畢業(yè)設(shè)計(jì)---計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在當(dāng)今社會飛速發(fā)展的格局下，越來越多的流水線上的產(chǎn)品和各種商業(yè)場合的人員需要進(jìn)行計(jì)數(shù).基于單片機(jī)構(gòu)成的計(jì)數(shù)器有直觀和計(jì)數(shù)精確等優(yōu)點(diǎn)，目前已在各種行業(yè)中普遍使用。</p><p>　　計(jì)數(shù)器是一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序部件，它不僅可用來計(jì)數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其它特定的邏輯功

2、能。</p><p>　　單片機(jī)體積小，功耗小，價(jià)格低，用途靈活，無處不在，屬專用計(jì)算機(jī)。是一種特殊器件，需經(jīng)過專門學(xué)習(xí)方能掌握應(yīng)用，應(yīng)用中要設(shè)計(jì)專用的硬件和軟件。單片機(jī)在計(jì)數(shù)器領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛,計(jì)數(shù)器種類很多,根據(jù)構(gòu)成計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖引入方式，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)制的不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)的增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器，還有可預(yù)置數(shù)和可編程序

3、功能計(jì)數(shù)器等等。數(shù)字式電子計(jì)數(shù)器有多種計(jì)數(shù)觸發(fā)方式，它是由實(shí)際使用條件和環(huán)境決定的。有采用機(jī)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(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器是接觸式觸發(fā)。</p><p>　　關(guān)鍵字： 計(jì)數(shù)器 單片機(jī) 價(jià)格廉 功耗小 觸發(fā)器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In to

4、day's society under the pattern of rapid development, more and more on the lines of products and various business settings need to automatically count. MCU-based products pose a direct and automatic counters have the

5、 advantage of accurate count, is already in the Species commonly used in industry.</p><p>　　To counter is a function of the temporal component count, it not only can be used to count, also used as digital sy

6、stem, frequency and execution timing digital computing, and other special logic function.</p><p>　　Application of microcomputer in the counter is very extensive, counter is a lot of more phyletic, the rootAc

7、cording to the composition of each counter flip-flop clock pulse, can be divided into synchronous counterImplement and asynchronous counter. According to the different numeration system, and can be divided into binary co

8、unterBinary counter. According to the trend of increase, and divided into addition, subtraction, and reversible Counter. And preset count and programmable functions counter</p><p>　　Keywords: Counting SCM

9、 Low power consumption Price is cheap trigger</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1 選題背景1</p><p>　　1.2 數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展1</p><p>

10、　　1.3 以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)3</p><p>　　1.4 本研究課題的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.5設(shè)計(jì)研究的要求及主要內(nèi)容應(yīng)解決的問題4</p><p>　　第二章 整體設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)方案選擇5</p><p>　　2.2 單片機(jī)的選擇5</p>

11、;<p>　　2.3 其他器件簡介9</p><p>　　第三章 計(jì)數(shù)器的硬件設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.2 LED顯示電路16</p><p>　　3.3 鍵盤控制電路18</p><p>　　3.4 電路總圖19</p>

12、<p>　　3.4 實(shí)物圖20</p><p>　　第四章 計(jì)數(shù)器的軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖21</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　第五章 系統(tǒng)仿真25</p><p>　　5.1 Proteus軟件介紹25</p>&

13、lt;p>　　5.2 M=999的計(jì)數(shù)器的仿真25</p><p>　　5.3 keil軟件介紹26</p><p>　　5.4 protel軟件簡介27</p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)31</p><p><b>　

14、　致 謝33</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　本章介紹了本研究課題的背景及意義，闡述了其發(fā)展?fàn)顩r。對當(dāng)前各種計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)及其計(jì)數(shù)器的未來發(fā)展趨勢作了概況。另外，簡要說明了本文所做的工作。</p><p><b>　　1.1 選題背景</b></p&g

