基于單片機的食堂IC卡設(shè)計(軟件部分)_圖文

1、論文題目:基于單片機的食堂IC卡系統(tǒng)設(shè)計(軟件專業(yè):自動化本科生:(簽名_指導(dǎo)老師:(簽名_摘要隨著中國經(jīng)濟的不斷提高,人們生活水平的日漸提升,各單位企業(yè)的人數(shù)也在不斷增加,解決員工就餐問題成了一些企業(yè)要解決的首要問題。在電子信息技術(shù)和計算機技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,人們把智能IC卡應(yīng)用到多個領(lǐng)域,當(dāng)然也進(jìn)入了食堂,這就為許多企事業(yè)單位解決了重要的問題。本此設(shè)計的食堂IC卡系統(tǒng)利用單片機STC89C52完成了充值、扣費報警、復(fù)位等功能。顯示部分采用LCD12232液晶顯示器,能夠支持漢字和數(shù)字輸出,簡單明了。鍵盤采用4*4鍵盤模塊,輸入方便。IC卡采用了西門子公司的SLE4442邏輯加密卡。設(shè)計結(jié)果

2、表明,此系統(tǒng)設(shè)計容易,結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,維修方便,能夠廣泛應(yīng)用于各種單位的食堂中。關(guān)鍵詞:單片機,IC卡,鍵盤Subject: Design of Canteen IC card system Based On Microcomputer (softwareSpecialty : AutomationName : Shi Lingyan (Signature_ Instructor : Wang Xia (Signature _ABSTRACTWith China's economy constant improving and the improvment of the livin

3、g standards of people, increasing the number of many enterprises have also increased, solving thhis problem has become some more and more importang. In the electronic information technology and computer technology is highly developed today, people to put smart IC card application to DuoGe field, of

4、course, also entered the dining room, this is for many enterprises solve the important problem.The design of the dining room IC card system using microcomputer STC89C52 completed prepaid money and debits function. Show LCD12232 part adopts LCD monitor, able to support the Chinese character and digit

5、al output, simple and clear. The keyboard with 4 * 4 keyboard module, the input is convenient. IC card used the Siemens company SLE4442 logic encryption card. The results indicate that the system design, the design of simple structure, easy maintenance, low cost, convenient are widely used in many k

6、inds of unit of the dining room.KEY WORDS: microcomputer, IC card, Keyboard目錄1 緒論 (11.1選題背景 (11.2 IC卡發(fā)展與應(yīng)用 (21.3 設(shè)計意義 (32 系統(tǒng)總體方案及硬件選擇 (52.1系統(tǒng)功能說明 (52.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 (52.4 IC卡選擇 (62.5 鍵盤選擇 (72.6顯示器選擇 (73 硬件電路設(shè)計 (93.1 單片機部分 (93.1.1單片機STC89C52 (93.1.2 主要管腳介紹 (103.1.3芯片擦除 (113.1.4單片機最小系統(tǒng)電路 (113.2 SLE4442部分

7、(133.2.1 SLE4442主要指標(biāo) (133.2.2 SLE4442引腳的配置 (143.2.3 IC卡接口電路 (143.3 LCD12232液晶顯示部分 (153.3.1 LCD12232簡介 (153.3.2 液晶顯示器技術(shù)參數(shù) (163.3.3漢字顯示原理 (163.3.4 ASCII碼顯示原理 (173.3.5液晶顯示電路 (183.4 4*4矩陣鍵盤 (193.5 蜂鳴報警電路 (204 軟件設(shè)計 (214.1流程框圖 (224.2 子程序流程圖 (234.2 .1扣費子程序流程圖 (234.2.2充值子程序流程圖 (235 編程與調(diào)試 (255.1 DOS下的C51開發(fā)工具

8、 (255.2開發(fā)軟件Keil介紹 (265.2.1 uVision3集成開發(fā)環(huán)境簡介 (275.2.2如何將代碼燒入STC單片機 (285.3調(diào)試結(jié)果 (285.3.1 上電初始狀態(tài) (285.3.2插卡狀態(tài) (295.3.3充值狀態(tài) (305.3.4扣費狀態(tài) (315.3.5 操作成功后狀態(tài) (315.3.6錯誤報警狀態(tài) (325.3.7復(fù)位后狀態(tài) (336 結(jié)束語 (336.1 結(jié)論 (346.2 展望 (34致謝 (35參考文獻(xiàn) (36論文小結(jié) (37附錄 (38附錄一:總原理圖 (38附錄二:程序 (391 緒論IC卡,又稱集成電路卡(Integrated Circuit Card或

9、者智能卡(Smart Card,是繼磁卡,光電卡之后的新一代標(biāo)識卡。此類卡具有智能又方便攜帶的優(yōu)點,為現(xiàn)代信息處理和傳輸提供了一種全新的方法。隨著社會的不斷進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,超大規(guī)模集成電路、大容量存儲芯片以及信息安全技術(shù)的發(fā)展,IC技術(shù)也在不斷進(jìn)步,應(yīng)用領(lǐng)域不斷地擴大,以IC卡為媒介的單片機售飯系統(tǒng)就是一個例子。IC卡的應(yīng)用提高了人們的生活水平和工作的效率,為人們帶來了方便實惠,加快了現(xiàn)代化進(jìn)度,已經(jīng)成為一個國家科技水平現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。食堂IC卡是適應(yīng)于就餐人數(shù)密集的食堂收費系統(tǒng),該系統(tǒng)從根本上解決了餐券流通過程中的偽造、丟失,細(xì)菌交叉感染等一系列的問題,促進(jìn)飲食服務(wù)管理向規(guī)范化、

