1、桂 林 電 子 科 技 大 學(xué) 微 機(jī) 綜 合 設(shè) 計(jì) 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 指導(dǎo)老師：吳 兆 華 學(xué) 生：fdb 學(xué) 號(hào)：1000150310目錄一、設(shè)計(jì)題目2二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求2三、設(shè)計(jì)目的和意義2四、設(shè)計(jì)任務(wù)分析2五、系統(tǒng)硬件電路35.1 電路原理圖繪制75.1.1 電路圖繪制要點(diǎn)75.1.2 硬件電路制作85.2 硬件電路說(shuō)明85.2.1 單片機(jī)基本知識(shí)85.2.2 AT89S51單片機(jī)介紹11145.2.4 數(shù)碼管顯示電路部分17六、軟件設(shè)計(jì)20程序流程圖206.2程序源代碼22八、調(diào)試過(guò)程27 硬件調(diào)試278.1.1 靜態(tài)調(diào)試278.1.2 動(dòng)態(tài)調(diào)試278.2 軟件調(diào)試29 調(diào)試收獲與改

2、進(jìn)意見(jiàn)29九、設(shè)計(jì)總結(jié)30十、參考文獻(xiàn)31一、設(shè)計(jì)題目 用8031單片機(jī)控制可測(cè)方波1100Hz，并顯示每分鐘計(jì)數(shù)的脈沖。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 設(shè)計(jì)方波脈沖控制顯示系統(tǒng)，用51單片機(jī)控制輸出方波輸出，頻率范圍為1100Hz，并用數(shù)碼管顯示每分鐘計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)和當(dāng)前頻率，用兩個(gè)按鍵分別控制頻率的增減，同時(shí)用一個(gè)復(fù)位鍵，可以快速回到起始狀態(tài)。三、設(shè)計(jì)目的和意義1、 通過(guò)方波脈沖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將單片機(jī)原理課上所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通、加深理解。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試方法和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，為今后的工作實(shí)踐活動(dòng)夯實(shí)基礎(chǔ)。2、 通過(guò)方波脈沖計(jì)數(shù)控制系統(tǒng)的設(shè)

3、計(jì)，掌握51系列單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能和使用方法；掌握單片機(jī)外部中斷的應(yīng)用和程序的編程方法；掌握數(shù)碼管的使用和編程方法。通過(guò)設(shè)計(jì)方案分析、選擇和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)并搭制硬件電路，編寫(xiě)控制程序等一系列工作，掌握單片機(jī)應(yīng)用的基本方法，更重要的是學(xué)會(huì)一種科學(xué)的解決問(wèn)題的邏輯思維，和完成任務(wù)的方法。3、 培養(yǎng)一個(gè)解決困難問(wèn)題的積極心態(tài)，為今后在工作上奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四、設(shè)計(jì)任務(wù)分析設(shè)計(jì)題目要求用單片機(jī)控制可測(cè)方波脈沖1100Hz，并顯示每分鐘計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)。由要求可知道，任務(wù)包括方波的產(chǎn)生和方波脈沖數(shù)的顯示兩個(gè)部分。方波由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生，通過(guò)改變其定時(shí)初值來(lái)改變方波的頻率，在硬件電路中可利用按鍵

4、來(lái)控制頻率的增減。方波的波形利用示波器來(lái)觀察。由此，可有幾個(gè)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)題目的要求。方案一：51單片機(jī)最小系統(tǒng)，外接上一個(gè)數(shù)碼管顯示電路用以顯示每分鐘的脈沖數(shù)。數(shù)碼管的斷碼選擇端直接與單片機(jī)的P0口連接，位碼選擇端與P2口連接。利用改變定時(shí)初值的方式來(lái)改變方波頻率。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，節(jié)省元器件，程序編寫(xiě)容易。但是缺點(diǎn)也明顯，只用一個(gè)數(shù)碼管，無(wú)法顯示當(dāng)前的脈沖頻率，而且無(wú)法用硬件實(shí)現(xiàn)頻率的+1，-1的變化。雖然實(shí)現(xiàn)了題目的基本功能，但是功能簡(jiǎn)單有限，也就達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的目的了。以下是方案一的電路圖：圖1 方案一原理圖方案二：51單片機(jī)最小系統(tǒng)，加上兩個(gè)數(shù)碼管顯示電路，分別顯示脈沖數(shù)和頻