15、t;<p>　　隨著計(jì)數(shù)器技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，計(jì)數(shù)器的種類越來越多，應(yīng)用的范圍越來越廣，隨之而來的競爭也越來越激烈。過硬的技術(shù)也成為眾多生產(chǎn)廠商競爭的焦點(diǎn)之一。廠商為了在競爭中處于不敗之地，從而不斷地改進(jìn)技術(shù)，增加產(chǎn)品的種類。</p><p>　　現(xiàn)計(jì)數(shù)器的種類以增加到：電磁計(jì)數(shù)器、電子計(jì)數(shù)器、機(jī)械計(jì)數(shù)器（拉動機(jī)械計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)動機(jī)械計(jì)數(shù)器、按動機(jī)械計(jì)數(shù)器、測長機(jī)械計(jì)數(shù)器）、液晶計(jì)數(shù)器等。 

16、;   計(jì)數(shù)器的應(yīng)用范圍也遍布印刷、紡織、印染、針織、電纜、電訊、軍工、輕工、機(jī)械、開關(guān)、斷路器、礦山、實(shí)行多班制的紡織行業(yè)的織布機(jī)、織帶機(jī)、制線、制帶、造紙、制革、薄膜、高壓開關(guān)電器產(chǎn)品、試驗(yàn)設(shè)備，印刷設(shè)備、短路器、醫(yī)療、紡織、機(jī)械、倉庫和碼頭的貨運(yùn)、行人及車輛過往的數(shù)量計(jì)數(shù)、冶金、食品、國防、包裝、配料、石油、化工、發(fā)電、機(jī)床、儀表、自動化控制等行業(yè)。</p><p>　　1.2 數(shù)字

17、單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展</p><p>　　1.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步 </p><p>　　單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器，A/D轉(zhuǎn)換器，D /A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。 </p><p>　　有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN。例如，Infine

18、on公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90。因此，這類單片機(jī)十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。 </p><p>　　為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola 公

19、司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機(jī)中，脈寬調(diào)制電路有6個(gè)通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓，并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。 </p><p>　　特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機(jī)已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級芯片（System on a chip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī)由三個(gè)核組成：一個(gè)是微控制器和DSP核，一個(gè)是數(shù)據(jù)和程序存儲器核，最后一個(gè)是外圍專用集成電路（ASI

20、C）。這種單片機(jī)的最大特點(diǎn)在于把DSP和微控制器同時(shí)做在一個(gè)片上。把它和傳統(tǒng)單片機(jī)結(jié)合集成大大提高了單片機(jī)的功能。這是目前單片機(jī)最大的進(jìn)步之一。這種單片機(jī)最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。</p><p>　　1.2.2功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步</p><p>　　現(xiàn)在新的單片機(jī)的功耗越來越小，特別是很多單片機(jī)都設(shè)置了多種工作

21、方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。</p><p>　　現(xiàn)在單片機(jī)的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機(jī)也大量采用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現(xiàn)，以大量減少體積。擴(kuò)大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是今天單片機(jī)發(fā)展的目標(biāo)之一。目前，一般單片機(jī)都可以在3.3～5.5V的條件下工作。而一些廠家，則生產(chǎn)出可以在2.2～6V的條件下工作的單片機(jī)。</p><

22、;p>　　1.2.3工藝上的進(jìn)步</p><p>　　現(xiàn)在的單片機(jī)基本上采用CMOS技術(shù)，但已經(jīng)大多數(shù)采用了0.6?m以上的光刻工藝，有個(gè)別的公司，如Motorola公司則已采用0.35?m甚至是0.25?m技術(shù)。這些技術(shù)的進(jìn)步大大地提高了單片機(jī)的內(nèi)部密度和可靠性。 </p><p>　　1.3 以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng) </p><p>　　單片機(jī)的另外一