10、系統(tǒng)化和科學(xué)化的方向發(fā)展。本次設(shè)計采用單片機,外加液晶顯示電路、按鍵控制電路、IC卡接口電路、蜂鳴器報警電路,可以實現(xiàn)充值、扣費、報警等多項功能。本系統(tǒng)具有設(shè)計低功耗,可靠性,智能化及低成本等特點。系統(tǒng)采用5V 的直流電源供電。整個系統(tǒng)程序編寫所用的軟件: Keil。本此設(shè)計的食堂IC卡系統(tǒng)利用單片機STC89C52控制整個系統(tǒng)。顯示部分采用LCD12232液晶顯示器,能夠支持漢字和數(shù)字輸出,簡單明了。鍵盤采用4*4矩陣鍵盤模塊,輸入方便。IC卡采用了西門子公司的SLE4442邏輯加密卡。最終實現(xiàn)了預(yù)期的充值、扣費、復(fù)位、報警等功能。設(shè)計結(jié)果表明,此系統(tǒng)設(shè)計容易,結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,維修方便,

11、能夠廣泛應(yīng)用于各種單位的食堂中。以前,各種企事業(yè)單位的食堂,人員就餐所用的都是紙質(zhì)或塑膠質(zhì)的飯票、菜票、飯卡,或是直接使用現(xiàn)金交易,學(xué)校也不例外。但是,這種食堂運作方式存在著方方面面的不足:操作繁瑣:傳統(tǒng)的食堂收費方式從飯票的印制、售賣、回收、點數(shù)、結(jié)算每個環(huán)節(jié)都采用人工進(jìn)行,且每天、每月都需進(jìn)行著重復(fù)的統(tǒng)計工作,令人繁不勝煩。1隨著社會不斷進(jìn)步,在我們生活的萬千世界里,人類已進(jìn)入了科學(xué)技術(shù)空前發(fā)展的信息高速化社會。在這個瞬息萬變的信息社會里,隨著大規(guī)模集成電路、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,以及人工智能在測試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用,逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代的儀器智能儀器。目前,而且還出現(xiàn)了

12、不少全新的儀器類型,使現(xiàn)代電子儀器發(fā)生了根本性的變化。作為其中之一的IC卡也進(jìn)入了人們的生活,給人們帶來了很多方便實惠。這些電子儀器很多都是由芯片控制的,由于單片機有很多優(yōu)點,比如集成度高,功能強,通用性好,尤其是它具有體積小,重量輕,能耗低,價格便宜,可靠性高,抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點,使單片機迅速得到了推廣應(yīng)用。目前已經(jīng)成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。世界各大電氣廠家,測控技術(shù)企業(yè),機電行業(yè),競相把單片機應(yīng)用于產(chǎn)品更新,作為實現(xiàn)數(shù)字化,智能化的核心部件。本次的食堂IC卡系統(tǒng)設(shè)計就是以單片機為核心的智能系統(tǒng),實現(xiàn)了管理智能化,大大提高了餐飲單位的效率,因而受

13、到了市場的青睞。1.2 IC卡發(fā)展與應(yīng)用IC卡的開發(fā)、研制與應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程,涉及到計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)、軟件、卡的讀寫設(shè)備、應(yīng)用機具等多種產(chǎn)品領(lǐng)域的多種技術(shù)學(xué)科。因此,全球IC卡產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場及應(yīng)用的競爭中迅速發(fā)展起來。IC卡已是當(dāng)今國際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點產(chǎn)品之一,除了在商業(yè)、醫(yī)療、保險、交通、能源、食堂、通訊、安全管理、身份識別等非金融領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外,在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛,影響十分深遠(yuǎn)。IC卡雖然進(jìn)入我國較晚,但在政府的大力支持下,發(fā)展迅速。1995年底,國家金卡辦為統(tǒng)籌規(guī)劃全國IC卡的應(yīng)用,組織擬定了(金卡工程非銀行卡應(yīng)用總體規(guī)劃。為保證IC卡的健康發(fā)展,在國務(wù)院金卡辦的領(lǐng)導(dǎo)

14、下,信息產(chǎn)業(yè)部、公安部、衛(wèi)生部、國家工商管理局等各個部委紛紛制定了IC卡在本行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。IC卡在銀行系統(tǒng)的應(yīng)用。銀行卡大體分為兩類:信用卡和儲值卡。信用卡,即貸記卡,有小額信貸功能,即可以小額透支。它要求持卡人有較高的信譽度,透支的錢應(yīng)及時存入。儲值卡,即借記卡,不需要建檔案,不需要擔(dān)保,不能夠透支,一般用于小額提取或消費。目前國內(nèi)各商業(yè)銀行所發(fā)放的銀行卡大多數(shù)為借記卡。IC卡收費系統(tǒng)。它包括電費、水費、煤氣費、通信費等各種消費資源費用的收取。該類系統(tǒng)可以提高管理效率和可靠性。通過預(yù)先收費,可以增加管理部門的可用資金,為居民提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),改變對資源先消費后收費的不合理狀況。對于用戶而言,I

15、C卡收費可消除收費人員入戶的騷擾和準(zhǔn)備現(xiàn)金零錢的煩惱;同時,還有利于用戶根據(jù)自家用電、用水、用煤氣的情況,進(jìn)行計劃消費。IC卡醫(yī)療保險系統(tǒng)。隨著我國醫(yī)療體制的改革,居民持保險公司發(fā)行的IC卡到醫(yī)院就醫(yī),就醫(yī)費用將由保險公司支付。醫(yī)療IC卡除了具有醫(yī)療費用的支付功能外,卡內(nèi)還可以存儲病人的病歷。公交管理系統(tǒng)。乘客持公交管理部門發(fā)行的預(yù)先付費IC卡乘車,上車時只需在汽車門口的收費機前晃一下(主動式卡,收費機自動完成收費。這樣,能有效地減少上下車時間,加快車輛周轉(zhuǎn)速度,提高管理效益,杜絕貪污、假幣現(xiàn)象。食堂IC卡系統(tǒng)。隨著中國人口的不斷增加,IC卡進(jìn)入一些企事業(yè)單位就成了一種不可擋的趨勢。消費者提前