5、率。此外，每個(gè)數(shù)碼管用74HC573數(shù)據(jù)鎖存器來(lái)驅(qū)動(dòng)，增加兩個(gè)按鍵用來(lái)控制頻率的增減。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是能利用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的頻率和脈沖數(shù)，并且能用按鍵控制頻率的大小。數(shù)碼管利用數(shù)據(jù)鎖存器驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)能力更強(qiáng)，還可以支持I/O口擴(kuò)展。缺點(diǎn)是，數(shù)碼管電路布線比較困難，跳線多。綜合分析以后，我們決定用方案二，雖然方案二難度相比方案一而言難度加大了，但是功能實(shí)現(xiàn)得很徹底。當(dāng)然，面對(duì)PCB布局布線的困難，我們只能采用雙面板的形式。我們也相信，這個(gè)對(duì)我們而言將更具挑戰(zhàn)性。下面就對(duì)方案二進(jìn)行詳細(xì)分析。五、系統(tǒng)硬件電路硬件電路主要包括51單片機(jī)最小系統(tǒng)（晶振電路和復(fù)位電路）、數(shù)碼管顯示電路。原理圖如下。圖1 5

6、1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖圖2 51單片機(jī)最小系統(tǒng)PCB圖圖3 數(shù)碼管顯示電路原理圖圖4 數(shù)碼管顯示電路PCB圖圖5 元器件清單5.1 電路原理圖繪制5.1.1 電路圖繪制要點(diǎn)繪制電路原理圖要熟悉運(yùn)用繪制軟件（Protel 99 SE或者Altium Designer軟件），繪制的最終目的是得到美觀、清晰的圖。因而在繪制前根據(jù)需要，對(duì)繪圖環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)；繪制時(shí)正確元件載入（特別是元器件的封裝形式一定要選著正確）與編輯；元件載入后正確連線，調(diào)整得到美觀的原理圖電路圖繪制注意事項(xiàng)：1、元器件之間連線用Wire命令而不是用Line命令，雖然從表面上看，兩者都是直線，只是顏色稍有些不同，但用Wire命令放置

7、的導(dǎo)線是具有電氣特性的，而用Line命令放置的直線是不具有電氣意義的，兩者具有根本區(qū)別的。2、注意理解說(shuō)明文字（Annotation）和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（Net Label）的區(qū)別：說(shuō)明文字是沒(méi)有電氣特性的，只是純粹的文字解釋?zhuān)W(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)是有電氣特性的，它可以把電路圖具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的電氣連線是連在一起的，即在兩個(gè)以上沒(méi)有相互連接的網(wǎng)絡(luò)中，把應(yīng)該連接在一起的電氣連接點(diǎn)定義成相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，可以使它們?cè)陔姎夂x上屬于真正的同一網(wǎng)絡(luò)。  3、導(dǎo)線的端點(diǎn)與元件引腳的端點(diǎn)相連，而不是把導(dǎo)線和元件的引腳重疊，最常見(jiàn)的錯(cuò)誤是當(dāng)導(dǎo)線與元件引腳重疊時(shí)，這時(shí)軟件會(huì)自動(dòng)在元件引腳的端點(diǎn)加一節(jié)點(diǎn)，這時(shí)再

8、把節(jié)點(diǎn)刪除掉，認(rèn)為就這樣就正確了，實(shí)際上如果只是為了得到一張?jiān)韴D，這樣做并沒(méi)有什么不妥，但卻不能得到正確的網(wǎng)絡(luò)表。4、導(dǎo)線與導(dǎo)線之間不要有重疊。5、不要在同一地方放兩個(gè)以上相同的元件（如兩個(gè)電源地符號(hào)重疊在一起）。6、在放置電源地符號(hào)時(shí)，電源地符號(hào)的顯示類(lèi)型（Style）為Power Ground，這時(shí)Power Port的屬性對(duì)話框中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（Net）的內(nèi)容默認(rèn)是不顯示的，因此有些初學(xué)者在放置電源地符號(hào)時(shí)，沒(méi)有留意網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的內(nèi)容，致使有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（Net）的內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為“GND”，有些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的內(nèi)容卻為“VCC”，如果純粹只為得到一張?jiān)韴D，這樣做是沒(méi)有問(wèn)題的，但是若利

9、用自動(dòng)布線來(lái)設(shè)計(jì)PCB板時(shí)，卻會(huì)造成電源和地短路，從而使整塊PCB板報(bào)廢。正確的做法是在放置電源地符號(hào)符號(hào)，把Power Port的屬性對(duì)話框中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（Net）的內(nèi)容全部設(shè)置為GND。 7、在繪制電路原理圖時(shí)，通?？偩€、總線分支線和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)是一起存在的，要注意總線和總線分支線不具有電氣特性的，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)是具有電氣特性的，因此在放置總線時(shí)不能用加粗了的導(dǎo)線來(lái)替代，也不能用導(dǎo)線來(lái)替代總線分支線，總線分支線和元件引腳之間不能直接連在一起，而應(yīng)通過(guò)導(dǎo)線接在一起，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)應(yīng)放在導(dǎo)線上，不能放在元件引腳上，不能用說(shuō)明文字（Annotation）來(lái)替代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（Net Label）。8