23、個(gè)名稱就是嵌入式微控制器。目前，把單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已是一種趨勢。要實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備和Internet連接，就需要把傳統(tǒng)的Internet理論和嵌入式設(shè)備的實(shí)踐都顛倒過來。為了使復(fù)雜的或簡單的嵌入式設(shè)備，例如單片機(jī)控制的機(jī)床、單片機(jī)控制的門鎖，能切實(shí)可行地和Internet連接，就要求專門為嵌入式微控制器設(shè)備設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使嵌入式設(shè)備可以和Internet相連，并通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行過程控制。 </p>

24、<p>　　EmWare公司提出嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)的方案--EMIT技術(shù)。這個(gè)技術(shù)包括三個(gè)主要部分：即emMicro， emGateway和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。 </p><p>　　目前，單片機(jī)應(yīng)用中提出了一個(gè)新的問題：這就是如何使8位、16位單片機(jī)控制的產(chǎn)品，也即嵌入式產(chǎn)品或設(shè)備能實(shí)現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)互連？ </p><p>　　TASKING公司目前正在為解決這個(gè)問題提供了途徑。該公司已把

25、emWare的EMIT軟件包和有關(guān)的軟件配套集成，形成一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，向用戶提供開發(fā)方便。嵌入互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟ETI（embed the Internet Consortium）正在緊密合作，共同開發(fā)嵌入式Internet的解決方案 。</p><p>　　1.4 本研究課題的發(fā)展趨勢</p><p>　　自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過了近20年的發(fā)展路程。縱觀20年來單片機(jī)發(fā)展歷程可以看

26、出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā) 展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢。單片機(jī)的應(yīng)用在后PC時(shí)代得到了前所未有的發(fā)展，但對處理器的綜合性能要求也越來越高。綜觀單片機(jī)的發(fā)展，以應(yīng)用需求為目標(biāo)，市場越來越細(xì)化，充分突出以“單片”解決問題，而不像多年前以MCS51/96等處理器為中心，外擴(kuò)各種接口構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，主要集中在中、低端應(yīng)用領(lǐng)域（

27、嵌入式高端應(yīng)用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能處理器構(gòu)成），在這些應(yīng)用中，目前也出現(xiàn)了一些新的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）以電池供電的應(yīng)用越來越多，而且由于產(chǎn)品體積的限制，很多是用鈕扣電池供電，要求系統(tǒng)功耗盡可能低，如手持式儀表、水表、玩具等。</p><p>　　（2）隨著應(yīng)用的復(fù)雜，對處理器的功能和性能要求不斷提高。既要外設(shè)豐富、功能靈活，又要有一定

28、的運(yùn)算能力，能做一些實(shí)時(shí)算法，而不僅僅做一些簡單的控制。</p><p>　　（3）產(chǎn)品更新速度快，開發(fā)時(shí)間短，希望開發(fā)工具簡單、廉價(jià)、功能完善。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應(yīng)多種MCU，以免重復(fù)投資，增加開發(fā)費(fèi)用。</p><p>　　（4）產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可靠性高，既能加密保護(hù)，又能方便升級。</p><p>　　1.5 設(shè)計(jì)研究的要求及主要內(nèi)容應(yīng)解決的問題&l

29、t;/p><p><b>　　1.4.1 要求</b></p><p>　　1.整個(gè)系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾能力.</p><p>　　2.計(jì)數(shù)范圍：000~999.</p><p>　　3.將計(jì)數(shù)值準(zhǔn)確顯示出來.</p><p>　　1.4.2 應(yīng)解決問題</p><p>　　基于

30、單片機(jī)構(gòu)成的產(chǎn)品自動計(jì)數(shù)器研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測電路、MCS-51單片機(jī)用何種方式對外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示控制、LED顯示驅(qū)動模塊的選擇、MCS-51單片機(jī)的擴(kuò)展。在這個(gè)設(shè)計(jì)中主要需要解決的問題便是如何提高M(jìn)CS-51單片機(jī)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。</p><p>　　第二章 整體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)方案選擇</p><p><

