I 摘 要 在當今社會飛速發(fā)展的格局下，越來越多的流水線上的產品和各種商業(yè)場合的人員需要進行自動計數 數器有直觀和計數精確的優(yōu)點，目前已在各種行業(yè)中普遍使用 。 數字式電子計數器有多種計數觸發(fā)方式，它是由實際使用條件和環(huán)境決定的 。 有采用機械方式的接觸式觸發(fā)的，有采用電子傳感器 這類 非接觸式觸發(fā)的 。 本文所設計的計數器是采用紅外 對射式 方式，抗干擾性好，可靠性高 可用于測量 流水線上的產品的數量以及可檢查產品有無缺損；也可以用于測量 賓館、飯店、商場、超市、博物館、展覽觀、車站、碼 頭、銀行等場所的人員數量及人員流通數量，同時絲毫不會侵犯到被測人員的個人隱私 計 的指導思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成高電平信號 收管沒有接收到紅外信號，放大器將輸出低電平， 同時將這個電平信號送入單片機進行控制計數 ，并經譯碼驅動電路使數碼管顯示數值。這樣就得到要統(tǒng)計的人或物的數量 。 關鍵詞： 自動計數、紅外檢測、單片機、 8 位數碼管 . n s of on of to a of is in in a of it is of of a to is of it is a by is to of of be to of be to of of he of in no of s is to ED of a uo wu to be at to he be Wu to 目 錄 摘要 . . 第一章 緒論 . 1 前言 . 1 題背景 1 計要求 2 內外的研究概況 2 究的主要 內容 以及存在的問題 2 第二章 基于單片機構成的產品自動計數器的設計 .方案論證與選擇 3 系統(tǒng)總體框圖和原理 5 系統(tǒng)各單元部分構成 5 電源供電部分 . 紅外 線檢測部分 . 計數、顯示部分 .系統(tǒng)程序 設計 . 程序 流程圖 . 程序 設計 . 電路總圖 . 電路總圖 .三章 總結 .考文獻 .謝 . 19 附錄 .1 第一章：緒論 前言 在當今社會飛速發(fā)展的格局下，廠家基本采用流水線技術進行產品生產作業(yè)，而怎樣對其線上的產品進行實時的、有效率的、精確的自動計數成為廣大生產廠家十分關注的問題。傳統(tǒng)的 機械式或電子式計數器 (主要是用數字電路集成組件組成 )電路比較復雜 ,元器件數量較多 ,故障率較高 ,維修比較困難 ,而且設置預定數值不太方便 ,功能不易更改 且 功能過于單一 ,適用范圍較窄。 而基于單片機為核心控制的計數器有著能夠實時，精確，可靠，穩(wěn)定等計數優(yōu)點已 成為廣大廠家的首選自動計數的裝置。 題背景 電子計數器到目前為止已有 30 多年的發(fā)展史 。 早期，設計師們追求的目標主要是擴展 計數 范圍，再加上提高 計數 精度、穩(wěn)定度等，這些也是人們衡量電子計數 器的技術水平，決定電子計數器價格高低的主要依據 熟 數 上限擴展到 無限大。當今，單片微型計 算機技術迅 速發(fā)展， 基于 單片機技術開發(fā)的計數設備和產品廣泛應用到各個領域，單片機技術產品和設備促進了生產技術水平的提高 用和維護管理這些智能化產品的高級工程技術人才 能強、可靠性高、性能價格比高等特點，已成為實現工業(yè)生產技術進步和開發(fā)機電一體化和智能化測控產品的重要手段 。已經實現或者部分實現，但要真正完美的實現這些目標，對于 設計者 來說，還有許多工作要做，而不是表面看來似乎發(fā)展到頭了 它利用電子學的方法測出一定時間內輸入 的脈沖數目，并將結果以數字形式顯示出來 。 計要求 較強的 抗干擾能力 . 000000999999. 確 顯示出來 . 2 內外的研究概況 如今的產品自動計數器大多采用非接觸式的計數觸發(fā)方式。早已開發(fā)出了多種型號的專用檢測芯片 控制單元、輔以多種外圍硬件搭配而成的計數裝置已成為現在自動計數應用領域的潮流。