单片机的设计 毕业论文1.doc

毕业设计（论文）任务书课题名称： 单片机的设计 完成期限：2011 年 11 月1 日至2011 年12 月31 日一、原始依据（资料）：1. 张志良编著.单片机原理与控制技术.第2版. 机械工业出版社2. 周立功编著.单片机基础实验指导书.第1版. 广州周立功单片机发展有限公司出版社3. 杨志忠编著.模拟电子技术.第1版. 高等教育出版社出版二、设计（论文）内容和要求：设计内容： 1. 重温课题。2.搜集理论知识。3.在实验室进行实验。4.进行实验。对理论部分，通过实验加以验证。5.论文书写。6.论文上交，准备答辩设计要求： 通过毕业设计，要求学生在指导教师的指导下，独立完成所分担的实习内容。包括：正确选择方案，正确的进行分析计算，通过调查研究和毕业设计，收集和查阅有关图纸资料；根据课程设计需要准备必要的实验、测试和经济核算；绘制符合国家标准的图样；编写设计说明书；参加毕业答辩三、建议查阅的技术资料：1. 张志良编著.单片机原理与控制技术.第2版. 机械工业出版社2. 周立功编著.单片机基础实验指导书.第1版. 广州周立功单片机发展有限公司出版社3. 杨志忠编著.模拟电子技术.第1版. 高等教育出版社出版天津电子信息职业技术学院 页号（1）毕业设计（论文）进度计划表序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签字111-10-27到11-11-2重温课题。找出书籍，对课题所涉及到的内容进行复习。已完成(教师签字及时间)211-11-3到11-11-9搜集理论知识。翻阅书籍查找资料，对理论部分进行搜集.已完成311-11-1到11-11-1在实验室,进行试验.已完成411-11-17到11-11-23进行实验。对理论部分，通过实验加以验证。已完成511-11-24到11-11-30论文书写。把这几个月搜集的理论部分和实验部分，书写成论文已完成611-12-1到11-12-10论文上交，准备答辩已完成7系毕业设计（论文）领导小组审阅意见：系主任签字：年 月 日天津电子信息职业技术学院 页号（2）注：1.本任务书由指导教师填写。 2.签字部分用笔填写,其余各项均要求打印。（宋体、小4号字）毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目学生姓名系别电子技术系专业、班级指导教师职称教授工作单位指导教师职称高级工工作单位实践地点交表日期毕业设计(论文)开题报告内容要求：课题的意义、现状及发展趋势。课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤。课题所需的参考书目等。注：开题报告占毕业设计(论文)总成绩的10% 。1课题的意义、现状及发展趋势二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称pc机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、vcd、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。2. 课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤：内容包括：现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制；采用新型功率半导体器件、高性能dsp加fpga、以及伺服专用模块(比如ir推出的伺服控制专用引擎)也不足为奇。国际厂商伺服产品每5年就会换代，新的功率器件或模块每22.5年就会更新一次，新的软件算法则日新月异，总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些最新发展趋势。(1)高效率化 主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计，也包括驱动系统的高效率化，包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等(2)直接驱动 直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。天津电子信息职业技术学院 页号（1）二、研究内容本设计共涉及4个独立的按键。利用2个按键调整输出频率，一个是用于递减频率，如果单次按键周期寄存器递增一个单位量，若连续按下该键并保留2 s以上，周期寄存器的数值将连续递增，即频率连续递减。一个是用于递增频率，如果单次按键，周期寄存器递减一个单位量，同样若连续按下该键并保留2 s以上，周期寄存器的数值将连续递减，即频率连续递增。八段显示器的低3位显示周期寄存器的数值，变化范围在0255之间，而对应的频率范围主要取决于软件时间，可以通过示波器检测。