10、、元器件封必需要有合適的封裝方式。沒(méi)封裝會(huì)影響后面生產(chǎn)PCB原理圖。封裝形式不正確，后面生產(chǎn)PCB原理圖時(shí)，期間的形式可能跟元器件的真實(shí)外形尺寸不相似。5.1.2 硬件電路制作 材料準(zhǔn)備 元器件測(cè)試 PCB制作組裝和焊接 測(cè)試5.2 硬件電路說(shuō)明5.2.1 單片機(jī)基本知識(shí)圖6 單片機(jī)的基本組成單片機(jī)各部分的組成及功能的說(shuō)明：（1）處理器單片機(jī)的中央處理器（CPU）是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制操作。中央處理器主要包括運(yùn)算器和控制器兩部分。單片機(jī)CPU和通用微處理器基本相同，只是增加了“面向控制”的處理功能，如位處理、查表、多種跳轉(zhuǎn)等。（2）運(yùn)算器運(yùn)算器主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作。其中包

11、括算術(shù)和邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序狀態(tài)字PSW和兩個(gè)暫存器。ALU是運(yùn)算電路的核心，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)全加器，完成基本算術(shù)和邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算包括加、減、乘、除、增量、減量、BCD碼運(yùn)算；邏輯運(yùn)算包括“與”、“或”、“異或”、左移位、右移位和半字節(jié)交換，以及位操作中的位置位、位復(fù)位和位取反等。暫存器1和暫存器2是ALU的兩個(gè)輸入，用于暫存參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。ALU的輸出也是兩個(gè)：一個(gè)是累加器，數(shù)據(jù)經(jīng)運(yùn)算后，其結(jié)果又通過(guò)內(nèi)部總線返回到累加器；另一個(gè)是程序狀態(tài)字PSW，用于存儲(chǔ)運(yùn)算和操作結(jié)果的狀態(tài)。累加器是CPU使用最頻繁的一個(gè)寄存器。ACC既是ALU處理數(shù)據(jù)的來(lái)源，又是ALU運(yùn)算結(jié)果

12、的存放單元。CPU中的數(shù)據(jù)傳送大多通過(guò)累加器實(shí)現(xiàn)，因此累加器又是數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站。如單片機(jī)與片外ROM或I/O擴(kuò)展口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換必須通過(guò)ACC來(lái)進(jìn)行。B寄存器在乘法和除法指令中作為ALU的輸入之一，另一個(gè)輸入來(lái)自ACC。運(yùn)算結(jié)果存于AB寄存器對(duì)中。（3）控制器控制器是識(shí)別指令并根據(jù)指令性質(zhì)協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)內(nèi)各組成單元進(jìn)行工作的部件?？刂破髦灰ǔ绦蛴?jì)數(shù)器PC、PC增量器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)及控制邏輯電路等。其功能是控制指令的讀入、譯碼和執(zhí)行，并對(duì)指令執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行定時(shí)和邏輯控制。程序計(jì)數(shù)器PC（Program Counter）是控制器中最基本的寄存器，是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器，存放著下一條將要從程序

13、存儲(chǔ)器中取出指令代碼的地址。PC的基本工作過(guò)程是：讀指令時(shí)，PC將其內(nèi)容送給地址寄存器，作為所取指令的地址給程序存儲(chǔ)器，然后程序存儲(chǔ)器按此地址輸出指令字節(jié)，同時(shí)PC自動(dòng)加1，指向下一條指令的地址。PC的變化軌跡決定了程序的流程。PC是不可訪問(wèn)的，順序執(zhí)行程序時(shí)自動(dòng)加1；執(zhí)行轉(zhuǎn)移程序時(shí)，自動(dòng)將其內(nèi)容更改成指向轉(zhuǎn)移目的地址。程序計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寬度決定了程序存儲(chǔ)器的地址范圍。在AT89單片機(jī)中，PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，可對(duì)64KB程序存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址。復(fù)位時(shí)PC的內(nèi)容為0000H，說(shuō)明程序應(yīng)從程序存儲(chǔ)器0000H單元開(kāi)始執(zhí)行。指令寄存器是用來(lái)存放指令操作碼的專(zhuān)業(yè)寄存器。執(zhí)行程序時(shí)，首先要從程序存儲(chǔ)器中