而如何提高自動計數器的實時性，抗干擾能力、穩(wěn)定性是現在國內外自動計數生產廠家研究的主要課題 ，往往是處于高溫，高噪聲等極度惡劣的環(huán)境當中 列單片機構成的產品自動計數器在這種環(huán)境中工作時往往會出現誤動作（單片機程序跑飛）或死機（程序進入死循環(huán)） 此次設計 研究的主要內容應解決的問題 基于單片機構成的產品自動計數器研究的主要內容包括：如果構成檢測電路、 示驅動模塊的選擇、 片機的擴展。在這個設計中主要需要解決的問題便是如何提高 機的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。 3 第二章：基于單片機構成的產品自動計數器的設計 案論證與選擇 方案一、如圖一 圖一：方案一 原理闡述：專業(yè)檢測芯片形成計數脈沖后送給控制單元 片機 通過對它片內計數、顯示編程。 個 7段數碼管 . 一塊 有電源電壓監(jiān)控、 看門狗定時器電路三種功能于一體的芯片 ,它 保證了在電源接通、關斷、瞬間電源電壓不穩(wěn)時 ,不會造成系統(tǒng)死機、數據誤寫或誤動作 ,大大提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力 方案二、如圖二 紅外發(fā)射電路 外接收電路 制計數顯示示驅動 示 電源供電電路 源監(jiān)測、單片機保護專用芯片 用檢測芯片 制單元示驅動芯片 示 掉電數據保護芯片 源供電電路 4 圖二：方案二 原理闡述：紅外發(fā)射電路（以 核心）和紅外接收電路（由 成 紅外 檢測單元以及形成計數脈沖、經過 部中斷 對其片內計數、顯示編程、最后通過顯示驅動芯片連接上 示器就完成了最后 的計數顯示 . 方案三、如圖三 圖三：方案三 原理闡述：檢測單元同方案二一樣、不同的便是計數顯示部分 動、鎖存、顯示一體 . 以上三個方案各有著自己的優(yōu)缺點： 方案一既可完美的實現產品自動計數功能且能讓系統(tǒng)處于異常狀態(tài)和抗干擾時通過外圍專用芯片得到非常好的解決 . 外圍電路架設相對簡單、在市場上屬于高端自動計數產品 于成本太貴的原因此類 產品并沒有得到普及 沒有很好的達到我們做畢業(yè)設計的目的，故雖然這個方案是最完美的一個方案也只有舍棄 . 方案三是一個簡易的產品自動計數器 數精確 是屬于現在產品自動計數市場上的淘汰產品 這個方案太過于簡單故不選用 . 紅外發(fā)射電路 外接收電路 數顯示專用芯片 源供電電路 5 方案二便是這次畢業(yè)設計選用的方案 以選用主要是這個方案涉及的知識面廣且能達到精確、穩(wěn)定的自動計數 的抗干擾能力較弱、系統(tǒng)掉電后不能保存數據 這也是此設計著重解決的問題。 統(tǒng)總體框圖和原理 系統(tǒng)總體框圖如圖四、 圖四：系統(tǒng)總體框圖 原理： 電路的指導思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成高電平信號。當有人或物擋住紅外光時，接收管沒有接收到紅外信號，放大器將輸出低電平 。這個便是外部計數脈沖信號。這個計數脈沖信 號送入 片機中進行計數控制，在經過擴展、顯示驅動完成最后的顯示過程。 統(tǒng)各單元電路設計 源供電電路 圖 五 ：電源供電電路 紅外發(fā)射電路 外接收電路 制計數顯示示驅動 示 電源供電電路 6 如圖 五 所示電源 供電 部分采用變壓器降壓、橋式整流、電容器濾波、三端穩(wěn)壓器 7805穩(wěn)壓后供電。電源用 2201壓器降壓成 9后經四個整流二極管 （ 組成的 橋 式整流變成直流電壓，經 805芯片穩(wěn)壓成 5收電路 、 外線檢測部分 這個部分 主要 由 工作原理為當紅外發(fā)射二級管發(fā)出紅外光 ,檢測是否受人或者物體遮擋 ,然后由紅外線接 收 二極管將調制信號通過鎖相環(huán)鑒頻后 輸出 圖 六 :紅外線發(fā)射電路 如圖 六 所示， 紅外線發(fā)射電路 以時鐘定時集成芯片 內部含有兩個電壓比較器，一個分壓器，一個 個放電晶體管和一個功率輸出級 構成一個多諧振蕩器。產生一個頻率在 9130這是理論值。