31、;b>　　方案一</b></p><p>　　采用多種數(shù)字邏輯電路來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，這樣設(shè)計(jì)的電路整體比較復(fù)雜，而且不宜完成發(fā)揮部分的功能要求。所以方案一不采用。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　可以采用FPGA來實(shí)現(xiàn)邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)單元的設(shè)計(jì)要求，并且設(shè)

32、計(jì)方便，但由于對FPGA的技術(shù)原理掌握不夠熟練，所以放棄方案二。</p><p><b>　　方案三</b></p><p>　　系統(tǒng)采用8051為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原理圖中的邏輯控制、主門、門控、計(jì)數(shù)的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　單片機(jī)計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器TMOD中的GATE位=1時(shí)，可以很方便的進(jìn)行INT0引腳的外部輸入信號的時(shí)

33、間間隔測量。且單片機(jī)的控制電路很容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，比如語音模塊、測溫I2C模塊、時(shí)鐘模塊、A/D模塊等。故采用方案三。</p><p>　　2.2 單片機(jī)的選擇</p><p>　　2.2.1 MCS-51系列單片機(jī)簡介 </p><p>　　8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。  8051單片機(jī)包含中央處理器、程

34、序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p><b>　　·中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單

35、元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　·數(shù)據(jù)存儲器(RAM)：</p><p>　　8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個(gè)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(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p

36、><p>　　圖2-1 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　·程序存儲器(ROM)：</p><p>　　8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　·定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：</p><p>　　8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)

37、或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　·并行輸入輸出(I/O)口：</p><p>　　8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　·全雙工串行口：</b></p><p>　　8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其

38、它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。</p><p><b>　　·中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)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。</p><p><b>　　·時(shí)

39、鐘電路：</b></p><p>　　8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。</p><p>　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTE

40、L的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p>　　下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2-2。</p><p>　　圖2-2 MCS-51結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　MCS-51的引腳說明：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)中的8031、805

41、1及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：</p><p>　　MCS-51的引腳說明：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它

42、們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。</p><p>　　現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：如圖2-3</p><p>　　圖2-3雙列直插式封裝引腳圖</p><p>　　Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)

43、時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。</p><p>　　8051的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，

44、Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。見下圖2-4為兩種復(fù)位方式和兩種時(shí)鐘方式：</p><p>　　圖3-4復(fù)位方式圖與時(shí)鐘方式圖</p><p>　　·Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號，這個(gè)信號可以用于識別單片機(jī)是否工作，

45、也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個(gè)脈沖。</p><p>　　如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。</p><p>　　·Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。</p><

46、;p>　　·Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。</p><p>　　在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓

47、。</p><p>　　2.3 其他器件簡介</p><p>　　2.3.1數(shù)碼管顯示</p><p>　　在本任務(wù)中用3位數(shù)碼管顯示當(dāng)前數(shù)值的百，十，個(gè)，由于數(shù)碼管個(gè)數(shù)多，如采用靜態(tài)顯示方式，則占用單片機(jī)的I/O口線太多，如果用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器74LS164的方式，則電路復(fù)雜。所以，在數(shù)碼管個(gè)數(shù)較多時(shí)，常采用動態(tài)顯示方

48、式。</p><p>　　3位數(shù)碼管的相同段并聯(lián)在一起，由一個(gè)6位I/O（P1口）輸出字形碼控制顯示某一字形，每個(gè)數(shù)碼管的公共端由另外一個(gè)I/O口（P0口)輸出的字位碼控制，即數(shù)碼管顯示的字形是由單片機(jī)I/O口輸出的字形碼確定，而哪個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮是由單片機(jī)I/O口輸出的字位碼確定的。3個(gè)數(shù)碼管分時(shí)輪流循環(huán)點(diǎn)亮，在同一時(shí)刻只有1個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮，但由于數(shù)碼管具有余輝特性及人眼具有視覺暫留特性，所以適當(dāng)?shù)剡x取循環(huán)掃描頻率，