14、取出指令，送給指令寄存器；指令寄存器再將其輸出到指令譯碼器；指令譯碼器將該指令進(jìn)行譯碼，根據(jù)指令性質(zhì)送到定是邏輯和條件轉(zhuǎn)移邏輯電路，產(chǎn)生定時(shí)控制信號(hào)，完成程序的執(zhí)行過(guò)程。定時(shí)及控制邏輯電路根據(jù)指令的性質(zhì)發(fā)出一系列定時(shí)和控制信號(hào)，控制計(jì)算機(jī)個(gè)組成器件進(jìn)行相應(yīng)的操作，執(zhí)行指令。（4）存儲(chǔ)器單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器分為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器主要用來(lái)存儲(chǔ)指令代碼和一些常數(shù)及表格。程序在開(kāi)發(fā)調(diào)試成功之后就永久性地駐留在程序存儲(chǔ)器中，在停機(jī)斷電狀態(tài)下代碼也不會(huì)丟失。程序存儲(chǔ)器在操作運(yùn)行過(guò)程中只讀不寫(xiě)，因而又被稱(chēng)為只讀存儲(chǔ)器Rom（Read Only Memory）。標(biāo)準(zhǔn)型AT89單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器采

15、用4KB的快速擦寫(xiě)存儲(chǔ)器Flash Memory，編程和擦除完全是電氣實(shí)現(xiàn)的。編程和擦除速度快，可以使用通用的編程器脫機(jī)編程，也可以在線編程。Flaash的應(yīng)用，是AT89系列單片機(jī)的顯著特點(diǎn)之一。在單片機(jī)中，用隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）來(lái)存儲(chǔ)程序運(yùn)行期間的工作變量和數(shù)據(jù)，所以又稱(chēng)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。一定容量的RAM集成在單片機(jī)內(nèi)，提高了單片機(jī)的運(yùn)行速度，也降低了功耗。標(biāo)準(zhǔn)型AT89單片機(jī)含有128×8位RAM，采用單字節(jié)地址。實(shí)際上片內(nèi)的字節(jié)地址空間是256個(gè)（00HFFH），其中高128字節(jié)地址（80HFFH）被特殊功能寄存器SFR占用，用戶只能使用低

16、128字節(jié)單元（00H7FH）來(lái)存放可讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)。（5）外圍接口電路CPU與外部設(shè)備的信息交換都要通過(guò)接口電路來(lái)進(jìn)行。這主要是為了解決CPU的高速處理能力和外部設(shè)備的低速運(yùn)行之間的速度匹配問(wèn)題，并可以有效地提高CPU的工作效率；同時(shí)也提高了CPU對(duì)外的驅(qū)動(dòng)能力。輸出接口電路具有鎖存器和驅(qū)動(dòng)器，輸入接口電路具有三態(tài)門(mén)控制，成為接口電路的基本特征。由于受集成度的影響，片內(nèi)存儲(chǔ)器和外圍接口電路的規(guī)模和數(shù)量都受到一定的限制。為了適應(yīng)外部復(fù)雜的控制功能，單片機(jī)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展功能，可以方便地?cái)U(kuò)展外部存儲(chǔ)器ROM、RAM和I/O口等。（6）時(shí)鐘振蕩電路時(shí)鐘振蕩電路是CPU所需要的各種定時(shí)控制信號(hào)的必備單元

17、。CPU只有在時(shí)序信號(hào)和控制信號(hào)的協(xié)調(diào)工作下，才能執(zhí)行各種指令。單片機(jī)芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。系統(tǒng)的主控芯片選用AT89S51單片機(jī)。AT89S51單片機(jī)是低功耗的、具有4KB在線可編程Flash存儲(chǔ)器的單片機(jī)，與51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳兼容。片內(nèi)Flash可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲(chǔ)器編程器編程。它將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個(gè)芯片上，形成了功能強(qiáng)大、使用靈活和具有較高性能價(jià)格比的微控制器。5.2.2 AT89S51單片機(jī)介紹 AT89S51單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes

18、的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖7 AT89S51引腳圖AT89S51引腳簡(jiǎn)介：VCC：供電電壓。GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第

19、八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉

20、的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口，如下表格所示： 表2 P3口管腳功能管腳功能管腳功能RXD（串行

21、輸入口）T0（計(jì)數(shù)器0外部輸入）P3. 1TXD（串行輸出口）T1（計(jì)數(shù)器1外部輸入）/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，

22、ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)

23、鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及89C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。1、AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存