由于元件偏差 ,以實際測量為準 )，通過 3腳輸出脈沖 波，由紅外線發(fā)光二極管 (射出去。頻率計算方法： F=1 因此根據公式計算我們知道此設計中紅外線發(fā)光二極管的發(fā)射頻率為 7 發(fā)射的是脈沖波。 圖七 : 1腳 ：芯片 腳 ： 觸發(fā) 3腳： 輸出 4腳： 復位 5腳： 控制電壓 6腳： 門限 (閾值） 7腳： 放電 8腳： 電源電壓 穩(wěn)態(tài)電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、無穩(wěn)態(tài)電路。 在 本設計中使用的是間接反饋型無穩(wěn)態(tài)電路。其主要特點是振蕩電路直接連接在電源上。 圖 八： 紅外線接收電路 8 紅外 接收電路 如圖八所表示 是以鎖相環(huán)集成芯片 成一個鑒頻電路。如圖 4所示，紅外線接收二極管將感應到的脈沖信號通過電容 1的基極，由 00 倍后， 送給腳，由 果接收信號在 8腳輸出低電平；否則 8腳維持高電平。 5腳， 6腳上的電容、電阻決定了內部壓控晶體 振蕩器的中心頻率（ ）當 f=構成 紅外 接收電路）。 1腳上的電容 3接地構成輸出濾波網絡和低通濾波網絡，在具體值的設置上 3的兩倍。 利用 而提高了整個檢測電路的干擾能力。如果在對射管（接收管和發(fā)射管）外加濾光片便可以更好的提高抗干擾能力。 而根據單片機原理與應用書中可知，單片機正常工作頻率為 f=4.（ 般為 12即 0 從而在電路設計上滿足了單片機控制的基本要求。 圖九 :腳圖 圖十 :部功能圖 從上面的分析上不難看出，利用 費 現象 。市面 上 的主流產品計數產品 在檢測部分 一般都用到了專用檢測芯片 如（ 合光電傳感器構成，檢測精度非常高 ）。 遙控距離為 15 30米、 如多路電燈的開 9 關控制、多路水龍頭的控制中 ） 。 是完成電子控制到機械控制），由于篇幅原因這里不做過多闡述。 數、顯示部分 10 計數顯示部分 如圖十一所示。 由單片機 本原理為 當紅外檢測部分檢測到有產品經過時， 紅外接收電路 腳輸出口將產生一個低電平信號，這個信號將供給單片機進行計數控制；顯示部分是通過擴展8155I/0口實現，通過 集成驅動芯片 成最終的顯 示 . 計數控制部分是將計數脈沖 （負脈沖有效）送入 單片機 個中斷入口的 經過 單片機 內部 對這個中斷信號進行計數 編程構成 供以下標準功能： 4128字節(jié)內部 32個 I/個 16位定時 /計數器 、一個 5向量兩級中斷、 一個全雙工串行通信口、片內振蕩器及時鐘電路。同時 支持兩個軟件的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 是允許 時 /計數器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電后保存 振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位。 圖十二： 片機外型 圖十三： 端口功能 顯示部分是通過 8155芯片擴展 I/及 8段數碼管構成 圖十一所示。 軟件譯碼是把各字符的段選碼組織到一個表中，要顯示某字符先查表得到其段選碼，然后送往顯示器的段碼線。 單片機應用系統(tǒng)中多采用軟件譯碼的動態(tài)顯示。圖十一中 8155位選碼占用的輸出口線數取決于顯示器位數。 11 對應于 片機的 I/O 口擴展普遍的選用 8155 和 8255 系列。 8155 和 8255 擴展芯片 都是通用可編程并行 I/O 口擴展芯片， 40 個引腳封裝 ，在這個設計當中我們選擇使用 8155 擴展芯片。 155 芯片內包含有 256 個字節(jié) 2 個 8 位、 1 個 6 位的可編程并行 I/O 口和 1 個 14 位定時器 /計數器。 8155 可直接與 51 單片機連接不需要增加任何硬件邏輯。