49、看上去所有數(shù)碼管是同時(shí)點(diǎn)亮的，察覺不出閃爍現(xiàn)象。動態(tài)顯示方式所接數(shù)碼管不能太多，否則會因每個(gè)數(shù)碼管所分配的實(shí)際導(dǎo)通時(shí)間太少，使得數(shù)碼管的亮度不足。在本任務(wù)中，為了簡便，字形碼和字位碼都沒由加驅(qū)動電路，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加驅(qū)動電路。數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種，對于共陽數(shù)碼管，字形驅(qū)動輸出0有效，字位驅(qū)動輸出1有效；而對于共陰數(shù)碼管則相反，即：字形驅(qū)動輸出1有效，字位驅(qū)動輸出0有效。</p><p>　　2.3.2 P

50、CD簡介</p><p>　　PCB（PrintedCircuitBoard），中文名稱為印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板,簡單的說就是置有集成電路和其他電子組件的薄板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者，是低能耗、低污染的，由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。</p><p>　　印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)

51、者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　根據(jù)電路層數(shù)分類：分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，復(fù)雜的多層板可達(dá)十幾

52、層。</p><p>　　PCB板有以下三種主要的劃分類型：</p><p><b>　　1.單面板</b></p><p>　　單面板（Single-Sided Boards） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面，所以這種PCB叫作單面板（Single-sided）。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有

53、許多嚴(yán)格的限制（因?yàn)橹挥幸幻妫季€間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類的板子。</p><p><b>　　2.雙面板</b></p><p>　　雙面板（Double-Sided Boards） 這種電路板的兩面都有布線，不過要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或

54、涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，而且因?yàn)椴季€可以互相交錯（可以繞到另一面），它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。</p><p><b>　　3.多層板</b></p><p>　　多層板（Multi-Layer Boards） 為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊

55、雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱為多層印刷線路板。板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線層，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過技術(shù)上理論</p><p>　　可以做到近100層的PCB板。不過因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸

56、不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過如果仔細(xì)觀察主機(jī)板，還是可以看出來。</p><p>　　第三章 計(jì)數(shù)器的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一

57、個(gè)組成部分。</p><p><b>　　1.電源引腳</b></p><p>　　Vcc　40　電源端</p><p>　　GND　20　接地端</p><p>　　工作電壓為5V，另有AT89LV51工作電壓則是2.7-6V,引腳功能一樣。</p><p><b>　　2.外接晶體引

58、腳</b></p><p>　　圖3-2 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖</p><p><b>　　XTAL1　19</b></p><p><b>　　XTAL2　18</b></p><p>　　XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩

59、信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。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。AT89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

60、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。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會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22μF。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。</p><p>　　3.

61、復(fù)位　RST　9</p><p>　　在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。復(fù)位是由</p><p>　　外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)

62、位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。復(fù)位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響。</p><p>　　常用的復(fù)位電路如下圖所示：</p><p>　　圖

63、3-3 常用復(fù)位電路圖</p><p><b>　　4.輸入輸出引腳</b></p><p>　　(1) P0端口[P0.0-P0.7] P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動8個(gè)TTL。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求

64、外接上拉電阻。</p><p>　　在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。</p><p>　　(2) P1端口[P1.0－P1.7] P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。</p><p>　　對內(nèi)部Flash

65、程序存儲器編程時(shí)，接收低8位地址信息。</p><p>　　(3) P2端口[P2.0－P2.7] P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。</p><p>　　在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)

66、據(jù)存儲器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。</p><p>　　(4) P3端口[P3.0－P3.7] P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。</p><p>　　3.2 LED顯示電路</p><p>　　顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝

67、，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一， 發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。

68、LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號.</p><p>　　圖3-4 共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖</p><p>　　顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間,即時(shí)、分、秒，因此需要6個(gè)數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來顯示橫。采用動態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如下圖所示，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示