24、取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。2、AT89S51的運(yùn)行模式 （1）空閑模式 在空閑模式下，CPU處于睡眠狀態(tài)，振蕩器和所有片內(nèi)外圍電路仍然有效?？臻e模式可由軟件設(shè)置進(jìn)入（設(shè)IDL1）。在這種模式下，片內(nèi)RAM和SFR中的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可通過(guò)任何一個(gè)允許中斷或硬件復(fù)位退出。 若用硬件復(fù)位方式結(jié)束空閑模式，則在片內(nèi)復(fù)位控制邏輯發(fā)生作用前長(zhǎng)達(dá)約兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)間內(nèi)，器件從斷點(diǎn)處開(kāi)始執(zhí)行程序。片內(nèi)硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部RAM，但不禁止訪問(wèn)端口。為避免采

25、用復(fù)位方式退出空閑模式時(shí)對(duì)端口的不應(yīng)有的訪問(wèn)，在緊隨設(shè)置進(jìn)入空閑指令（即設(shè)IDL1）的后面，不能是寫(xiě)端口或外部RAM的指令。（2）掉電模式引起掉電模式的指令是執(zhí)行程序中的最后一條指令（使PD1的指令）。在掉電模式下，振蕩器停止工作，CPU和片內(nèi)所有外圍部件均停止工作，但片內(nèi)RAM和SFR中的內(nèi)容保留不變，直到掉電模式結(jié)束。 退出掉電模式可用硬件復(fù)位或任何一個(gè)有效的外部中斷INT0和INT1。復(fù)位可重新設(shè)置SFR中的內(nèi)容，但不改變片內(nèi)RAM中的內(nèi)容。在Vcc電源恢復(fù)到正常值并維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間之后，允許振蕩器恢復(fù)并達(dá)到穩(wěn)定，方可進(jìn)行復(fù)位，以退出掉電模式。3、MCS-51系列單片機(jī)的并行I/O口接口

26、電路是微機(jī)必不可少的組成部分，并行輸入確出接口是CPU和外部進(jìn)行信息交換的主要通道。MSC51系列單片有4個(gè)8位并行雙向I/O口P0P3，共32根I/O線。每一根線能獨(dú)立用作輸入或輸出。單片機(jī)可以外接鍵盤(pán)、顯示器等外圍設(shè)備還可以進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，以解決硬件資源不足問(wèn)題。4個(gè)并行口都是雙向口，既可以輸入又可以輸出。P0、P2口經(jīng)常作外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)的數(shù)據(jù)、地址線，P3口除作I/O口外，每一根都有第二功能。這4個(gè)I/O口結(jié)構(gòu)基本相同，但仍存在差別。(1) P1口是最常用的I/O口。如圖4所示，因?yàn)椴蛔鲾?shù)據(jù)地址線，其結(jié)構(gòu)中沒(méi)有數(shù)據(jù)地址線，也沒(méi)有多路開(kāi)關(guān)MUX，輸出驅(qū)動(dòng)電路接有上拉電阻。P1口輸入輸出時(shí)與

27、P0作I/O時(shí)相似，輸出數(shù)據(jù)時(shí)先寫(xiě)入鎖存器，經(jīng)Q端反相，再經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管反相輸出到引腳。輸入時(shí)，先向鎖存器寫(xiě)l，使v管截止外部引腳信號(hào)由下方讀緩沖器送入內(nèi)部總線，完成讀引腳操作。P1口也可以讀鎖存器。外部提升電阻將引腳拉升至高電平，但輸人的低電平信號(hào)能將其拉低，不會(huì)影響低電平的輸入。圖8 P1口一位結(jié)構(gòu)（2）P3口為雙功能口，當(dāng)P3口作為通用I/O口使用時(shí)，它為準(zhǔn)雙向口，且每位都可定義為輸入或輸出口，其工作原理同P1口類(lèi)似。 （3）P3口還具有第二功能，其引腳描述，P3口特殊功能口線特殊功能信號(hào)名稱(chēng)RXD串行輸入口TXD串行輸出口 外部中斷0輸入口 外部中斷1輸入口T0定時(shí)器0

28、外部輸入口T1定時(shí)器1外部輸入口WR寫(xiě)選通輸出口RD讀選通輸出口（1）晶振電路 圖9 晶振電路晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng)，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 晶振

29、有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱(chēng)的諧振頻率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般單片機(jī)中的晶振的負(fù)載電容為22pf或30pf ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)30pf的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。在單片機(jī)中，晶振電路的設(shè)計(jì)一定要和單片機(jī)靠近，路線盡量短，路線過(guò)長(zhǎng)有可能會(huì)導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，時(shí)有時(shí)無(wú)，而且還有盡量避免在高頻電路