由于 8155 既有 具有 I/O 口，因而是 51 單片機系統(tǒng)中最常用的外圍接口芯片之一， 8155 的引腳及內部結構如圖 十四 ： 圖十四： 8155 引腳以及內部引腳 圖十五： 8155 外部引腳圖 8155芯片外部引腳圖如圖十五。 8155共有 40個引腳，采用雙列直插式封裝。各引腳功能如下： 址數據總路線。單片機和 8155之間的地址、數 據、命令、狀態(tài)信息都是通過它傳送的。 / 選 信號線，低電平有效 。 /儲器讀信號線，低電平有效。 /儲器寫信號線，低電平有效、 址及片選信號鎖存線，高電平有效，其后沿將地址及片選信號鎖存到器件中。 M： I/電平表示選擇 I/電平選擇存儲器。 輸出線。 12 輸出線。 輸出或控制信號線。用作控制信號線時，其功能如下： A A （ B B B 口緩沖器滿信號線）。 （ N：定時器 /計時器輸入端。 /時器 /計數器輸出端。 位信號線。 5。 8155內部結構包括兩個 8位并行輸入 /輸出端口，一個 6位并行輸入 /輸出端口， 256個字節(jié)的靜態(tài)隨機存取存儲器 個地址鎖存器，一個 14位的定時器 /計數器以及控制邏輯電路，各部件和存儲 器地址的選擇由 當 M 0（低電平）時，表示 址范圍為 00H 當 M 1（高電平）時，表示 ，其編碼如下表所示。其中 生片選信號 /部寄存器和口地址由 出。 目前數碼顯示驅動芯片的主流產品有： 74列、 803) , 74803) , 。 8段數碼顯示管的型號有 x、 圖十六： x. 圖十七： 13 統(tǒng)程序 設計 程序流程圖 圖十八 ：主程序流程圖 圖十九 ：中斷計數程序流程圖 開始 初始化 計數 顯示 檢測外部計數脈沖 是否處于低電平計數 否 中斷返回 計 數 顯 示 14 序設計 # 1; 1; 1; /*外部中斷 0 函數 */ ; /關中斷 if(99998) 0; ; ; /開中斷 A， #00000011B ； 8155 初始化 #7 ；使 向 8155 控制寄存器端口 A #78H ；動態(tài)顯示初始化，使 向緩沖區(qū)首地址 #7 ；首選位字節(jié)送 A， 15 #7 ；使 向 A ；選通顯示器低位（最右端一位） ； 向 A， ；讀要顯示數 A， #0 ；調整距段碼表首的偏移量 A， A+ ；查表取得段選碼 A ；段選碼從 輸出 ；調用 1時子程序 ； 指向緩沖區(qū)下一單元 A， ； 位選碼送累加器 A ；判斷 6 位是否顯示完畢， A ； 未顯示完，把位選數字變?yōu)橄乱?位選字 A ； 修改后的位選字送 ； 循環(huán)實現按位序依次顯示 06H， 5466H， 67 ；斷碼表 7H， 7677H， 739H， 579H #02H ；延時子程序 #0 16 路總圖 圖二十 ：電路總圖 17 第三章 :結論 在研究這個畢業(yè)設計的過程當中曾經讓我遇到了許多小麻煩：在檢測單元的選擇上是選擇光電傳感器還是紅外對射式曾經讓我迷茫 片機的選擇上是選擇內部具有 4節(jié) 的閃爍存儲器的 是 選擇內部 具有 8經也讓我困惑不已 （其實任選一款都可以實現） 155進行 I/實 通過設計要求可以看出 不難看出 根本 不需要對 行擴展就可有完成 0計數顯示功能 （采用 7 段數碼管顯示可以不擴展） 。而我最終還是選擇了擴展 是因為雖然這樣讓電路復雜了許多但也讓我對單片機的 I/O 口擴展部分詳細進行了重新學習和掌握。 基于單片機構成的產品自動計數器能夠實現實時、穩(wěn)定、精確的計數。如果要對這個課題進行深入的研究可以采用 片機專用保護芯片等就可以很好的提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力。 產品自動計數器的設 計的抗干擾問題永遠是設計 者們研究的課程！只要能有效的遏制這個缺陷 形成一個優(yōu)質的自動技術產品指日可待！ （ 51 單片機允許工作的溫度范圍： ， 正產工作的 頻率范圍 上限 ： 2433。 本次設計的基于單片機構成的產品自動計數器沒有任何外加任何停止、復位等功能按鍵，上電便進行計數工作。僅作為自動計數產品理論研究之用。 18 參考文獻 1高精度數字顯示轉速測試儀的研究 J 張軍 農機化研究 2000(3) 74. 