16、充入一定金額的錢,在就餐時就可以不用帶上現(xiàn)金,只需要把卡插入刷卡機就可以顯示余額,然后餐廳工作人員扣除此次消費金額,這樣可以減少時間,提高效率。其它,還有交警管理系統(tǒng)、工商管理系統(tǒng)、IC卡電子門鎖、IC卡稅務(wù)管理系統(tǒng)、高速公路收費系統(tǒng)等多種IC卡應(yīng)用系統(tǒng)。IC卡隨著半導(dǎo)體技術(shù)、大規(guī)模集成電路芯片的發(fā)展而產(chǎn)生,也必將隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的高速發(fā)展而迅速發(fā)展壯大。不斷擴大IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域已成為社會發(fā)展的必然需求。在全球IC產(chǎn)業(yè)市場競爭更加激烈的情況下,IC卡必然向更高層次方向發(fā)展。諸如從接觸型IC卡向非接觸型IC卡轉(zhuǎn)移,從低存儲容量的IC卡向高存儲容量發(fā)展,從單功能IC卡向多功能IC卡轉(zhuǎn)化,

17、從單系統(tǒng)的IC卡向多系統(tǒng)IC卡轉(zhuǎn)化,由非銀行系統(tǒng)轉(zhuǎn)向銀行系統(tǒng)應(yīng)用,由民用轉(zhuǎn)向軍用,由局域網(wǎng)向因特網(wǎng)遷移等。新技術(shù)不斷涌現(xiàn),IC 卡品種繁多,這充分說明了IC卡的強大生命力。在未來的幾年中,IC卡將會越來越多地滲入到人們的生活中。1.3 設(shè)計意義在經(jīng)濟高度發(fā)達(dá)的今天,單片機的應(yīng)用是具有高度現(xiàn)實意義的。單片機擁有極高的可靠性,微型性和智能性(編寫不同的程序后可以就完成不同的控制工作,單片機已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具,已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中并且為我們的生活帶來了很多便利。單片機在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,許多用單片機做控制電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的生活中,食堂IC卡系統(tǒng)也應(yīng)運而

18、產(chǎn)生,本次設(shè)計用由編程控制液晶顯示器和智能IC卡接口電路。該系統(tǒng)具有充值、扣費、報警等功能。它具有價格便宜,性能穩(wěn)定,操作方便等特點。適合各類學(xué)校或者各種企事業(yè)單位使用。食堂IC卡系統(tǒng)的成功設(shè)計,首先能夠解決當(dāng)前部分單位食堂存在的一些弊端,為消費者和餐廳工作人員帶來大大的的方便。其次,在整個系統(tǒng)的軟件的編寫調(diào)試過程中,自己能夠?qū)W會很多專業(yè)知識,進(jìn)一步鞏固自己的編程能力,使自己的計算機能力進(jìn)一步提高。這樣,不僅加強了自己的動手動腦能力,而且還查閱了不少有關(guān)方面的資料,也為以后的工作積累更多的資本?？傊?通過本次食堂IC卡系統(tǒng)的軟件設(shè)計,使自己受益匪淺。通過此次基于單片機設(shè)計的食堂IC卡系統(tǒng),我和

19、搭檔可以更清楚詳細(xì)的了解單片機程序設(shè)計的基本指令功能、編程步驟和技巧來講述單片機編程,并對STC89C52單片機的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講述,進(jìn)一步了解基于單片機開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的工作原理,并且可以在將來的工作和學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用。加深了我對單片機的理解和應(yīng)用以及掌握單片機與外圍接口的一些方法和技巧,還更進(jìn)一步掌握了C語言編程的一些技巧。本系統(tǒng)完成了充值和扣費的功能。顯示部分采用LCD12232液晶顯示器,能夠支持漢字和數(shù)字輸出,簡單明了。鍵盤采用4*4鍵盤模塊,輸入方便。IC卡采用了西門子公司的SLE4442邏輯加密卡。設(shè)計結(jié)果表明,此系統(tǒng)設(shè)計容易,結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,維修方便,前些年廣泛應(yīng)用于各種單

20、位的食堂中。本次畢業(yè)設(shè)計意義主要表現(xiàn)在以下一些方面:(1 食堂IC卡系統(tǒng)電路包含了52系列單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成,同時在此基礎(chǔ)上擴展了一些使用性強的外圍接口。(2 可以了解到LCD12232液晶顯示器和SLE4442智能IC卡的的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的接口實例與具體連接與編程方法。2 系統(tǒng)總體方案及硬件選擇食堂IC卡售飯機系統(tǒng)作為食堂收費終端,根據(jù)實際使用環(huán)境,應(yīng)具有如下功能特點,以適用不同階段數(shù)據(jù)處理。(1就餐階段就餐階段,即實現(xiàn)扣費功能,屬于正常使用階段。在IC卡插入售飯機后,系統(tǒng)能讀出IC卡里面預(yù)先存儲的金額,并能雙屏進(jìn)行顯示。售飯員利用鍵盤按下扣費鍵,前后端液晶顯示器均顯示

21、“請輸入扣除金額”及可用余額,然后輸入就餐者選定的食物的金額,按下確定鍵,售飯機自動用卡中的金額減去應(yīng)付金額,操作完成后前后屏幕均顯示可用余額。若輸入錯誤,可以按下刪除鍵,進(jìn)行相應(yīng)的修改。如果就餐者卡中的余額小于消費的金額,售飯機則給出報警音,提示操作不能成功。(2充值階段充值階段,插卡后IC卡售飯機讀出卡里的余額,就餐者在充值交納一定的金額后,通過鍵盤輸入次此充值金額,售飯機自動將此次充值金額加入卡中。操作完成后,屏幕顯示充值后卡中的余額。若輸入錯誤,可以按下刪除鍵,進(jìn)行相應(yīng)的修改。返回主頁面可以按下復(fù)位鍵完成該項操作。2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計根據(jù)所述IC卡售飯機的功能特點,售飯機系統(tǒng)需要完

