基于單片機(jī)的可程控順序系統(tǒng)論文正文

長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE38-1引言1.1程序控制順序系統(tǒng)意義單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，其核心技術(shù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其中單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是越來(lái)越普遍了。單片機(jī)控制系統(tǒng)是以單片機(jī)（CPU）為核心部件，擴(kuò)展一些外部接口和設(shè)備，組成單片機(jī)工業(yè)控制機(jī)，主要用于工業(yè)過(guò)程控制。要進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先必須具有一定的硬件基礎(chǔ)知識(shí)；其次，需要具有一定的軟件設(shè)計(jì)能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求，靈活地設(shè)計(jì)出所需要的程序；第三，具有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。最后，還必須掌握生產(chǎn)過(guò)程的工藝性能及被測(cè)參數(shù)的測(cè)量方法，以及被控對(duì)象的動(dòng)、靜態(tài)特性，有時(shí)甚至要求給出被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。順序控制是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)比較典型的控制方式。因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)際就是按照一定的順序和一定工藝要求進(jìn)行的加工過(guò)程，不論其生產(chǎn)流程多么復(fù)雜，總可以把流程分成若干個(gè)工作步驟，每個(gè)工作步驟又可以分為幾個(gè)加工的順序段，并使每一個(gè)順序執(zhí)行一個(gè)特定的操作。這樣經(jīng)過(guò)若干個(gè)加工順序段之后就可以得到最后的產(chǎn)品。采用順序控制系統(tǒng)的意義，就是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，使生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)的按照順序動(dòng)作，順序控制已被廣泛的應(yīng)用在加工，裝配，包裝等自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中，是工業(yè)自動(dòng)化的分支。順序控制的設(shè)計(jì)，一般采用PLC，工控機(jī)和單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而單片機(jī)作為一種低成本實(shí)現(xiàn)方式，在小型控制裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。目前單片機(jī)順序控制軟件的設(shè)計(jì)，一般針對(duì)具體工業(yè)過(guò)程進(jìn)行的，生產(chǎn)工藝改變則控制軟件必須重新設(shè)計(jì)。如果控制軟件設(shè)計(jì)成通用化的形式，則將可以接節(jié)省設(shè)計(jì)人員的大大量重復(fù)勞動(dòng)，縮短順序控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期。1.2順序控制的歷史以及發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)50年代大多采用繼電器的固定式順序控制系統(tǒng)，50年代后期采用二極管的矩陣式順序控制系統(tǒng)，到60年代末出現(xiàn)了可編程順序控制系統(tǒng)。70年代以來(lái)，順序控制技術(shù)迅速發(fā)展，并逐步采用微型計(jì)算機(jī)，向小型化和大型多功能方向發(fā)展。圖1-1示出了順序系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)。檢測(cè)元件測(cè)出被控對(duì)象（如加熱反應(yīng)爐）的狀態(tài)（如加料完畢），測(cè)量信號(hào)送到順序控制器處理并發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)執(zhí)行器使被控對(duì)象改變到一個(gè)新的狀態(tài)（如接通加熱器）。順序控制器常采用各種開(kāi)關(guān)（如限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)）、光電轉(zhuǎn)換元件、穿孔紙帶等來(lái)設(shè)定工作條件；常用的執(zhí)行器有電磁閥、電機(jī)、電磁鐵、電熱器等（圖1-2）。它們接通或斷開(kāi)時(shí)便改變被控對(duì)象原來(lái)的狀態(tài)。順序控制器分為固定式順序控制器、矩陣式順序控制器和可編程

操作信號(hào)處理操作信號(hào)處理邏輯處理故障狀態(tài)顯示和報(bào)警比較輸出執(zhí)行器檢測(cè)元件被控對(duì)象鍵盤輸入信號(hào)控制信號(hào)閥值給定狀態(tài)量圖1-1順序系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)輸入信號(hào)輸入信號(hào)順序控制器執(zhí)行器手動(dòng)開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)光電轉(zhuǎn)換其他傳感器電磁閥電機(jī)電磁鐵電熱器其他順序控制器圖1-2順序控制器常用的控制元件和執(zhí)行器序控制器三類。由于微型機(jī)和配套芯片的發(fā)展，可編程順序控制器應(yīng)用日益廣泛。順序控制器一般用于生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)關(guān)量控制。動(dòng)力設(shè)備的起動(dòng)和停止、加熱或冷凍設(shè)備的接通和斷開(kāi)、信號(hào)燈的亮與滅等都是開(kāi)關(guān)量信號(hào)。生產(chǎn)線、自動(dòng)機(jī)床和各種設(shè)備都有許多開(kāi)關(guān)量信號(hào)需要順序控制。因此，順序控制器廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、電力、石油、化工、煤炭、建材、紡織、。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，應(yīng)用微處理器的順序控制系統(tǒng)將會(huì)得到更大的發(fā)展。