30、附近工作。在89S51中晶振起振的兩端穩(wěn)定電壓是1.7V/2.1V，用的是兩個(gè)30Pf的電容。我們因此選擇兩個(gè)30Pf的電容與12MHZ的晶振一起構(gòu)成晶振回路。判斷單片機(jī)芯片及時(shí)鐘系統(tǒng)是否正常工作有一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法,就是用萬(wàn)用表測(cè)量單片機(jī)晶振引腳（XTAL2、XTAL1腳）的對(duì)地電壓,以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量為例：XTAL2腳對(duì)地約2.24V, XTAL1腳對(duì)地約2.09V。對(duì)于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的方法來(lái)判斷,單片機(jī)正常工作時(shí)第9腳對(duì)地電壓為零,可以用導(dǎo)線短時(shí)間和5V連接一下,模擬一下上電復(fù)位,如果單片機(jī)能正常工作了,說(shuō)明這個(gè)復(fù)位電路沒(méi)有問(wèn)題。電

31、源引腳Vcc和VssVcc：電源端，接5V。Vss：接地端。時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，若使用外部TTL時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出，若使用外部TTL時(shí)鐘時(shí)，該引腳為外部時(shí)鐘的輸入端。系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制地址鎖存器鎖存P0口輸出的低8位地址，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與低位地址的復(fù)用。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路（如圖5所示）。AT89S單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放

32、大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，是讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端 /VPP。 當(dāng)為高電平時(shí)

33、，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，但當(dāng)PC中的值超過(guò)0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。當(dāng)為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。輸入/輸出口引腳P0、P1、P2和P3。P0口（）：該端口為漏極開(kāi)路的8位準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力位8高LSTTL負(fù)載，它為8位地址線和8位數(shù)據(jù)線的復(fù)用端口。P1口（）：它是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P1口的驅(qū)動(dòng)能力為4個(gè)LSTTL負(fù)載。P2口（）：它為一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P2口的驅(qū)動(dòng)能力也為4個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，它作存儲(chǔ)器的高8位地址線。P3口（）：P3口同樣是內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P3

34、口除了作為一般的I/O口使用之外，其還具有特殊功能。（2）復(fù)位電路復(fù)位使單片機(jī)處于起始狀態(tài)，并從此狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行MCS5-51單片機(jī)RST引腳為復(fù)位端，該引腳連續(xù)保持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)以上的高電平。可使單片機(jī)復(fù)位。本文使用的是外部復(fù)位電路，單片機(jī)在啟動(dòng)后要從復(fù)位狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行，因此上電時(shí)要完成復(fù)位工作，稱(chēng)上電復(fù)位，如圖10a所示。上電瞬間電容兩端的電壓不能發(fā)生突變，只有RST端為高電平5v，上電后電容通過(guò)及RC電路放電RST端電壓逐漸下降，直至低電平0V，如圖10c所示。適當(dāng)選擇R、C的值，使RST端的高I電平維持2個(gè)機(jī)器周期以上即可完成復(fù)位。單片機(jī)L在運(yùn)行過(guò)程中，出于本身或外并干

35、擾的原因會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)。這時(shí)可按復(fù)位鍵以重新開(kāi)始遠(yuǎn)行，按鍵復(fù)位可分為按鍵電平復(fù)位或按健脈沖復(fù)位，如圖10b所示。按鍵脈沖復(fù)位和上電平復(fù)值的原理是一樣的，都是利用RC電路的放電原理，如圖10d所示。讓RST端能保持一段時(shí)間的高電平，以完成復(fù)位，按鍵電平復(fù)位時(shí)，按鍵時(shí)間也應(yīng)保持在兩個(gè)機(jī)器周期以上。(a) 上電復(fù)位 (b) 按鍵電平復(fù)位 (c) RC放電過(guò)程 (d) 電平復(fù)位過(guò)程圖10 單片機(jī)常用復(fù)位電路5.2.4 數(shù)碼管顯示電路部分（1）74HC573介紹74HC573是一種包含八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，常用于數(shù)碼管、按鍵等的控制，圖11是其引腳圖。圖11 74HC573引腳圖輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS

36、 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當(dāng)鎖存使能端LE為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì)于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說(shuō)輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。×u36755X出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上×u25805X作電壓××CMOS 器件的高噪聲抵抗特性·三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)輸出·置數(shù)全并行存取·緩沖控制輸入·使能輸入有改善抗擾度的滯后作用原理說(shuō)明：M54HC563/74HC563/M54HC573/74HC573的八個(gè)鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能

37、（G）為高時(shí)，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時(shí)，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動(dòng)大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動(dòng)總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅(qū)動(dòng)器和工作寄存器。數(shù)據(jù)鎖存當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)消失時(shí)，在芯片的輸出端，數(shù)據(jù)仍然保持； 這個(gè)概念在并行數(shù)據(jù)擴(kuò)展中經(jīng)常使用到。圖12 74HC573真值表1腳三態(tài)允許控制端低電平有效1D8D為數(shù)據(jù)輸入端1Q8Q為數(shù)據(jù)輸出端LE為鎖存控制端;OE為使能端圖13 74HC573內(nèi)部原理圖 （2）數(shù)碼管