22、成數(shù)據(jù)的輸入、顯示和處理三種功能,整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。 由系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖可知,食堂IC卡系統(tǒng)主要包括控制系統(tǒng)、顯示模塊、插卡系統(tǒng)模塊、定時報警模塊、鍵盤模塊組成。通過這幾個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的操作控制和顯示功能。2.4 IC卡選擇根據(jù)IC卡的讀寫特點,IC卡主要分為接觸型IC卡和射頻卡兩類。(1接觸型IC卡接觸型IC卡的表面有6個或8個金屬觸點,只有在IC插入讀寫器內(nèi)后,在微處理器的控制下才能夠完成的讀寫操作。(2射頻卡射頻卡沒有金屬觸點而是在卡內(nèi)置有天線射頻卡處在讀卡器一定距離內(nèi)時,讀寫卡器通過發(fā)射射頻信號對卡進(jìn)行讀寫操作。根據(jù)IC卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu),IC卡又可以分為存儲

23、卡、邏輯加密卡和CPU卡。(1存儲卡存儲卡的存儲單元一般為電可擦除的存儲器EEPROM。存儲卡的容量從幾十字節(jié)到幾千字節(jié)不等。這類卡具有操作簡單、讀寫速度快,信息存儲時間長等優(yōu)點。如Atmel 公司AT24C01卡,具有128B(bits,典型擦寫壽命10萬次,數(shù)據(jù)保存時間100年。但是這類卡不具備加密功能,存儲的數(shù)據(jù)可以很容易地被讀出,因而卡內(nèi)信息的安全性較差,常常用于安全性能不高的場合,如門禁卡、身份識別卡等。(2邏輯加密卡邏輯加密卡內(nèi)設(shè)有硬件邏輯加密電路,只有在輸入密碼正確后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的改寫,否則數(shù)據(jù)只能被讀出。而且輸入的錯誤密碼達(dá)到規(guī)定次數(shù)后,IC卡自動鎖死報廢,因而這種卡的安全性能

24、很高。常見的如西門子的SLE4442卡,如果連續(xù)三次密碼輸入錯誤,卡就會報廢。這種卡常常用于對信息保密性較高的領(lǐng)域,非常適合于涉及到金融等方面的應(yīng)用。綜合上述考慮,本系統(tǒng)選用西門子SLE4442邏輯加密型IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和身份的識別。詳細(xì)介紹見硬件設(shè)計部分。2.5 鍵盤選擇單片機系統(tǒng)中常用的鍵盤有以下兩種類型。(1獨立型按鍵獨立型按鍵的一腳通過電阻接電源或者接地,而另一腳接單片機的I/O口。在按鍵被按下和沒有按下時I/O口電平剛好相反。這樣通過檢測I/O口的電平狀態(tài)即可判斷哪一個按鍵被按下了。此類按鍵的特點是按鍵電路配置靈活,按鍵的狀態(tài)識別簡單,程序編寫相對簡單,但是每一個按鍵需要占用一個

25、I/O口,資源占用率較高,當(dāng)按鍵的數(shù)量不是很多或者系統(tǒng)有比較多電熱I/O口剩余時,可以采用此類設(shè)計。(2矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤有行線和列線組成。按鍵位于行列線的交叉點上,一個4*4的矩陣式結(jié)構(gòu)就可以構(gòu)成一個含有16個按鍵的鍵盤。按鍵設(shè)置在行列線的交叉點上,行列線分別接到按鍵開關(guān)的兩端。行列通過上拉電阻接到+5V上,平時當(dāng)沒有按鍵按下時,列線處于高電平狀態(tài);當(dāng)有按鍵按下時,行列線導(dǎo)通,因此列線的電平將由此相連接,各個按鍵按下與否影響該鍵所在行列線的電平。這樣行列線配合起來進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?就可以確定按鍵的位置。與獨立式鍵盤相比,要節(jié)省很多I/O口,適用于按鍵數(shù)量較多的場合。食堂IC卡售飯系統(tǒng)選用ST

26、C89C52的I/O端口較多,在實際使用中鍵盤最好集成在IC卡售飯機以內(nèi)以防止由于鍵盤的滑輪造成售飯員的誤操作。綜合考慮實際使用的情況和價格相比較,本設(shè)計采用矩陣式掃描鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。由于有0到9十個數(shù)字鍵,再加一些功能鍵,因此采用4*4矩陣鍵盤。顯示器是最常用的輸出顯示設(shè)備,其種類很多,但在單片機系統(tǒng)設(shè)計中最常用的是發(fā)光二極管顯示器(LED和液晶顯示器(LCD兩種。由于這兩種顯示器它們擁有成本低廉,結(jié)構(gòu)簡單,接口容易實現(xiàn)等特點,所以被廣泛應(yīng)用于各類單片機設(shè)計的系統(tǒng)之中。液晶顯示器(LCD具有功耗低、體積小、重量輕、顯示信息豐富、超薄等許多其他顯示器所不能夠比擬的優(yōu)點。近些年來被廣泛用于單片

27、機控制的智能儀器和低功耗電子產(chǎn)品中。液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display是一種極低功耗的顯示器,另外它還具有高清晰度、大信息量等特點,這就使它越來越廣泛地應(yīng)用于小型儀器的顯示中。在現(xiàn)階段常用的顯示器包括LED二極管顯示以及LCD液晶顯示兩種類型。LED是自發(fā)光顯示,價格便宜、體積大、耗電高、圖像質(zhì)量一般,適合于室外大屏幕展示,如廣告牌、商場電子宣傳欄等。LCD液晶顯示是投射光顯示,價格稍高、體積小、耗電低、圖像質(zhì)量高,適用于各類顯示屏的設(shè)計,如電腦液晶屏、手機屏幕等。二者在各個方面的比較都有其優(yōu)勢,但對于此次設(shè)計,需顯示相關(guān)漢字及金額操作的情況,顯示內(nèi)容較靈活,對數(shù)字

28、和漢字顯示要求比較高。因此選用自帶漢字?jǐn)?shù)據(jù)庫類型的LCD液晶顯示器。綜合上述兩種顯示器的優(yōu)缺點,因此在本設(shè)計中選用了目前常見的性能比較好的有串行數(shù)據(jù)端口及自帶漢字?jǐn)?shù)據(jù)庫的LCD12232點陣液晶顯示屏。3 硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)采用單片機作STC89C52為本設(shè)計的核心元件。利用兩片LCD12232液晶顯示器作為顯示器件。通電后,未插卡時顯示“請插入IC卡”,插卡后合法卡顯示“IC卡服務(wù)系統(tǒng)”,”余額”及余額值,按充值鍵后顯示“請輸入充值金額”,按扣費鍵后顯示“請輸入扣除金額”。在本次設(shè)計中,接入一個4*4的按鍵鍵盤,其中0至9號鍵用于數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的輸出,10號鍵用做