2高可靠紅外線傳感器控制開關 J 陳勇 儀表技術與傳感器 2004 (5). 3 000系列 60種常用集成電路的應用 M 魏丑君等 人民郵電出版社，1995. 4中國集成電路大全 M 中國集成電路大全編寫委員會 國防工業(yè)出版社， 1985. 5數子集成電路應用精粹 M 肖景和 人民郵電出版社 2002. 6傳感器應用電路 詳 解 M 羅四維 人民郵電出版社 1993. 7傳感器應用制作入門 M 吳桂秀 浙江科學技術出版社 2004. 8單片機原理及應用 李建忠 西安電子科技大學出版社 2002. 9電子線路 潘永雄等 西安電子科技大學出版社 2002. 10紅外探測與控制電路 M 陳永莆 人民郵電出版社 2005. 118051單片機徹底研究基礎篇 林伸茂 人民郵電出版社 2004. 19 致謝 本 設計 在選題及研究過程中得到老師的悉心指導。多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 陳 老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實 的精神，不僅授我以文，而且教我做人， 我 對 陳老師的感激之情是無法用言語表達的。 他不僅學識淵博，對專業(yè)孜孜以求，精益求精；而且在百忙之余仍然讀書不輟，不斷探求；為人師表，率先垂范；傳道授業(yè)，嘔心瀝血。如果說我從指導老師那里學會了怎樣做好學問，那么首先應該說我從導師那里領略了真正的學術精神，導師嚴謹的治學態(tài)度和堅韌的探索精神將使我終生受益。 載此，我還要感謝在一起愉快的度過大學生生活的 5 舍 602 的各位同 門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的同學給予我不少 的幫助。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們 ! 20 附錄 ： 本次 畢業(yè) 設計所用到的集成電路和電子元件 如下： 155 x 三端電源穩(wěn)壓塊 紅外發(fā)射 紅外接收 單片機 I/O 口擴展 顯示 驅動 8 位數碼管 1 塊 1 塊 1 塊 1 塊 1 塊 2 塊 8 個 外接收頭 1 個 外發(fā)射管 1 個 流二極管 4 個 電阻、電容 若 干 21 論文二 摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更 新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，但僅單片機方面的知識是不夠的，還應根據具體硬件結構、軟硬件結合，來加以完善。 計算機在人們的日常生活中是比較常見的電子產品之一?？墒撬€在發(fā)展之中，以后必將出現功能更加強大的計算機，基于這樣的理念，本次設計是用片機、 示器、控制按鍵為元件來設計的計算器。利用此設計熟悉單片機微控制器及 C 語言編程，對其片資源及各個 I/O 端口的功能和基本用途的了解。掌握 + 用程序開發(fā)環(huán) 境，常用的 示器的使用方法和一般鍵盤的使用方法。 關鍵字： 控制按鍵 目 錄 第一章 緒論 4 題簡介 22 計目的 計任務 二章 課題背景 6 片機發(fā)展現狀 算器系統(tǒng)現狀 .陣按鍵 .算器設計總體思想 .三章 硬件系統(tǒng)設計 .盤接口電路 .示模塊 33 算模塊 .四章 軟件設計 .編語言和 .掃程序設計 .術運算程序設計 .示程序設計 .五章 系統(tǒng)調試與存在的問題 .件調試 .件調試 . 結 .考文獻 41 附錄一 28 附錄二 29 附錄三 30 第一章 緒論 題簡介 當今社會，隨著人們物 質生活的不斷提高，電子產品已經走進了家家戶戶，無論是生活或學習，還是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產品，大型復雜的計算能力是人腦所不能勝任的，而且比較容易出錯。計算器作為一種快速通用的計算工具方便了用戶的使用。