69、在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位LED顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。</p><p>　　圖3-5 數(shù)碼管的硬件連接示意圖</p><p><b>　　數(shù)碼管使用條件：</b></p&

70、gt;<p>　　a、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定</p><p>　　c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA</p><p>　　數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明：</p><p>　?。ǎ保?shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；</p><

71、p>　?。ǎ玻┖附訙囟龋海玻叮岸龋缓附訒r(shí)間：1s</p><p>　?。ǎ常┍砻嬗斜Ｗo(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。</p><p>　　3.3 鍵盤控制電路</p><p>　　該設(shè)計(jì)需要對60秒計(jì)時(shí)、24秒計(jì)時(shí)、5秒計(jì)時(shí)、3秒計(jì)時(shí)，正反計(jì)時(shí)進(jìn)行控制，所以用六個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)。按s1控制60秒計(jì)時(shí)；s2控制24秒計(jì)時(shí)；s3控制5秒計(jì)時(shí)；s4控制3秒計(jì)時(shí)；s5正數(shù)

72、計(jì)時(shí)；s6反數(shù)計(jì)時(shí)。下圖為按鍵仿真連接圖。</p><p>　　圖3-6 按鍵的硬件連接圖</p><p>　　當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也回會出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動。抖動的持續(xù)時(shí)間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通?？偸遣淮笥?0ms。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。用軟件方法可以很容易地解決抖動問

73、題，這就是通過延遲10ms來等待抖動消失，這之后，再讀入鍵盤碼。</p><p>　　圖3-7 按鍵抖動信號功能</p><p><b>　　3.4 電路總圖</b></p><p><b>　　圖3-8 電路總圖</b></p><p><b>　　3.4 實(shí)物圖</b>&l

74、t;/p><p><b>　　圖3-9 實(shí)物圖</b></p><p>　　第四章 計(jì)數(shù)器的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問題：</p><p>　?。?）根據(jù)軟件功能要

75、求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；</p><p>　?。?）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；</p><p>　?。?）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)；</p><p>　?。?）繪制程序流程圖；</

76、p><p>　　（5）合理分配系統(tǒng)資源；</p><p>　　（6）為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程；</p><p>　?。?）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　主程序先是開始，然后賦初值，本設(shè)計(jì)采用的是動態(tài)顯示，所以在賦玩初值后顯示程序

77、不斷被調(diào)用。</p><p>　　圖4-1主程序流程圖</p><p><b>　　4.2 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　code unsigned char tab[]=</p><p>　　{0x28,0xEB,0x

78、32,0xA2,0xE1,0xA4,0x24,0xEA,0x20,0xA0,0x60,0x25,0x3C,0x23,0x34,0x74}; </p><p>　　//共陽數(shù)碼管 0-9 </p><p>　　unsigned char Dis_baiwei;//定義十位</p><p>　　unsigned char Dis_shiwei; //定義個(gè)位</p

79、><p>　　unsigned char Dis_gewei;</p><p>　　void delay(unsigned int cnt)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(--cnt);</p><p><b>　　}</b></p

80、><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD |=0x01;//定時(shí)器設(shè)置 10ms in 12M crystal</p><p><b>　　TH0=0xd8;</b></p><p>&

81、lt;b>　　TL0=0xf0;</b></p><p>　　IE= 0x82; //打開中斷</p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p>

82、<p>　　P0=Dis_baiwei;//顯示十位</p><p><b>　　P2=0x7f;</b></p><p>　　delay(300);//短暫延時(shí)</p><p>　　P0=Dis_shiwei; //顯示個(gè)位</p><p><b>　　P2=0xbf;</b><

83、;/p><p>　　delay(300);</p><p>　　P0=Dis_gewei;</p><p><b>　　P2=0xdf;</b></p><p>　　delay(300);</p><p><b>　　}</b></p><p><b

84、>　　}</b></p><p>　　/********************************/</p><p>　　/* 定時(shí)中斷 */</p><p>　　/********************************/</p><p>　　void tim(void