38、介紹數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平

39、時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×840根I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電

40、路的復(fù)雜性。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每

41、位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。圖14 四位數(shù)碼管引腳圖四位數(shù)碼管引腳如上圖所示，在實(shí)際判別中，讓有小數(shù)點(diǎn)的端對(duì)著自己，上面引腳的功能為1，a，f，2，3，b下面引腳為e，d，p，c，g，4。此次設(shè)計(jì)采用共陰極接法的數(shù)碼管，高電平點(diǎn)亮。通過(guò)軟件程序定義斷碼和位碼，通過(guò)74HC573鎖存器將斷碼和位碼送到數(shù)碼管即可控制各個(gè)位的數(shù)碼管顯示的數(shù)字。六、軟件設(shè)計(jì)程序流程圖6.2程序源

42、代碼#include"reg52.h"unsigned char count;unsigned char fenmu;/ fenmu用來(lái)表示方波頻率sbit pwm=P30;/ 表示脈沖電平狀態(tài)sbit jia=P37;sbit jian=P36;unsigned char jd,b;sbit dula=P26;sbit wela=P27;unsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/ 數(shù)碼管顯示斷碼定義voi

43、d delay(unsigned char i) unsigned char j,k;/ 按鍵消抖延時(shí) for(j=i;j>0;j-) for(k=125;k>0;k-);void Time0_Init()/ 內(nèi)部定時(shí)器0初始化、寫(xiě)入初值 TMOD=0X00; EA=1;/ CPU中斷開(kāi)放 TH0=(8192-4607)/32; TL0=(8192-4607)%32;/定時(shí)5ms TR0=1;/ 啟動(dòng)定時(shí)器0 ET0=1;/ 定時(shí)器0中斷允許void T0_time() interrupt 1/ 定時(shí)器中斷 TH0=(8192-4607)/32; TL0=(8192-4607)%3

44、2; if(count<(100/fenmu)/一個(gè)方波脈沖高電平時(shí)間為100/fenmu ms pwm=1; else pwm=0; count=(count+1); count=count%(200/fenmu); /方波周期為200/fenmu ms / 此方波的占空比為50%void keyscan() / 按鍵掃描if(jia=0)/ 按鍵按下時(shí)為低電平 delay(10);/ 調(diào)用消抖 if(jia=0) if(fenmu>=100) fenmu=99; count=0; fenmu=fenmu+1;while(jia=0); if(jian=0) delay(10);

45、 if(jian=0) if(fenmu<=1) fenmu=2; count=0; fenmu=fenmu-1;while(jian=0); void display()/共陰極數(shù)碼管顯示方波頻率以及每分鐘脈沖數(shù) unsigned char qian, bai,shi,ge,fqian, fbai,fshi,fge; unsigned int a; a=60*fenmu;/ 脈沖數(shù) qian=(a)/1000; bai =(a)%1000/100; shi =(a)%100/10; ge =(a)%10;/ 脈沖數(shù)數(shù)碼管顯示 fqian=fenmu/1000; fbai =fenmu%

46、1000/100; fshi =fenmu%100/10; fge =fenmu%10;/ 方波頻率數(shù)碼管顯示 dula=0; P0=tableqian; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xfe; wela=1; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tablebai; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xfd; wela=1; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tableshi; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xfb; wela=1; wela=0; delay(5); dul

47、a=0; P0=tablege; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xf7; wela=1; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tablefqian; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xef; wela=1; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tablefbai; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xdf; wela=1; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tablefshi; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0xbf; wela=1

48、; wela=0; delay(5); dula=0; P0=tablefge; dula=1; dula=0; wela=0; P1=0x7f; wela=1; wela=0; delay(5);void main()/ 本程序的思路是利用主函數(shù)調(diào)用各個(gè)功能模塊的子函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的功能 fenmu=1; count=0; Time0_Init(); while(1) keyscan(); display(); 七、系統(tǒng)功能分析與說(shuō)明設(shè)計(jì)題目要求用單片機(jī)控制可測(cè)方波1100HZ，并顯示每分鐘計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)。我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)用了兩個(gè)四位數(shù)碼管，一個(gè)用以顯示每分鐘脈沖數(shù)，一個(gè)用以顯示方波頻率。同時(shí)