利用另外2个按键负责控制直流伺服电机正反转，一个是正向旋转，一个是反向旋转。在八段显示器的低3位，实际显示当前的调制频率大小，而八段显示器的最高位定义为正反转说明：1为正向旋转；0为反向旋转。研究步骤：先理论后实验3. 课题所需的参考书目：1. 张志良编著.单片机原理与控制技术.第2版. 机械工业出版社2. 周立功编著.单片机基础实验指导书.第1版. 广州周立功单片机发展有限公司出版社3. 杨志忠编著.模拟电子技术.第1版. 高等教育出版社出版指导教师审核意见：签字：（教师签字）年 月 日系毕业设计（论文）领导小组审阅意见：系主任签字：年 月 日天津电子信息职业技术学院 页号（2）注：本报告由学生本人填写（打印、宋体、小4号字）。摘要近年来随着工业的发展，人们对过程控制的精密度和可靠性提出了更多更高的要求，因而液位控制也向着功能齐全，控制灵活，操作简单，控制精度准确的方向发展。液位调节器是生产中应用很广液位测量和控制的设备，所以测量的精确性和控制的准确性是本设备的关键。关键词 ： 精密度 控制目录1.绪 论41.1 单片机基础知识51.2 单片机的应用领域61.3单片机的发展趋势72.硬件设计92.1 硬件设计92.1.1 80c51单片机的内部结构92.1.2 80c51单片机的引脚功能112.2.1 硬件系统电路图172.2.2 4049驱动器：182.2.3光电隔离器182.2.4 继电器：192.2.5 其他硬件203.应用系统开发工具dp-51s203.1 dp-51s 硬件结构214.应用系统仿真软件keil c51264.1 keil c51 介绍264.2 keil c51 集成工具和用途275.软件设计295.1 显示模式设计295.2 程序流程图305.2.1主程序流程图305.3程序设计316.城市灯光闪烁控制装置的调试336.1 系统调试336.1.1 检查硬件连接336.2 测试结果337.毕业设计总结347.1 设计总结347.2 心得体会35参考文献361.绪 论 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称pc机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、vcd、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。1.1 单片机基础知识 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 mcs-51单片机是美国intel公司于1980年推出的产品，与mcs- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，mcs-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，mcs-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与msc-51单片机作为代表进行理论基础学习。 mcs-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。 dp-51s单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的dp系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。 1.2 单片机的应用领域 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴： 一、在智能仪器仪表的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 二、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。三、在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。四、在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 五、单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域都有着十分广泛的用途。 