85、) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　static unsigned int second,count;</p><p>　　TH0=0xd8;//重新賦值</p><p><b>　　TL0=0xf0;</b></p>

86、<p><b>　　count++;</b></p><p>　　if (count==100)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p>　　second++;//秒加1</p>&

87、lt;p>　　if(second==1000)</p><p><b>　　second=0;</b></p><p>　　Dis_baiwei=tab[second/100];//百位顯示值處理</p><p>　　Dis_shiwei=tab[(second%100)/10]; //十位顯示處理</p><p>

88、;　　Dis_gewei=tab[(second%100)%10];//各位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　5.1 Proteus軟件介紹</p&g

89、t;<p>　　Proteus軟件是Labcenter Electronics公司的一款電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，它包括ISIS、ARES等軟件模塊，ARES模塊主要用來完成PCB的設(shè)計(jì)，而ISIS模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。Proteus的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機(jī)芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及單片機(jī)外圍電路，比如鍵盤、LED、LCD等等。通

90、過Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個(gè)功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。</p><p>　　5.2 M=999的計(jì)數(shù)器的仿真</p><p>　　用PROTUES軟件，畫出M=999的計(jì)數(shù)器仿真圖，得到的圖如下所示。</p><p><b>　　圖5-1 仿真圖</b></p><p>　　5.3 keil軟

91、件介紹</p><p>　　Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、

92、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。</p><p><b>　　1. 系統(tǒng)概述</b></p>

93、;<p>　　目前流行的51系列單片機(jī)開發(fā)軟件是德國Keil公司推出的Keil C51軟件，Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)

94、勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 </p><p>　　2. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 　　</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文

95、件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之

96、高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　5.4 protel軟件簡介</p><p>　　PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件，它較早就在國內(nèi)開始使用，在國內(nèi)的普及率也最高，有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課程來學(xué)習(xí)它

97、，幾乎所有的電子公司都要用到它。</p><p>　　Protel軟件列舉</p><p>　?、貾rotel99 SE共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)（包含信號完整性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、PLD設(shè)計(jì)。 以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能： 　　 </p><p>　　·可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； 　　&l

98、t;/p><p>　　·強(qiáng)大的全局編輯功能； 　</p><p>　　·在原理圖中選擇一級器件，PCB中同樣的器件也將被選中； 　</p><p>　　·同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò) 既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號（由原理圖到PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原

99、理圖和PCB在設(shè)計(jì)上的一性； 　　</p><p>　　·滿足國際化設(shè)計(jì)要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728國標(biāo)庫），方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容SPICE 3f5）； 　</p><p>　　·支持用CUPL語言和原理圖設(shè)計(jì)PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件；　　</p><p>　　·提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； 　　　

100、</p><p>　　·可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實(shí)現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)換； 　　</p><p>　　·獨(dú)特的3D顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； 　　</p><p>　　· 經(jīng)過充分驗(yàn)證的傳輸線特性和仿真精確計(jì)算的算法，信號完整性分析直接從PCB啟動； 　</p><p>　　&

101、#183;反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測量工具相結(jié)合；</p><p>　?、贏ltium Designer 6.0，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設(shè)計(jì)解決方案。Altium Designer 是業(yè)</p><p>　　界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的

102、產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行PCB和FPGA設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。除了全面繼承包括99SE，Protel2004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 6.0拓寬了板級設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。</p>

103、<p>　　在PCB部分，除了Protel2004中的多通道復(fù)制；實(shí)時(shí)的、阻抗控制布線功能；SitusTM自動布線器等新功能以外，Altium Designer 6.0還著重在：差分對布線，F(xiàn)PGA器件差分對管腳的動態(tài)分配， PCB和FPGA之間的全面集成，從而實(shí)現(xiàn)了自動引腳優(yōu)化和非凡的布線效果。還有PCB文件切片，PCB多個(gè)器件集體操作，在PCB文件中支持多國語言（中文、英文、德文、法文、日文）,任意字體和大小的漢字字符