計算器可謂是我們最親密的電子伙伴之一。本設計著重在于分析計算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實踐經驗出發(fā)對計算器 23 設計做了詳細的分析和研究。 單片機由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應用于家用電器、工業(yè)控制等領域中。在工業(yè)生產中。 單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片 微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。 本系統(tǒng)就是充分利用了 8051芯片的 I/O 引腳。系統(tǒng)以采用 現了能根據實際輸入值顯示并存儲的功能，計算程序則是參照教材。至于位數和功能，如果有需要可以通過設計擴充原系統(tǒng)來實現 。 計目的 通過本次課題設計，應用單片機應用基礎、計算機應用基礎等所學相關知識及查閱資料，完成簡易計算器的設計，以達到理論與實踐更好的結合、進一步提高綜合運用所學知識和設計的能力的目的。 通過本次設計的訓練，可以使我在基本思路和基本方法上對基于 具備一定程度的設計能力。 計任務 在本次課程設計中，主要完成如下方面的設計任務： 1、簡要闡述單片機技術發(fā)展的國內外現狀及 2、掌握 列某種產品（例如 8051）的最小電路及外圍擴展電路的設計方法； 3、了解單片機數據轉換功能及工作過程； 4、完成主要功能模塊的硬件電路設計及必要的參數確定； 5、用 24 第二 章 課題背景 目前， 51系列單片機在我國的各行各業(yè)得到了廣泛應用，各大專業(yè)院校、職業(yè)培訓學校，均開設了單片機原理與應用方面的課程，這是一門技術性和實踐性很強的學科，必須通過一系列的軟硬件實驗、理論聯系實際，才能學好、學懂，取得較好的學習效果。 片機發(fā)展現狀 單片機的發(fā)展趨勢：低功耗 ；微型單片化；主流與多品種共存；單片機從 8位、 16位到 32位，數不勝數，應有盡有，有與主流 有不兼容的，但它們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供廣闊的天地。 縱觀單片機的發(fā)展歷程，可以發(fā)現 單片機的發(fā)展趨勢大致有： 1、低功耗 051推出時的功耗達 630現在的單片機普遍都在 100著對單片機功耗的要求越來越低，現在的各個單片機制造商基本都采用了 補金屬氧化物半導體工藝 )。像 80采用了 高密度金屬氧化物半導體工藝 )和 補高密度金屬氧化物半導體工藝 )。 然功耗較低，但由于其物理特征決定了其工作速度不夠高，而 些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種 工藝將是今后一段時期內單片機發(fā)展的主要途徑。 2、微型單片化 現在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器 (隨機存取數據存儲 (只讀程序存儲器 (并行和串行通信接口、中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如 A/寬調制電路 )、 門狗 )，有些單片機將 晶 )驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就更強大。甚至單片機廠商還可以根據用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。 此外，現在的產品 普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中面封裝 )越來越受歡迎，使得由單片機構成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 3、主流與多品種共存 25 現在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍是以 80容其結構和指令系統(tǒng)的有 此以 80核心的單片機占據了半壁江山。