1.3单片机的发展趋势 单片机现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流c51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 一、微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（cpu）、随机存取数据存储（ram）、只读程序存储器（rom）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如a/d转换器、pmw（脉宽调制电路）、wdt（看门狗）、有些单片机将lcd（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中smd（表面封装）越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。二、低功耗cmos化 mcs-51系列的8031推出时的功耗达630mw，而现在的单片机普遍都在100mw左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了cmos（互补金属氧化物半导体工艺）。像80c51就采用了hmos（即高密度金属氧化物半导体工艺）和chmos（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。cmos虽然功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而chmos则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 三、主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80c51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有philips公司的产品，atmel公司的产品和中国台湾的winbond系列单片机。所以80c51占据了半壁江山。而microchip公司的pic精简指令集合（risc）也有着强劲的发展势头，中国台湾的holtex公司近年的单片机产量与日俱增，与其底价质优的优势，占据一定的市场份额。此外还有motorola公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。九十年代以后，单片机在结构上采用双cpu或内部流水线，cpu位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20mhz，片内带有pwm输出、监视定时器wdt、可编程计数器阵列pca、dma传输、调制解调器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的发展，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。这类单片机有nec公司的mpd7800，mitsubishi公司的m337700，revkwell公司的r6500。2.硬件设计2.1 硬件设计2.1.1 80c51单片机的内部结构 图2-1为80c51单片机功能结构框图 80c51 芯片内部集成了 cpu、ram、rom、定时/计数器和i/o口等各功能部件，并由内部总线把这些不见连接在一起。80c51单片机内部包含以下一些功能部件：(1) 一个8位cpu；(2) 一个片内振荡器和时钟电路；(3) 4kb rom（80c51有4kb掩膜rom，87c51有4kb eprom，80c31片内有无rom）；(4) 128b内ram；(5) 可寻址64kb的外rom和外ram控制电路；(6) 两个16位定时/计数器；(7) 21个特许功能寄存器；(8) 4个8位并行i/o口，共32条可编程i/o端线；(9) 一个可编程全双工串行口；(10) 5个中断源，可设置成2个优先级。外时钟源 外部事件计数振荡器及时序 osc8051cpu程序存储器4kb rom数据存储器256b2个16位定时器/计数器64k总线扩展控制器可编程i/o可编程全双工串行口 中断 控制 并 行 口 串行通信 图2-1 80c51单片机功能结构框图2.1.2 80c51单片机的引脚功能 80c51单片机一般采用双列直插dip封装，共40个引脚，图2-2a为引脚排列图。图2-2b为逻辑符号图。40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和i/o引脚。 图2-2 80c51引脚图1.电源 (1)vcc芯片电源，接+； (2)vss接地端。2.时钟 xtal1、xtal2晶体振荡电路反相输入端和输出端。使用内部振荡电路时外接石英晶体。3.控制线 控制线共有4根，其中3根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。 (1)ale/prog地址锁存允许/片内eprom编程脉冲。 ale功能：用来锁存p0口送出的低8位地址。 80c51在并行扩展外存储器（包括并行扩展i/o口）时，p0口用于分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。