104、輸入，光標(biāo)跟隨在線信息顯示功能，光標(biāo)點(diǎn)可選器件列表，復(fù)雜BGA器件的多層自動扇出，提供了對高密度封裝（如BGA）的交互布線功能, 總線布線功能，器件精確移動，快速鋪銅等功能。 　　交互式編輯、出錯查詢、布線和可視化功能，從而能更快地實(shí)現(xiàn)電路板布局,支持高速電路設(shè)計(jì)，具有成熟的布線后信號完整性分析工具. Altium Designer 6.0 對差分信號提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的支持，可對高速內(nèi)連的差分信號對進(jìn)行充分定義、管理和交互式布線。支持包括

105、對在FPGA項(xiàng)目內(nèi)部定義的LVDS信號的物理設(shè)計(jì)進(jìn)行自動映射</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。通過這次設(shè)計(jì)我對自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識得到了全面的回顧，并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及書面表達(dá)能力，最終完成了這份論文。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其

106、進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了，才能夠?qū)⒄n本知識與實(shí)踐相整合，理論知識服務(wù)于教學(xué)實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動手能力。這個(gè)設(shè)計(jì)十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。&

107、lt;/p><p>　　我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書本，以解決理論和實(shí)際教學(xué)中的實(shí)際問題為目的，還要以實(shí)踐相結(jié)合，理論問題即實(shí)踐課題，解決問題即課程研究，學(xué)生自己就是一個(gè)專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實(shí)踐結(jié)合的方式，理論的問題，也就是實(shí)踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實(shí)踐，解決實(shí)際問題，加強(qiáng)我們的動手能力和解決問題的能力。</p>&l

108、t;p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用》 雷思孝等 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 《電路基礎(chǔ)》 吳大正 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 《c++程序與設(shè)計(jì)語言》

109、 揣錦華等 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[4] 《電子線路CAD實(shí)用教程》 潘永雄等 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[5] 《MCS—51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》 孫涵芳 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p&g

110、t;　　論文的完成標(biāo)志著我的大學(xué)四年即將結(jié)束，也意味著，新的生活又將開始了。最近的半年則并行著找工作和寫論文。其間的起起伏伏、悲喜得失，今天想來仍舊唏噓不已。所幸我沒有被失敗擊垮。自信、堅(jiān)強(qiáng)、樂觀的態(tài)度讓我堅(jiān)持到了最后，并且爭取了最好的結(jié)局。</p><p>　　通過幾個(gè)月的悉心設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師的耐心指導(dǎo)下，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們四年來專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，是對我們能力的綜合考核。這不僅涉及到

111、對基本原理的理解，也涉及到對問題的分析能力。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對我國電子軟件有了新的認(rèn)識。這也使我認(rèn)識到了自己知識的匱乏和能力的有限。從而激勵我在今后的學(xué)習(xí)和工作中更要努力的學(xué)習(xí)和不斷的充實(shí)自己。在這里我尤其感謝老師。在他的耐心指導(dǎo)下，我才能成功的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在寫論文時(shí)老師嚴(yán)格的要求我們，培養(yǎng)我們強(qiáng)烈的責(zé)任心和工作學(xué)習(xí)的積極性，并且耐心的解答論文中出現(xiàn)的問題。他還為我們指明了論文

112、方向，校定論文方向。在他的要求下，我不僅完成了整個(gè)設(shè)計(jì)和論文，更重要的是鍛煉了我分析問題和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　最后，我再一次表達(dá)我對領(lǐng)導(dǎo)以及教過我所有的老師最衷心的感謝，是你們在我前進(jìn)的道路上給以引導(dǎo)，并無私的教給我許多專業(yè)知識以及做人的道理。再次，讓我對所有的老師及所有幫助過我的同學(xué)們致以最崇高的敬意。</p><p>　　“長風(fēng)破浪會有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海?！边@是我最喜