29、操作完成后的確定鍵,11號鍵用做充值鍵, 12號鍵用做輸入錯誤時的刪除鍵,13號鍵用做扣費鍵,由于考慮到按鍵處接線電路較為復(fù)雜,14、15號鍵空閑不用,在外板子上接上復(fù)位鍵,用于退回主頁面。另外,本系統(tǒng)還有一個重要的組成部分插卡接口,即SLE4442,該部分主要是用于IC卡插入,是本系統(tǒng)相當(dāng)重要的組成部分。SLE4442具有7種指令,包括讀、寫主存儲器,讀、寫主保護(hù)器,讀、寫安全存儲器和密碼校驗指令。因此本系統(tǒng)硬件由以下幾個部分組成:(1STC89C52單片機電路(2LCD12232液晶顯示電路(34*4按鍵開關(guān)(4蜂鳴器報警電路(5SLE4442智能IC卡,及插卡電路由于要給各個芯片提供電源

30、,所以還包括5V電源電路。3.1 單片機部分STC89C52是51系列單片機中的一個型號,它是由ATMEL公司生產(chǎn)的。ST C89C52是一個低電壓,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn),兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元,功能強大的STC89C52單片機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。STC89C52有40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出(I/O端口,同時內(nèi)含2個外中斷口,3個16位可編程定時計

31、數(shù)器,2個全雙工串行通信口,2個讀寫口線, STC89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起,特別是可反復(fù)擦寫的Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 圖3.1 STC89C52引腳圖3.1.2 主要管腳介紹STC89C52具體管腳介紹如下:主電源引腳(2根:VCC:電源輸入,接+5V電源;GND:接地線外接晶振引腳(2根:XTAL1,片內(nèi)振蕩電路的輸入端;XTAL2,片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳(4根:RST/VPP,復(fù)位引腳,引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復(fù)位;ALE/PROG,地址鎖存允許信號;

32、PSEN,外部存儲器讀選通信號;EA/VPP,程序存儲器的內(nèi)外部選通,接低電平從外部程序存儲器讀指令,假如接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳(32根:STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口,分別位P0、P1、P2、P3口,每個口有8位(8根引腳,共32根。STC89C52主要功能如表3.1所示。表3.1 STC89C52主要功能描述 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合,并保持ALE 管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。此外,STC89C52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯

33、,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。單片機最小系統(tǒng),也稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對52系列單片機而言,最小系統(tǒng)包括:單片機、晶振電路、復(fù)位電路。(1時鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個可以用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器,而引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。此時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件,內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件一般通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2 12MHz之間選擇,電容值在530pF之間選擇,電

34、容值的大小能夠?qū)︻l率起微調(diào)的作用。外部方式的時鐘電路XTAL1接地,XTAL2接外部振蕩器。對外部振蕩信號沒有特殊要求,只要求保證脈沖寬度,因而一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器會把振蕩頻率兩分頻,產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2,供單片機使用。(2復(fù)位及復(fù)位電路復(fù)位操作:復(fù)位是單片機的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H,使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外,當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時,為了擺脫困境,同時也需按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位信號及其產(chǎn)生:RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效,其有效時間應(yīng)該持續(xù)24

35、個振蕩周期(即二個機器周期以上。若使用頗率為6MHz的晶振,則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。整個復(fù)位電路主要包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(RST送至施密特觸發(fā)器,再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣,然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位相按鍵手動復(fù)位兩種方式。單片機最小系統(tǒng)電路電路圖如圖3.2所示。 圖3.2 單片機最小系統(tǒng)原理圖3.2 SLE4442部分SLE4442是西門子公司的一款具有可編程安全代碼(PSC和寫保護(hù)功能的智能型存儲芯片。它具有2568EEPORM主存儲器,不可逆的4個寫保護(hù)器,1B的

36、錯誤計數(shù)器具有3B密碼保護(hù)功能。SLE4442采用兩線數(shù)據(jù)傳輸方式,符合IS07186-3標(biāo)準(zhǔn)。SLE4442具有一個安全邏輯,用于控制存儲器的讀寫操作。在密碼成功之前,除密碼外,數(shù)據(jù)都可以讀出,只有密碼校驗成功之后才可以執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入動作。SLE4442卡為256字節(jié)加密卡,存在讀、寫數(shù)據(jù)、保護(hù)數(shù)據(jù)以及密碼操作。3.2.1 SLE4442主要指標(biāo)(1字節(jié)數(shù):256字節(jié)EEPROM(2存儲器:32位保護(hù)存儲器(3密碼:3字節(jié)用戶密碼,密碼錯誤計數(shù):3次(4溫度范圍:070(5擦寫次數(shù):至少100,000次擦寫循環(huán)3.2.2 SLE4442引腳的配置(1SLE4442IC 卡采用兩線數(shù)據(jù)傳輸方式

37、其引腳配置如下圖3.3所示: 圖3.3 SLE4442IC 卡引腳的配置 3.2.3 IC 卡接口電路在此電路中,由于STC89C52是主控芯片,因此STC89C52需要完成對IC 芯片的復(fù)位、讀寫等操作。首先對于復(fù)位響應(yīng)操作,由于復(fù)位響應(yīng)是根據(jù)ISO7816標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行的。在操作期間的任何時候都可以復(fù)位,只有經(jīng)過了復(fù)位才能對IC 卡進(jìn)行其他操作。開始時地址計數(shù)器隨一個時鐘脈沖而被設(shè)置成0。當(dāng)RST 線從H 狀態(tài)置到L 狀態(tài)時,第一個數(shù)據(jù)位的內(nèi)容被送到I/O 線上。若連續(xù)輸入32個時鐘脈沖,主存儲器中的前4個字節(jié)地址單元中的內(nèi)容被讀出。在第33個時鐘脈沖的下降沿,I/O 線被置成H 狀態(tài)而關(guān)閉。

