項(xiàng)目一單片機(jī)定時(shí)器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)一單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹1、51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用1030UF，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。2、51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振Y1也可以采用6MHZ或者110592MHZ，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。3、51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容C2、C3一般采用1533PF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好4P0口為開漏輸出，作為輸出口時(shí)需加上拉電阻，阻值一般為10K。設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期TCY就是定時(shí)時(shí)間T。設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHZ時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過1/2MHZ，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2MS。單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)對(duì)51系列單片機(jī)來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路下面給出一個(gè)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖說明復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合“電容電壓不能突變“的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來決定典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位一般教科書推薦C取10U,R取82K當(dāng)然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平至于如何具體定量計(jì)算,可以參考電路分析相關(guān)書籍晶振電路典型的晶振取110592MHZ因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場合/12MHZ產(chǎn)生精確的US級(jí)時(shí)歇,方便定時(shí)操作單片機(jī)一片AT89S51/52或其他51系列兼容單片機(jī)特別注意對(duì)于31腳EA/VPP,當(dāng)接高電平時(shí),單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開始執(zhí)行當(dāng)接低電平時(shí),復(fù)位后直接從外部ROM的0000H開始執(zhí)行這一點(diǎn)是初學(xué)者容易忽略的任務(wù)要求會(huì)使用WAVE軟件1、WAVE軟件的開發(fā)環(huán)境；2、WEVE軟件的快速入門；1、文件菜單鼠標(biāo)單擊；1）文件的操作2）項(xiàng)目的操作項(xiàng)目文件包括仿真器設(shè)置，模塊文件，包含文件。仿真器設(shè)置仿真器類型、仿真頭POD類型、CPU類型、顯示格式和產(chǎn)生的目標(biāo)文件類型。設(shè)置仿真器方法在項(xiàng)目窗口中雙擊第一行，將打開仿真器設(shè)置窗口，對(duì)仿真器進(jìn)行設(shè)置；按鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇【仿真器設(shè)置主菜單仿真器|仿真器設(shè)置。3）調(diào)入目標(biāo)文件、反匯編功能等調(diào)入目標(biāo)文件（已編譯好的文件）目標(biāo)文件格式二進(jìn)制BIN由編譯器生成的二進(jìn)制文件，也就是程序的機(jī)器碼英特爾格式HEX由英特爾定義的一種格式,用ASCII碼來存儲(chǔ)編譯器生成的二進(jìn)制代碼,這種格式包括地址，數(shù)據(jù)和校驗(yàn)。2、編輯菜單鼠標(biāo)單擊3、項(xiàng)目菜單鼠標(biāo)單擊4、執(zhí)行菜單鼠標(biāo)單擊4、編輯觀察窗觀察變量或表達(dá)式的值，可將需要檢查和修改的值或表達(dá)式放到觀察。5、窗口菜單鼠標(biāo)單擊6、外設(shè)菜單鼠標(biāo)單擊7、仿真器菜單鼠標(biāo)單擊3、WAVE軟件新建程序會(huì)分析單片機(jī)片內(nèi)RAM的狀態(tài)掌握用PROTEL軟件制圖任務(wù)二LED數(shù)碼管設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容（一）數(shù)碼管靜態(tài)顯示1、用PROTEUS軟件畫硬件電路圖1數(shù)碼管靜態(tài)顯示原理圖2、元件清單元器件名稱元器件庫名稱數(shù)量元器件名稱元器件庫名稱數(shù)量CRYSTAL12MHZMISCELLANEOUS11位共陽數(shù)碼管7SEGMPX4CA1AT89C51MICROPROCESSORIC1排阻（220）RESISTORS1CAP33PF（電解電容）CAPACITORS2按鍵BUTTON1CAP10F（瓷片電容）CAPACITORS13、參考程序INCLUDEUNSIGNEDINTA600000/定義無符號(hào)變量AVOIDMAINWHILE1P30XC0/顯示“0”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XF9/顯示“1”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XA4/顯示“2”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XB0/顯示“3”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