那么如何区分是低8位地址还是8位数据信号呢？当ale信号有效时，p0口传送的是低8位地址信号；ale信号无效时，p0口传送的是8位数据信号。在ale信号的下降沿，锁定p0口传送的内容，即低8位地址信号。 需要指出的是，当cpu不执行访问外ram指令（movx）时，ale以时钟振荡频率1 / 6的固定频率输出，因此ale信号也可作为外部芯片clk时钟或其他需要。但是，当cpu执行movx指令时，ale将跳过一个ale脉冲。 ale端可驱动8个lsttl门电路。 prog功能：片内有eprom的芯片，在eprom编程期间，此引脚输入编程脉冲。 (2)psen外rom读选通信号。 80c51读外rom时，没个机器周期内psen两次有效输出。psen可作为外rom芯片输出允许oe的选通信号。在读内rom或读外ram时，psen无效。 psen可驱动8个lsttl门电路。 (3) rst/vpd复位/备用电源。 正常工作时，rst（reset）端为复位信号输入端，只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平，80c51芯片即实现复位操作，复位后一切从头开始，cpu从0000h开始执行指令。 vpd功能：在vcc掉电情况下，该引脚可接上备用电源，由vpd向片内供电，以保持片内ram中的数据不丢失。 (4) ea/vpp 内外rom选择/片内eprom编程电源。 ea功能：正常工作时，ea为内外rom选择端。80c51单片机rom寻址范围为64kb，其中4kb在片内，60kb在片外（80c31芯片无内rom，全部在片外）。当ea保持高电平时，先访问内rom，但当pc（程序计数器）值超过4kb（0fffh）时，将自动转向执行外rom中的程序。当ea保持低电平时，则只访问外rom，不管芯片内有否内rom。对80c31芯片，片内无rom，因此ea必须接地。 vpp功能：片内有eprom的芯片，在eprom编程期间，此引脚用于施加编程电源vpp。 对4个控制引脚，应熟记起第一功能，了解其第二功能。 严格来讲，80c51的控制线还应该包括p3口的第二功能。4. i/o引脚 80c51共有4个8位并行i/o端口,共32个引脚 (1)p0口8位双向i/o口。 在不并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, p0口可用作双向i/o口。 在并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, p0口可用于分时传送低8位地址(地址总线)和8位数据信号(数据总线)。位结构如图2-4所示。p0口能驱动8个lsttl门。 vcc地址/数据控制锁存器p0.xdcpqqmuxv1v2p0.x引脚读锁存器写锁存器内部总线读引脚&1图2-4 p0口位结构(2) p1口8位准双向i/o口(“准双向”是指该口内部有固定的上拉电阻)。位结构如图2-5所示。 p1口能驱动为4个lsttl门。vcc锁存器p1.xdcpqqp1.x引脚读锁存器写锁存器内部总线读引脚内部上拉电阻图 2-5 p1口位结构 (3) p2口8位准双向i/o口。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, p2口可用作双向i/o口。在并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, p2口可用于传送高8位地址(属地址总线) 。p2口能驱动4个lsttl门。p2口的位结构如图2-6所示，引脚上拉电阻同p1口。在结构上，p2口比p1口多一个输出控制部分。锁存器p2.xdcpqq读锁存器写锁存器内部总线读引脚vccp2.x引脚内部上拉电阻1地址控制mux图 2-6 p2口位结构 (4) p3口8位准双向i/o口。可作一般i/o口用,同时p3口每一引脚还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。p3口驱动能力为4个lsttl门。 图 2-7 p3口位结构p3口第二功能如下: p3.0rxd:串行口输入端; p3.1txd:串行口输出端; p3.2int0:外部中断0请求输入端; p3.3int1:外部中断1请求输入端 p3.4t0:定时/计数器0外部信号输入端; p3.5t1:定时/计数器1外部信号输入端; p3.6wr:外ram写选通信号输出端; p3.7rd:外ram读选通信号输出端。 上述4个i/o口,各有各的用途。 在不并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, 4个i/o口都可作为双向i/o口用。在并行扩展外存储器(包括并行扩展i/o口)时, p0口专用于分时传送低8位地址信号和8位数据信号,p2口专用于传送高8位地址信号。