38、復(fù)位響應(yīng)之后,芯片等待著命令。每條命令都以一個“啟動狀態(tài)”開始。整個命令包括三個字節(jié)。隨后緊跟著一個附加脈沖并用一個“停止?fàn)顟B(tài)”來結(jié)束操作。當(dāng)CLK為H 狀態(tài)期間,I/O線的下降沿為啟動狀態(tài);當(dāng)CLK為H狀態(tài)期間,I/O線的上升沿為停止?fàn)顟B(tài)。需要注意的是:脈沖的下降沿之后,I/O線上的第一位數(shù)據(jù)變?yōu)橛行?。隨后每增加一個時鐘脈沖,芯片內(nèi)部的一位數(shù)據(jù)被送到I/O線上。其輸出的順序是從侮個字節(jié)的最低位開始。當(dāng)所需要的最后一個數(shù)據(jù)送出以后,需要再附加一個時鐘脈沖來把I/O線置成H狀態(tài),以便準(zhǔn)備接受新的命令。在輸出數(shù)據(jù)期間,任何“啟動狀態(tài)”和“停止?fàn)顟B(tài)”均被屏蔽掉。智能IC卡電路由SLE4442外接5V

39、電源組成。如圖3.3所示。 圖3.3 SLE4442智能IC卡電路3.3 LCD12232液晶顯示部分3.3.1 LCD12232簡介LCD12232-9內(nèi)置ST7920A驅(qū)動控制器,點陣為122×32點,每行7個半漢字,共2行。內(nèi)部字型ROM 包括8192個16×16點陣的中文字型和126個16×8點陣的字母符號字型,另外還提供一個64×256點的繪圖區(qū)域(GDRAM及240點的ICON RAM,可以和文字畫面混合顯示。內(nèi)含的CGRAM有4組可編程的1616點陣的造字功能。與單片機的接口有8位并行、4位并行、2/3線串行。它采用低功率電源消耗,電壓范圍

40、2.75.5V,功能齊全,漢字、點陣圖形、ASCII 碼、曲線同屏顯示;上下左右移動當(dāng)前顯示屏幕、清屏、光標(biāo)顯示、閃爍、睡眠、喚醒、關(guān)閉顯示功能齊備,適合許多場合應(yīng)用。它內(nèi)置8192個16*16點漢字庫和128個16*8點ASCII字符集圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/ 列驅(qū)動器及128×32全點陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示,也可以顯示7.5×2個(16×16點陣漢字.與外部CPU接口采用并行或串行方式控制。3.3.2 液晶顯示器技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)和性能:供電電源VDD:3.0V5.5V?？娠@示內(nèi)容:122(列×32(行。顯示特點:全屏幕點陣

41、。 2M ROM(CGROM:提供8192個漢字(16×16點陣。 16K ROM(HCGROM:提供128個字符(16×8點陣。頻率:2MHZ。工作溫度: 055。存儲溫度: -2060。在PC的文本文件中,漢字是用機內(nèi)碼的形式存儲的,其中每個漢字占2字節(jié),第一個字節(jié)為機內(nèi)碼的區(qū)碼,漢字機內(nèi)碼的區(qū)碼范圍是從0A1H(十六進(jìn)制開始,對應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū);而機內(nèi)碼的第二個字節(jié)為機內(nèi)碼的位碼,范圍也是從0A1H(十六進(jìn)制開始,對應(yīng)某區(qū)中的第一個位碼。就是說將漢字機內(nèi)碼減去0A0AH就得到該漢字的區(qū)位碼。例如,漢字“北”的機內(nèi)碼是十六進(jìn)制的“B1B1”,其中前兩位“B1”表示

42、機內(nèi)碼的區(qū)碼,而后兩位“B1”表示機內(nèi)碼的位碼。所以“北”的區(qū)位碼為0B1B1H-0A0A0H=1111H,將區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制,得漢字“北”的區(qū)位碼為“1717”。即“北”的點陣位于第17區(qū)的第17個字的位置,在文件HZK16中的位置為第32×(17-1×94+(17-1=48640D以后的32個字節(jié)為“北”的顯示點陣。用RF-1800編程器讀入二進(jìn)制文件hzk16j.bin后利用其編輯功能中的緩沖區(qū)編輯查找到BE00 H (48640D是十進(jìn)制,將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制后得BE00 H開始的32個字節(jié):04 80 04 80 04 88 04 98 04 A0 7C

43、C0 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 1C 82 E4 82 44 7E 00 00(以上全為下十六進(jìn)制,將其寫在16×16點陣方格紙上,即得圖3.4。由此可以理解其相互邏輯關(guān)系。 圖3.4 邏輯關(guān)系圖在單片機系統(tǒng)中,連續(xù)取32個字節(jié)送到LCD的相應(yīng)位置,就能正確顯示漢字后的圖形符號。從HS-12232-1使用的SED1520的控制原理得知,字模送顯示前要旋轉(zhuǎn)90°,例如“逢”的區(qū)位碼是3778,在HZK16中的位置為第32*(37-1*94+(78-1=110752D 以后的32個字節(jié):04 44 FF FE 05 40 41 F8

44、 33 10 14 E0 01 18 F6 46 1B F8 10 40 13 F8 10 40 17 FC 10 40 28 46 47 FC , 旋轉(zhuǎn)90°后上16個字節(jié):82 8A 92 B2 02 A7 92 5E 2A AF 2A 5A 4A 83 82 00,下16個字節(jié);00 80 40 3F 04 90 95 95 95 FF 95 95 95 D0 40 00。3.3.4 ASCII碼顯示原理ASCII碼的顯示與漢字的顯示基本原理相同,在ASC16文件中不存在機內(nèi)碼的問題,其顯示點陣直接按ASCII碼從小到大依次排列,不過每個ASCII碼在文本文件中只占1個字節(jié)并且