X99/顯示“4”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X92/顯示“5”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X82/顯示“6”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XF8/顯示“7”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X80/顯示“8”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X90/顯示“9”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X88/顯示“A”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X83/顯示“B”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XC6/顯示“C”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30XA1/顯示“D”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X86/顯示“E”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行P30X8E/顯示“F”WHILEA/延時(shí)，當(dāng)A減到0時(shí)，向下運(yùn)行2、如何修改程序，使程序更加簡短，試寫出程序（2）數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示1、繪制如下電路R28470RXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0/AD0391/18P02/AD2373/36P04/AD4355/54P06/AD637/72P1012P12334P14556P16778P30/RXD101/TP32/IN012/IT13P34/014P37/RD176/W65/T15P27/A1528P20/A8211/9P2/A0233/14P24/A2255/1366/47U1AT89C51X1CRYSTALC13PC23P2、元器件清單元器件名稱元器件庫名稱數(shù)量元器件名稱元器件庫名稱數(shù)量CRYSTAL12MHZMISCELLANEOUS14位共陰數(shù)碼管7SEGMPX4CC1AT89C51MICROPROCESSORIC1排阻（220）RESISTORS1CAP33PF（電解電容）CAPACITORS2按鍵BUTTON1CAP10F（瓷片電容）CAPACITORS13、參考程序INCLUDESBITP2_0P20SBITP2_1P21SBITP2_2P22SBITP2_3P23SBITP2_4P24SBITP2_5P25SBITP2_6P26SBITP2_7P27/UNSIGNEDCHARCODELED_CODE210X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0XBF,0X86,0XDB,0XCF,0XE6,0XED,0XFD,0X87,0XFF,0XEF,0X40/定義09以其帶小數(shù)點(diǎn)和“”的顯示碼UNSIGNEDCHARLED_REG80,0,20,0,0,20,0,0/定義顯示數(shù)碼緩存器UNSIGNEDCHARHOUR/定義時(shí)鐘變量UNSIGNEDCHARMIN/定義分鐘變量UNSIGNEDCHARSEC/定義秒鐘變量UNSIGNEDINTADJ_SEC0/定義秒鐘調(diào)整變量DEFINESECOND500/定義1秒鐘的字符常量/FUNCTIONDELAYUNSIGNEDCHARI功能延時(shí)程序/VOIDDELAYUNSIGNEDCHARIUNSIGNEDCHARJ,KFORK0KSECOND/判斷1秒鐘是否到ADJ_SEC0/到了1秒鐘，秒調(diào)整變量清零SEC/秒鐘變量加1IFSEC59/判斷1分鐘是否到SEC0/到了1分鐘，秒鐘變量清零MIN/分鐘變量加1IFMIN59/判斷1小時(shí)是否到MIN0/到了1小時(shí)，分鐘變量清零HOUR/時(shí)鐘變量加1IFHOUR23/判斷24小時(shí)是否到HOUR0/24小時(shí)到了，時(shí)鐘變量清零LED_REG0HOUR/10/提取時(shí)鐘的十位LED_REG1HOUR10/提取時(shí)鐘的個(gè)位LED_REG3MIN/10/提取分鐘的十位LED_REG4MIN10/提取分鐘的個(gè)位LED_REG6SEC/10/提取秒鐘的十位LED_REG7SEC10/提取秒鐘的個(gè)位/MIAN/VOIDMAINP00X00/P0端口輸出低電平P20XFF/P2端口輸出高電平WHILE1CLOCK/調(diào)用時(shí)鐘函數(shù)LED_SHOW/調(diào)用顯示函數(shù)DELAY5/調(diào)用延時(shí)函數(shù)（三）設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡易時(shí)鐘（數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示）1、元件清單2、用萬用表檢測數(shù)碼管的公共端和位選端，并畫出數(shù)碼管的引腳圖元件數(shù)量4位共陰數(shù)碼管18線排線插座28線的排線1根3、電路原理圖K1F2GE4D56C8DP7B9A0SPYRCHRSK4、修改參考程序2，調(diào)試并燒錄程序，查看電路運(yùn)行情況，并寫出修改后的程序思考59分59秒的減計(jì)時(shí)程序如何設(shè)計(jì)（四）、函數(shù)的應(yīng)用求三角形的面積INCLUDEINCLUDEFLOATAREAFLOATX,FLOATY,FLOATZFLOATP,SPXYZ/2SSQRTPPXPYPZRETURNSVOIDMAINFLOATA,B,C,SSCANF“F,F,F“,SAREAA,B,CPRINTF“THEAREAISFN“,S求兩個(gè)數(shù)中的大者INCLUDEVOIDMAININTMAXFLOATX,FLOATYFLOATA,BINTCSCANF“F,F“,CMAXA,BPRINTF“CD“,CINTMAXFLOATX,FLOATYFLOATZZXYXYRETURNZ注有形參沒有返回值以及既無形參也無返回值的函數(shù)在具體項(xiàng)目例程里面講解。