p3口根据需要常用于第二功能,真正可提供给用户使用的i/o口是p1口和一部分未用作第二功能的p3口端线。 2.2 应用系统硬件设计2.2.1 硬件系统电路图以下是应用系统硬件的构成图，共由7部分构成。1、单片机小系统包括：（1）复位电路； （2）时钟电路； （3）80c51。2、六反相缓冲/变换器：3个 3、光电隔离器：16个4、电流放大器：16个 5、中间继电器：16个6、驱动继电器：16个 7、负载（电灯）：16个 系统构成图2.2.2 4049驱动器： 4049是6反相缓冲驱动器，内由6个反相器构成。作用：将p0.0p1.7口输出的驱动电流放大，达到足够的电流使光电隔离器中的发光二极管发光，使光电器件的输出满足逻辑上的要求，完成光电隔离的作用。2.2.3光电隔离器 在这个电路板里使用的是光耦4n25的光电隔离器。光电隔离器的原理： 在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端获得一个反向的输出逻辑信号，这样就实现了电光电的转换。2.2.4 继电器： 在这个电路板上使用的是直流电磁继电器。里面有两种，一种是中间继电器，一种是驱动继电器。继电器工作原理： 继电器就是电子机械开关，它是用漆包铜线在一个圆铁芯上绕几百圈至几千圈，当线圈中流过电流时，圆铁芯产生了磁场，把圆铁芯上边的带有接触片的铁板吸住，使之断开第一个触点而接通第二个开关触点。当线圈断电时，铁芯失去磁性，由于接触铜片的弹性作用，使铁板离开铁芯，恢复与第一个触点的接通。因此，可以用很小的电流去控制其他电路的开关。整个继电器由塑料或有机玻璃防尘罩保护着，有的还是全密封的，以防触电氧化。 如上图所示，当控制电路中的开关k闭合时，电磁铁便具有磁性，将衔铁吸下，使继电器触点接触，与触点相连接的电源电路便接通；当控制开关k断开时，电磁铁的磁性被撤消，继电器触点弹开，电源电路亦随之断开。2.2.5 其他硬件 除了用到光电隔离器、驱动器、继电器之外，还用到了三极管、电灯、电线等。 3.应用系统开发工具dp-51s3.1 dp-51s 硬件结构 （1）电路外观 dp-51s单片机仿真实验仪上具有丰富的外围接口和板上元件。 dp-51s的单片机仿真实验仪的电路布局如图3.1所示： （2）主要器件 电路主要器件如表3.1所示：编号型号功能 说明u1dip-40封装cpu主器件，可插仿真头u2、u374hc537数据地址锁存器u4、u14ln3361bs3位8段共阳极数码管u5max810电压监控复位器件u6pcf8563实时时钟芯片u7cat24wc02串行eprom存储器u8max232rs232串口通信接口器件u9asc08098位并行a/d转换器件u11tl431精密集成稳压器件u12dac08328位并行d/a转换芯片u13lm324集成运算放大器pwmledledpwm指示u1974hc00ttl与非门u2074hc02ttl或非门u2174hc04ttl非门u2274hcc138138译码器u23hm6225632k sramu2474hc74ttl d触发器l1-l8led8个led发光管kl0-kl7key键盘runledrun指示y11105926mhz石英晶振单片机时钟晶振y232768kmhz石英晶振实时时钟使用的晶振图3.11 dp-51s 单片机仿真实验仪（3）应用接口 为了能够更好的学习使用dp-51s单片机访真实验仪的系统资源，电路中为用户保留有许多应用接口。（4）电源插座power 该电源插座power为dp-51s单片机访真实验仪提供适合的工作电源。请使用陪到的+9v专用电源，以避免损坏电路组件，当dp-51s中外机访真实验仪连接+9v专用地安源后，电源指示power亮，说明供电正常，否则应检查电源电路。（5）串口com1、com2 com1目标号为rs232，外形是db9形式，是单片机的rs232输出，可以通过串行通信电缆与计算机进行串口通行，现实数据信息的交换。而com2口标号为uart，外形是db9针式，直接是但片机的串中信号线输出，因此可以完成单片机的串口信号线输出，因此可以完成单片机之间的相互通信。（6）+5v：电源输出接口j3 通过j3接口，dp-51s单片机访真实验仪能qgv、200ma的直流电源。方便用户开发自己的应用电路。注意，输出电流不可大雨200ma，否则将影响dp-51s实验仪正常工作。（7）d/a转换电源输入j6 和接口j6为单片机访真实验仪的d/a及其相关电路提供+12v和-12v工作电源，这样用户可以直接得到较为精确、正负对称的模拟量信号。j6的引脚排列如图3.17所示，各引脚的具体功能描述如表3.4所示（8）a/d主那换模拟量输入接口j7 该接口为用户提供了6路a/d转换输入通道（分别为vin2-vin7），用户可以能过该接口采集、测量各种物理量，当然输入的有效信号应该是该物理量被转化后所对应的电压值，且输入的电压信号必须保证在：0-5v之间，而别外2路a/d（vin0和vin1）已经通过2个精密可调动电位器直接接到了电源+5v上，这样用户可以调节电位器从而实现改变该通道输入模拟量的大小，给大家调试实验提供了方便。