45、小于80 H, 每個ASCII碼為8×16點陣,即在ASCII16文件中,每個ASCII碼的點陣也只占16個字節(jié)。模塊主要硬件構(gòu)成說明:RS,R/W的配合選擇可以決定控制界面的4種模式: 液晶顯示電路有兩部分組成,一個用于前端顯示,另一個用于后端顯示。圖3.5 LCD12232液晶顯示電路STC89C52單片機與HS12232-9(LCD12232接口電路如圖3.3所示,前一片只占用P1.4(對應(yīng)于CS、P1.5(對應(yīng)于SID、P1.6(對應(yīng)于SCLK三根I/O口,CS引腳片選,高電平片選使SID和CLK的信號有效,SID引腳作數(shù)據(jù)線,SCLK引腳作時鐘線。單片機通過SID數(shù)據(jù)線在S

46、CLK同步時鐘線配合下完成數(shù)據(jù)(指令傳輸?shù)娜蝿?wù)。后一片占用P3.7(對應(yīng)于CS、P3.6(對應(yīng)于SID、P3.5(對應(yīng)于SCLK三根I/O口,原理同前一片液晶顯示器。這個方案接口電路十分簡單,僅僅只需三個I/O口可以讓CPU的接口資源得到充分的利用;不足的是串行傳送固有的速度不如并行傳送的速度,但如果需要顯示數(shù)據(jù)不是特別多,刷新速度要求不是特別快時仍是個相當(dāng)不錯的選擇,適用于接口交資源緊張,且對顯示速度要求不高的場合。3.4 4*4矩陣鍵盤矩陣鍵盤又稱行列鍵盤,它是用四條I/O線作為行線,四條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每個交叉點上設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數(shù)就為4*4個。

47、這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。 圖3.4 4*4矩陣鍵盤電路當(dāng)無按鍵閉合時,P2.0P2.3與P2.4P2.7之間開路。當(dāng)有按鍵閉合時,與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無按鍵按下的方法是:第一步,置列線P2.4P2.7為輸入狀態(tài),從行線P2.0P2.3輸出低電平,讀入列線數(shù)據(jù),若某一列線為低電平,則該列線上有鍵閉合。第二步,行線輪流輸出低電平,從列線P2.4P2.7讀入數(shù)據(jù),若有某一列為低電平,則對應(yīng)行線上有鍵按下。綜合以上一二兩步的結(jié)果,就可以確定按鍵編號。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作,因此須等到按鍵釋放后,再進(jìn)行鍵功能操作,否則按一次鍵,有

48、可能會連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。4*4鍵盤分配情況:S0S9:數(shù)字鍵09S10:完成充值扣費后確定操作S11:充值鍵,按下后顯示“請輸入充值金額”S12:輸入錯誤時,刪除錯誤數(shù)字S13:扣費鍵,按下后顯示“請輸入扣除金額”3.5 蜂鳴報警電路如圖3.4所示,MCU通過一I/O端口控制蜂鳴器,為確保輸出電流信號有效驅(qū)動蜂鳴器,在蜂鳴器與端口之間采用一個PNP型三極管蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動。它與單片機的連接方式如圖所示,BUZ接單片機P1.1口。單片機P1.1口通過PNP 型三極管驅(qū)動蜂鳴器,P1.1口輸出低電平時,三極管導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出響聲。 圖3.5 蜂鳴報警電路4 軟件設(shè)計軟件的編程設(shè)計是單片機系統(tǒng)

49、設(shè)計的核心部分,是硬件系統(tǒng)的靈魂,也是能否實現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。單片機編程常用的語言是C語言和匯編語言,最終都要轉(zhuǎn)為Intel HEX 格式或二進(jìn)制格式(Binary文件拷入單片機芯片內(nèi)。本次設(shè)計我們使用的是C語言進(jìn)行編程設(shè)計。本次基于單片機的食堂IC卡系統(tǒng)設(shè)的計軟件設(shè)計部分采用模塊化程序設(shè)計。從結(jié)構(gòu)上看,系統(tǒng)控制軟件主要包括一個主程序,顯示器驅(qū)動程序和智能IC卡驅(qū)動程序。從功能上看,系統(tǒng)控制軟件則主要由一個IC卡控制程序,按鍵處理程序,驅(qū)動程序等組成。主程序主要完成系統(tǒng)初始化、IC卡插入檢測、讀寫和鍵盤輸入與處理、異常情況報警處理等工作,以完成人換的功能。程序按鍵處理程序是系統(tǒng)服務(wù)程序的一部分

50、。按鍵處理程序完成機交按鍵的識別與處理工作。在確認(rèn)按鍵被按下后,通過查找按鍵,區(qū)分功能鍵與數(shù)字鍵,從而根據(jù)不同的情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。顯示器驅(qū)動程序主要完成地址分配,余額顯示,按鍵操作等。IC卡驅(qū)動程序主要完成讀、寫主存儲器,讀保護(hù)存儲器,讀密碼,密碼校驗,IC卡復(fù)位等功能。 4.2 子程序流程圖4.2 .1扣費子程序流程圖就餐階段,即實現(xiàn)扣費功能,屬于正常使用階段。在IC卡插入售飯機后,系統(tǒng)能讀出IC卡里面預(yù)先存儲的金額,并能在面對就餐者和售飯員兩方的雙屏進(jìn)行顯示。售飯員利用鍵盤按下扣費鍵,液晶顯示器均顯示“請輸入扣除金額”及可用余額,然后輸入就餐者選定的食物的金額,按下確定鍵,售飯機自動用卡

51、中的金額減去應(yīng)付金額,操作完成后前后屏幕均顯示可用余額并有成功提示音。若輸入錯誤,可以按下刪除鍵,進(jìn)行相應(yīng)的操作。如果就餐者卡中的余額小于消費的金額,售飯機則給出報警音,提示操作不能成功。 圖 4.3 扣費過程流程圖充值階段,IC卡售飯機讀出卡里的余額,就餐者在充值交納一定的金額后,由工作人員通過鍵盤輸入次此充值金額,售飯機自動將此次充值金額加入卡中。操作完成后,屏幕顯示充值后卡中的余額。若輸入錯誤,可以按下刪除鍵,進(jìn)行相應(yīng)的操作。返回主頁面可以按下復(fù)位鍵完成該項操作。如圖4.4所示。 圖 4.4 充值過程流程圖5 編程與調(diào)試5.1 DOS下的C51開發(fā)工具8051系列微處理器被廣泛應(yīng)用于類產(chǎn)