（五）數(shù)組的應(yīng)用一維數(shù)組元素的引用INCLUDEVOIDMAININTI,A10FORI0I0IPRINTF“D“,AIPRINTF“N“注也可以將數(shù)組A用初始化賦值的方法實(shí)現(xiàn)上述功能。INCLUDEVOIDMAININTIINTA100,1,2,3,4,5,6,7,8,9FORI9I0IPRINTF“D“,AIPRINTF“N“字符數(shù)組的引用INCLUDEVOIDMAINCHARA10I,A,M,A,B,O,YINTIFORI0IVOIDMAININTICHARA10GETSAPRINTF“S“,APRINTF“N“問SCANF運(yùn)用在S的輸入中應(yīng)注意的事項(xiàng)INCLUDEVOIDMAININTICHARA10SCANF“S“,APRINTF“S“,APRINTF“N“輸入IAMABOY，觀察得到結(jié)果是什么，為什么修改成如下格式呢INCLUDEVOIDMAININTICHARA10,B10,C10,D10SCANF“SSSS“,A,B,C,DPRINTF“SSSS“,A,B,C,DPRINTF“N“INCLUDEDEFINEN10INTFUNINTXIFX60RETURN1ELSERETURN0（六）數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)（1）計(jì)算一個(gè)班級(jí)的及格同學(xué)的個(gè)數(shù)VOIDMAININTCJN76,80,65,60,58,91,47,63,70,85INTCOUNT0,KFORK0KVOIDSORTINTX,INTNINTI,J,T,KFORI0IN1IKIFORJI1JNJIFXKXJKJIFKITXIXIXKXKTVOIDMAININTCJ1076,80,65,60,58,91,47,63,70,85INTISORTCJ,10PRINTF“排列的順序應(yīng)該為N“FORI0I10IPRINTF“D“,CJIPRINTF“N“任務(wù)要求了解LED顯示的一般過程會(huì)設(shè)計(jì)簡易的LED顯示的方法掌握動(dòng)態(tài)LED編碼任務(wù)三鍵盤設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容一、原理簡介鍵盤接口電路是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要的一環(huán)，作為人機(jī)交互界面里最常用的輸入設(shè)備。我們可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令來實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)通信。在設(shè)計(jì)鍵盤電路與程序前，我們需要了解鍵盤和組成鍵盤的按鍵的一些知識(shí)。1按鍵的分類一般來說，按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵（如本學(xué)習(xí)板上所采用按鍵）。按鍵按照接口原理又可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的識(shí)別。全編碼鍵盤由專門的芯片實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵及輸出相應(yīng)的編碼，一般還具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵等保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，硬件開銷大，一般的小型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤按連接方式可分為獨(dú)立式和矩陣式兩種，其它工作都主要由軟件完成。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中（本學(xué)習(xí)板也采用非編碼鍵盤）。2按鍵的輸入原理在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。此外，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能。因此，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤，通過接口電路與單片機(jī)相連。單片機(jī)可以采用查詢或中斷方式了解有無按鍵輸入并檢查是哪一個(gè)按鍵按下，若有鍵按下則跳至相應(yīng)的鍵盤處理程序處去執(zhí)行，若無鍵按下則繼續(xù)執(zhí)行其他程序。3按鍵的特點(diǎn)與去抖機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。其抖動(dòng)過程如圖1（A）所示，抖動(dòng)時(shí)間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為510MS。從圖中可以看出，在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)。即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面予以考慮。一般來說，在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件去抖。（本學(xué)習(xí)板采用軟件去抖方式）。軟件去抖的流程圖如圖1（B）所示。從按鍵的去抖流程圖我們可以知道，檢測到有鍵按下時(shí)，應(yīng)延時(shí)等待一段時(shí)間（可調(diào)用一個(gè)5MS10MS的延遲子程序），然后再次判斷按鍵是否被按下，若此時(shí)判斷按鍵仍被按下，則認(rèn)為按鍵有效，若此時(shí)判斷按鍵沒有被按下，說明為按鍵抖動(dòng)或干擾，應(yīng)返回重新判斷。鍵盤真正被按下才可進(jìn)行相應(yīng)的處理程序，此時(shí)基本就算實(shí)現(xiàn)了按鍵輸入，進(jìn)一步的話可以判斷按鍵是否釋放。二、電路詳解電路圖如圖2所示。圖2從圖2中可知獨(dú)立式按鍵采用每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線結(jié)構(gòu)。當(dāng)按下和釋放按鍵時(shí)，輸入到單片機(jī)I/O端口的電平是不一樣的，因此可以根據(jù)不同端口電平的變化判斷是否有按鍵按下