（9）单片机晶振接口y1 dp-51s单片机访真实验仪为拥护提供了一个可自由选择晶体频率的接口，拥护根据自己的实际需要使用大小不同的晶体。3.2 dp-51s单片机仿真实验仪功能特点 （1）用户可使用自带的p87c52x2单片机来进行仿真调试响应的单片机用户和序，也可以选配具有isp功能的p89c6xx2，p89c51rx2、p89c66x单片机作为目标mcu，且工作晶振频率可选：1-12mhz。 （2）板上集成从多常用接口电路：32ksram芯片62c253：3个独立led显示、3个独立按键；6个8段数码管与8按键组成的键盘/显示电路：12c借口实时时钟芯片pcf8563t：fc接口eprom芯片24wc02；rs232串行通讯接口芯片max232；串行显示2个8段数码管电路；字符液晶显示屏接口；无源蜂鸣器电路nuzzer；红外接收电路rfin；阻容复位电路、电源监控电路max810。这此实用借口电路涵盖了mcu的各个应用领域，能够提供用户领先的应用设计方法。 （3）电路信号的切换通过跳线器进行选择，可靠性高，使用方便。 （4） 提供实验电路的各部分原理图，提供各个实验课题的汇编程序a51源代码，浅显易懂，入门方便，使用户快速掌握应用系统的设计方法。 （5）预留isp接口，支持philipsisp单片机（如p89c51rx2。p89c66x、p89c6xx2等）的isp编程。 （6）通过mon51接口与高度软件协会配合，可按单步、断点、连续等方式测试实际应用程中； （7）进行实时操作系统的学习，如rtxtiny实时操作系统、uc/os-ki实时操作系统、smallrtos实时操作系统等。rtxtiny实时操作系统中德国keisoflware公司设计的，关于是smallrtos实时操作系统的源码可以在网站下载，至于详细的设计思想、就用设计实例和中间件，请参考基于80c51单片机的smallrtos实时操作系统的设计原理及其应用专著。有了这样的基础您就有了从8位的单片机过渡到32位arm的扎实功底，如果你的基础比较好，还可以深入学习。uc/os-实时操作系统，不仅可以在80c51单片机上使用，而且是可以十分方便地移植到32位arm上使用 （8）利用dp-51s单片机仿真实验仪引用的cpu信号，可以边接自己的实际应用系统。4.应用系统仿真软件keil c514.1 keil c51 介绍 keilc51 mvision2集成开发环境是keisoftwre，lnc/keilelektronikgmbh开发的基于80c51内核的微处理器软件开发平台，内以多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工和建立、管理，编译，连接，目标代码的生成，软件访真，硬件访真等完整的开发流和。尤其c编译工具在产生代码的准确性和效率性达到了较高的水平，而可以附加灵活的控制选项。keilc51集成开发环境的主要环境的主要功能是以下几点： （1）mvision2 for windowstm：是一个集成开发环境，它将项目管理，源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的z1环境中。 （2）c51国际标准优化c交叉编译器：从c源代码产生可重定位的口标模块。 （3）a51宏汇编器：从80c51汇编冤代码产生可重定位的口标模块。 （4）bl51连接/定位器：组合由c51和a51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块。 （5）lib51库管理器：从口际模块生成连接器可以使用的库文件。 （6）oh51目标文件至hex格式的转换器：从绝对目标模块生成intelhex文件。 （7） rtx-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项口的设计。 这个工具套件足为专业软件开发人员设计的，但任何层次的编程人员都可以使用，并获得80c51微控制器的部分应用。4.2 keil c51 集成工具和用途 mvision2支持所有的keil80c51的工具软件，包括c51编译器、宏汇编器、连接器/定位器和目标文件至hex格式转换器，mvision2可以自动完成便宜、汇编、连接程序的操作。 （1）c51便宜器和asi汇编器 由mvision21de创建的潭文件，可以被c51便宜器或a51汇编器处理，生成可重定位的object文件。keilc51以直接支持80c51结构的特性。keila51宏汇编器支持80c51及其派声系列的怕有指令集。 （2）lib51库管理器 bl51库管理器可以从由汇编器和便宜器创建的目标文件建立目标库。这些库是按规定格式排列的目标模块，可在以后被连接器所使用。当连接器处理一个库时，仅仅使用了库中程序使用的目标模块而不是全部加以引用。 （3）blsi连接器/定位器 bl51连接器使用从库中提取出来的目标模块和便宜器，汇编器生成的目标模块，创建一个绝对地址目标模块。绝对地址目标文件或模块包括不可重定位的代码和数据，所有的代码和数据都被个在具体的存储器单元中。 （4）mvision2软件调试器 mvision2软件调试器能十分理想地进行快速，可靠的程序调节，调试器包括一个同速模拟器，您可以使用它模拟整个80c50系统，包括片上外围器件和外部器件，当您从器件数据库选择时，这个器件的属性会被自动配置。 （5）mvision2硬件调试器 mvision2调试器响您提供厂几种在实际目标硬件上测试程序的方法。按mon51目标监控器到您的目标系统，并通过monitor-51接口下在你的程序，使用高级gdi接口，将mvision2调试同类似于dp-51s单片机仿真实验仪或者tks系列仿真器的硬件系统相连接，通过mvision2的人机交互环境指挥连接的硬件完成仿真操作。 （6）rtx51实时操作系统 rtx51实时操作系统是针对80c51微控制器系列的一个多任务内核。rtx51实时内核简化厂需要对实时事件进行反应的复杂应用的系统设计、编程和调试。这个内核完全集成在c51编译器中，使用非常简单，任务描述表和操作系统的统一性由bl51连接器/定位器自动进行控制。 此外vision2还只有极强的软件环境，友好的操作界面和简单快捷的操作方法，主要表现在以下几点：（1）丰富的菜单栏；（2）可以快色选择命令按钮的工具栏；（3）一些源代码文件窗口；（4）对话框窗口；（5）直观明了的信息显示窗口。5.软件设计5.1 显示模式设计一、显示灯的排列：l1l2l3l15l14l13l12l11l10l9l8l7l6l5l4l16二、显示模式：模式号显示状态参数08l1l6全亮p1=ffh,p0=ffh07l1l8亮，l9l16不亮p1=ffh,p0=00h06l1l8不亮，l9l16亮p1=00h,p0=ffh05l1l16奇数亮，偶数不亮p1=aah,p0=aah04l1l16偶数亮，奇数不亮p1=55h,p0=55h03l1、l2、l5、l6、l9、l10、l13、l14亮p1=cch,p0=cch02l3、l4、l7、l8、l11、l12、l15、l16亮p1=33h,p0=33h01l1l4、l9l12亮p1=f0h,p0=f0h 以上是对电灯显示模式分析出来的表格，每个不同的模式号对应不同的显示状态，对应的参数也不同。 本装置在使用中，是用到定时器来控制不同的闪烁方式的。当一个完整的闪烁结束后，即可转入新的闪烁方式。5.2 程序流程图5.2.1主程序流程图5.2.2 中断服务程序流程图5.3程序设计以下是城市灯光闪烁控制装置的完整源程序：* 主程序*main: mov sp, #spmov 30h, #08hmov p1, #ffhmov p0, ffhclr tr0to: mov tmod, #01hmov th0, #3chmov tl0, #0b0hsetb tr0t1: mov 30h, #50m8: cjne 30h, #00h, m8 cjne 31h, 08h, m7 mov p1, ffh mov p0, ffh dec 31h sjmp t1m7: cjne 31h, 07h, m6 mov p1, ffh mov p0, 00h dec 31h sjmp t1m6: cjne 31h, 06h, m5 mov p1, 00h mov p0, ffh dec 31h sjmp t1m5: cjne 31h, 05h, m4 mov p1, f0h mov p0, f0h dec 31h sjmp t1m4: cjne 31h, 04h, m3 mov p1, aah mov p0, aah dec 31h sjmp t1m3: cjne 31h, 03h, m2 mov p1, cch mov p0, cch dec 31h sjmp t1m2: cjne 31h, 02h, m1 mov p1, 55h mov p0, 55h dec 31h ljmp t1m1: cjne 31h, 01h mov p1, 33h mov p0, 33h mov 31h, 08h ljmp t1* 中断服务程序*int1: push 30h push 31h clr tr0 mov tmod, #01hmov th0, #3chmov tl0, #0b0h dec 30h pop 31h pop 30h setb tr0 reti 6.城市灯光闪烁控制装置的调试6.1 系统调试6.1.1 检查硬件连接 包括各元器件的正确使用，例如：地线、电源线的接口。检查电路板，各线路是否正