52、品中。KeilC51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編語言相比,C語言在功能、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯優(yōu)勢,并且易學(xué)易用。KeilC51提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面,生成的匯編代碼很緊湊,且容易理解,在開發(fā)大型軟件是更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。開發(fā)工具介紹51系列單片機作為工業(yè)使用的微控制器,從1985年開始,就有單片機的C語言編程,簡稱C51。并非所有的C51編譯器都產(chǎn)生和發(fā)揮8051特點的有效代碼。下面就各司的編譯器做簡要介紹。(1AMERICAN AUTOMATION該編譯器通過使用#asm和e

53、ndasm預(yù)處理選擇支持匯編語言。此編譯器編譯速度慢,要求匯編的中間環(huán)節(jié)支持。(2ARCHIMEDES它的鼻祖是瑞典的IAR,是支持分組開關(guān)的編譯器。它和ANSI兼容,只是需要一個比較復(fù)雜的連接程序控制文件支持,程序才能運行。(3A VOCET該軟件包包括編譯器、匯編器、連接器、庫MAKE工具和編輯器,集成環(huán)境類似Borland C和Turbo C。C編譯器產(chǎn)生一個匯編語言文件,然后再用匯編器,其編譯速度較快。(4Keil C51Keil C51的V6.xx、V7.xx(包括V6.02、V6.10、V6.12、V6.14、V6.20、V6.20C、V6.23、V7.0、V7.01、V7.02、

54、V7.03、V7.04、V7.05、V 7.06a和V7.07等是目前世界上最好的51單片機的匯編和C語言開發(fā)工具。它支持匯編,C語言以及混合編程,同時具備強大的軟件仿真和硬件仿真。25現(xiàn)如今,用于進(jìn)行單片機編程調(diào)試的軟件有很多種,但其操作平臺和使用方法都大同小異。Keil Vison系列是德國Keil Software公司推出的51系列兼容單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)。Vison3是集成的可視化Windows操作界面,其提供了豐富的庫函數(shù)和各種編譯工具,能夠?qū)?1系列單片機以及和51系列兼容的絕大部分類型的單片機進(jìn)行設(shè)計。Keil Vison系列可以支持單片機C51程序設(shè)計語言,也可以直接進(jìn)行匯編語言

55、的設(shè)計與編譯。目前,Keil公司已經(jīng)被ARM公司收購,成為ARM旗下的產(chǎn)品。Keil Vison系列的集成開發(fā)環(huán)境最高版本是Vison3,版本號為V8.08。Keil Vison系列是一個非常優(yōu)秀的編譯器,受到廣大單片機設(shè)計者的廣泛使用。其主要特點如下:(1支持匯編語言、C51語言等多種單片機設(shè)計語言;(2可視化的文件管理,界面友好;(3支持豐富的產(chǎn)品線,除了51及其兼容內(nèi)核的單片機外,還新增加了對ARM內(nèi)核產(chǎn)品的支持;(4具有完善的編譯連接工具;(5具備豐富的仿真調(diào)試功能,可以仿真串口、并口、A/D、D/A、定時器/計數(shù)器以及中斷等資源,同時也可以和外部仿真器聯(lián)合進(jìn)行在線調(diào)試;(6內(nèi)嵌RTX

56、-51實時多任務(wù)操作系統(tǒng);(7支持在一個工作空間中進(jìn)行多項目的程序設(shè)計。(8支持多級代碼優(yōu)化Vison3集成開發(fā)環(huán)境中提供了很多不同用途的窗口,利用這些窗口可以完成源代碼的編輯、反匯編的查看、各種編譯和調(diào)試的輸出結(jié)果、堆棧中的數(shù)據(jù)查看、程序變量的內(nèi)容查看以及仿真波形圖等。源代碼編輯窗口;反匯編窗口;觀察和堆棧窗口;存儲器窗口;CPU寄存器窗口;串行窗口;邏輯分析窗口;符號觀察窗口。如圖5.1所示。26 圖5.1 Keil工作界面5.2.1 uVision3集成開發(fā)環(huán)境簡介(1項目管理:工程(project主要組成部分有三部分,即源文件、開發(fā)工具選項以及編程說明。一個單獨的uVision2工程能

57、夠產(chǎn)生一個或者是多個目標(biāo)程序。開發(fā)工具選項可以對應(yīng)目標(biāo)、組或單個文件,uVision2包含一個器件數(shù)據(jù)庫(device database,可以自動設(shè)置匯編器、編譯器、連接定位器及調(diào)試器選項,來滿足用戶充分利用特定微控制器的要求。uVision2能夠為片外存儲器產(chǎn)生必要的連接選項,并確定起始地址和規(guī)模。(2集成功能:集成源極瀏覽器利用符號數(shù)據(jù)庫使用戶可以快速瀏覽源文件。用詳細(xì)的符號信息來優(yōu)化用戶變數(shù)存儲器;(2文件尋找功能:在特定文件中執(zhí)行全局文件搜索;(3工具菜單:允許在V2集成開發(fā)環(huán)境下啟動用戶功能;(4可配置SVCS接口:提供對版本控制系統(tǒng)的入口;(5PC-LINT接口:對應(yīng)用程序代碼進(jìn)行深層語法分析;(6Infineon的EasyCase接口:集成塊集代碼產(chǎn)生;(7Infineon的DAVE功能:協(xié)助用戶的CPU和外部程序。DAVE工程能夠被直接27輸入uVision2。用編譯器(如Keil編譯成HEX文件就可以燒錄程序了。下面是燒錄程序的主要界面,燒錄過程非常簡單,操作也非常簡單,實現(xiàn)方便。 圖5.2 燒錄程序界面5.