵 重新進(jìn)入記時(shí)狀態(tài) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 30 第 4 章 基于單片機(jī)的電子鐘的軟件設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、 定時(shí)器中斷子程序、 壓縮 BCD 碼拆分子程序、顯示子程序 和 鍵盤子程序五部分構(gòu)成。參考程序下： ORG 000BH MOV TL0， 0B0H MOV TH0， 3CH INC 20H MOV A， 0H CJNE A， 0AH， RETURN MOV 20H， 00H MOV A， 21H ADD A， 01H 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 31 DA A MOV 21H， A CJNE A， 60H， RETURN MOV 21H， 00H MOV A， 22H ADD A， 01H DA A MOV 22H， A CJNEA， 60H， RETURN MOV 22H， 00H MOV A， 23H ADD A， 01H DA A MOV 23H， A CJNEA， 24H， RETURN MOV 23H， 00H RETURN： END 4． 3 壓縮 BCD 拆分子程序 時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)單元放的是壓縮 BCD 碼，而在顯示緩沖區(qū)中放的是時(shí) 、分、秒的個(gè)位，十位應(yīng)顯示的 BCD 碼，因此在顯示之前應(yīng)先對(duì)壓縮 BCD碼進(jìn)行拆分。在這里每位點(diǎn)亮的時(shí)間大約為0． 5ms 以內(nèi)。參考程序如下： KEY： ACALL KCS；鍵閉合測(cè)試 JNZ LK1 LCALL CFCX LCALL DIR 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 SJMP KEY LK1： LCALL CFCX；有鍵 按下去抖動(dòng) LCALL DIR；延時(shí) ACALL KCS JZ KEY ??；有鍵按下進(jìn)行鍵掃描 RET 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 34 第 5 章 總 結(jié) 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子鐘精確度較高。從而，使電子鐘的精度僅僅取決于單片機(jī)的產(chǎn)生機(jī)器周期電路和定時(shí)器 T0硬件電路的精確度；另外．程序較為簡(jiǎn)潔．具有可靠性和較好的可讀性。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 35 參 考 文 獻(xiàn) [1]梅麗鳳，王艷秋等．單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2021． [2]朱定華，劉玉．單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)輔導(dǎo) [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021． [3]薛鈞義． MCS一 51／ 96系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 [M]．西安：西安交通大學(xué)出版社， 1998 [4]何立民． MCS一 51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 2021． [5]楊拴科．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：高等教育出版社， 2021．