而司的 簡指令集 (有著 強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的司近年的單片機產量與日俱增，以其價低質優(yōu)的優(yōu)勢，占據一定的市場份額。此外還有 司的產品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內，這種形勢將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路。 算器系統(tǒng)現狀 計算器一般由運算器、控制器、存儲器、鍵盤、顯示器、電源和一些可選外圍設備及電子配件通過人工或機器設備組成。低檔計算器的運算器、控制器由數字邏輯電路實現簡單的串行運算，其隨機存儲器只有一、二個單元，供累 加存儲用。高檔計算器由微處理器和只讀存儲器實現各種復雜的運算程序，有較多的隨機存儲單元以存放輸入程序和數據。鍵盤是計算器的輸入部件，一般采用接觸式或傳感式。為減小計算器的尺寸，一鍵常常有多種功能。顯示器是計算器的輸出部件，有發(fā)光二極管顯示器和液晶顯示器等。除顯示計算結果外，還常有溢出指示、錯誤指示等。計算器電源采用交流轉換器或電池，電池可用交流轉換器或太陽能轉換器再充電。為節(jié)省電能，計算器都采用 藝制作的大規(guī)模集成電路（見互補金屬半導體集成電路），并在內部裝有定時不操作自動斷電電路。計算器 可選用的外圍設備有微型打印機、盒式磁帶機和磁卡機等。 本計算器是以 051單片機為核心構成的簡易計算器系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過單片機控制，實現對 4*4鍵盤掃描進行實時的按鍵檢測，并把檢測數據存儲下來。整個計算器系統(tǒng)的工作過程為：首先存儲單元初始化，顯示初始值和鍵盤掃描，判斷按鍵位置，查表得出按鍵值，單片機則對數據進行儲存與相應處理轉換，之后送入 示器動態(tài)顯示。整個系統(tǒng)可分為三個主要功能模塊：功能模塊一，實時鍵盤掃描；功能模塊二，數據轉換成顯示器顯示；功能模塊三，顯示器動態(tài)顯示。 26 8051是 列單片機的典型產品，以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 8051單片機包含中央處理器、程序存儲器 (數據存儲器 (定時 /計數器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，其內部結構如圖 在分別加以說明： 圖 051內部結構圖 中央處理器 ： 中央處理器 (整個單片機的核心部件，是 8 位數據寬度的處理器，能處理 8位二進制數據或代碼， 揮和調度整個單元 系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 數據存儲器 ( 8051 內部有 128 個 8 位用戶數據存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據，所以，用戶能使用的 有 128個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表。 程序存儲器 ( 8051共有 4096 個 8位掩膜 于存放用戶程序，原始數據或表格。 定時 /計數器： 8051 有兩個 16 位的可編程定時 /計數器，以實現定時或計數產生中斷，用于控制程序轉向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051共有 4組 8位 I/ 用于對外部數據的傳輸。 全雙工串行口： 27 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。 時鐘電路： 8051 內置最高頻率達 12時鐘電