49、，用P3.6，P3.7口外接按鍵，按鍵每按下一次，方波頻率增(減)加1HZ，用P3.0口接示波器觀察波形。方波由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生，方波的頻率通過(guò)硬件觸發(fā)軟件來(lái)改變，通過(guò)程序來(lái)設(shè)置方波高低電平的占空比。按題目的要求，在程序中設(shè)定了頻率從1100HZ，所以方波頻率最大只能為100HZ，最小顯示1HZ。即系統(tǒng)復(fù)位后，數(shù)碼管顯示的方波頻率為1HZ。若要產(chǎn)生頻率更大的方波，可以在源程序中設(shè)置。八、調(diào)試過(guò)程 硬件調(diào)試8.1.1 靜態(tài)調(diào)試電路的靜態(tài)調(diào)試主要是檢測(cè)線路通斷情況和元器件極性是否正確，還有就是各芯片是否插裝正確，是否與原理圖一致。將電源斷開(kāi)，用萬(wàn)用表檢測(cè)所有電路導(dǎo)線是否都導(dǎo)通，以及是否發(fā)生短路

50、；對(duì)于需要連接PCB板兩面的焊點(diǎn)尤其要注意檢測(cè)板子兩面是否導(dǎo)通；芯片是通過(guò)芯片插座與基板連接，所以要注意檢測(cè)芯片引腳與焊盤(pán)是否導(dǎo)通；對(duì)于數(shù)碼管，也可以利用萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)其是否可以正常亮滅。8.1.2 動(dòng)態(tài)調(diào)試由于這個(gè)設(shè)計(jì)主要部分是單片機(jī)最小系統(tǒng)和數(shù)碼管顯示部分，所以調(diào)試的主要工作是對(duì)最小系統(tǒng)的調(diào)試。（1）晶振電路首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否是電源電壓，例如常用的5V。接下來(lái)就是檢查復(fù)位引腳電壓是否正常。分別測(cè)量按下復(fù)位按鈕和放開(kāi)復(fù)位按鈕的電壓值，看是否正確。然后再檢查晶振是否起振了，一般用示波器來(lái)看晶振引腳的波形，注意應(yīng)該使用示波器探頭的“X10

51、”檔。另一個(gè)辦法是測(cè)量復(fù)位狀態(tài)下的IO口電平，按住復(fù)位鍵不放，然后測(cè)量IO口（沒(méi)接外部上拉的P0口除外）的電壓，看是否是高電平，如果不是高電平，則多半是因?yàn)榫д駴](méi)有起振。另外還要注意的地方是，如果使用片內(nèi)ROM的話（大部分情況下如此，現(xiàn)在已經(jīng)很少有用外部擴(kuò)ROM的了），一定要將EA引腳拉高，否則會(huì)出現(xiàn)程序亂跑的情況。有時(shí)用仿真器可以，而燒入片子不行，往往是因?yàn)镋A引腳沒(méi)拉高的緣故（當(dāng)然，晶振沒(méi)起振也是原因之一）。經(jīng)過(guò)上面幾點(diǎn)的檢查，一般即可排除故障了。如果系統(tǒng)不穩(wěn)定的話，有時(shí)是因?yàn)殡娫礊V波不好導(dǎo)致的。在單片機(jī)的電源引腳跟地引腳之間接上一個(gè)0.1uF的電容會(huì)有所改善。如果電源沒(méi)有濾波電容的話，則

52、需要再接一個(gè)更大濾波電容，例如220uF的。遇到系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，就可以并上電容試試（越靠近芯片越好）。（2）復(fù)位電路當(dāng)MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱(chēng)RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如下圖A中左圖所示。圖中電容C1和電阻R1對(duì)電源十5V來(lái)說(shuō)構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能（3）單片機(jī)復(fù)

53、位后的狀態(tài)單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器PC0000H，這表明程序從0000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)冷啟動(dòng)后，片內(nèi)RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，見(jiàn)下表。值得指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對(duì)于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的韌始化部分是十分必要的。A00H，表明累加器已被清零；特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1

54、00H DPH 00H TL1 00H P0P3 FFH SBUF 不定 IP *00000B SCON 00H IE 0*00000B PCON 0*B PSW00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM 07H字節(jié)單元，根據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫(xiě)入到08H單元中；Po-P3FFH，表明已向各端口線寫(xiě)入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出；IP×××00000B，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)；IE0××00000B，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷；系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯

55、片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51單片機(jī)的復(fù)位是由RESET引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò)24個(gè)振蕩周期后，51單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。51單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，（在特殊寄存器介紹時(shí)再做詳細(xì)說(shuō)明）至于內(nèi)部RAM內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。8.2 軟件調(diào)試程序的編寫(xiě)我們使用的是Keil C51。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