2順序控制的設(shè)計(jì)任務(wù)及方案論證2.1可程控的順序系統(tǒng)●系統(tǒng)可以程序控制；●第一步至第二步各為XXX秒；●第三步至第四步各為XXXX秒；●顯示順序過(guò)程XXX步XXX秒X循環(huán)；●設(shè)計(jì)過(guò)程顯示電路；●設(shè)計(jì)中斷掃描方式的鍵盤輸入；●設(shè)計(jì)直流電源。2.2方案論證方案1：采用PLC作為核心控制部件。使用PLC步進(jìn)控制，結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，步1的M1得電條件是受控機(jī)械原位開(kāi)關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機(jī)械有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則要求每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原位開(kāi)關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動(dòng)按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進(jìn)條件信號(hào)（M1的常開(kāi)觸點(diǎn)）。步1的執(zhí)行動(dòng)作完成時(shí)觸發(fā)的行程開(kāi)關(guān)信號(hào)X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號(hào)。步2的M2的輸入滿足其步進(jìn)條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進(jìn)條件信號(hào)。按此規(guī)律即可實(shí)現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進(jìn)條件信號(hào)和轉(zhuǎn)步條件信號(hào)分別為：最后一個(gè)工作步M4發(fā)出的步進(jìn)條件信號(hào)（M4的常開(kāi)觸點(diǎn)）和該步動(dòng)作完成時(shí)所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號(hào)X1。由于M5的得電信號(hào)令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在步1回路的最左端。從步2起后續(xù)各個(gè)步的回路構(gòu)成分支回路。一旦M5得電便使整個(gè)系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu)，可以把M5常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應(yīng)該注意的是：無(wú)論工作步還是停止步，如果某步的轉(zhuǎn)步指令信號(hào)有多個(gè)，則應(yīng)將多個(gè)轉(zhuǎn)步指令信號(hào)互相串聯(lián)。顯示部分采用LED顯示管。圖2-1plc步進(jìn)控制梯形圖方案2：采用AT89C51單片機(jī)，P0口接74LS373地址鎖存器，由地址鎖存器接8255I/O口擴(kuò)展芯片，P2.4，P2.5，P2.6接一個(gè)3-8譯碼，輸出端YO\接8255的片選信號(hào)端，8255的PB口做矩陣式鍵盤接口，PA口接發(fā)光二極管，采用共陽(yáng)級(jí)的方式，運(yùn)用中斷方式查詢是否有按健按下。秒信號(hào)的產(chǎn)生是利用對(duì)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T1產(chǎn)生的中斷信號(hào)進(jìn)行多次累加后形成的。該信號(hào)還經(jīng)過(guò)60次計(jì)數(shù)后產(chǎn)生分頻信號(hào)，最后，再以分鐘為時(shí)間間隔．從設(shè)置好的定時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)內(nèi)逐一遞減并隨時(shí)顯示剩余的定時(shí)時(shí)間參數(shù)，形成倒計(jì)數(shù)的顯示方式，共99S。顯示采用動(dòng)態(tài)掃描電路，共陽(yáng)級(jí)方式接入。由P1.0——P1.3提供LED顯示信息。P1.4—P1.5LED顯示的片選口，按鍵設(shè)置分為16個(gè)，0—9號(hào)鍵為數(shù)字鍵，設(shè)定時(shí)間和步數(shù)。10號(hào)鍵為工作步驟順序設(shè)定鍵，設(shè)置0-9步的工作步驟順序，11號(hào)鍵時(shí)間設(shè)定鍵，用來(lái)設(shè)置時(shí)間，12號(hào)鍵為循環(huán)次數(shù)鍵用來(lái)設(shè)置循環(huán)次數(shù)，13號(hào)鍵為確認(rèn)鍵，用來(lái)確定具體設(shè)置完成，14號(hào)鍵為開(kāi)始鍵，決定程序的開(kāi)始運(yùn)行，15號(hào)鍵為停止鍵。所有時(shí)間都可程控。方案比較：方案1，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，且沒(méi)有達(dá)到最精確的時(shí)間。硬件過(guò)于復(fù)雜。方案2，按鍵簡(jiǎn)單，采用矩陣的鍵盤接口，按鍵控制簡(jiǎn)單。按鍵數(shù)目和方案相似，但按鍵的功能明確，時(shí)間、循環(huán)次數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)單，LED顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式。且所有時(shí)間，循環(huán)次數(shù)都可程控，綜上所述，我們可以完全有理由的選擇方案2。硬件電路的設(shè)計(jì)盡管單片機(jī)集成度高，內(nèi)部含有I/O控制線，ROM，RAM和定時(shí)/計(jì)數(shù)器。但在組成單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，擴(kuò)展若干接口仍是設(shè)計(jì)者必不可少的任務(wù)。擴(kuò)展接口有2種方案，一種是購(gòu)置現(xiàn)成的接口板，另一種是根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要，選用適合的芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。就后一種而言，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容?；鞠到y(tǒng)的構(gòu)成：一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)核心系統(tǒng)，一般由時(shí)鐘電路、地址鎖存器電路、地址譯碼器、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、模擬量輸入通道的擴(kuò)展、模擬量輸出通道的擴(kuò)展、開(kāi)關(guān)量的I/O接口設(shè)計(jì)、鍵盤輸入和顯示電路等組成。(1)存儲(chǔ)器擴(kuò)展由于單片機(jī)有4種不同的存儲(chǔ)器，且程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分別編址的，所以單片機(jī)的存儲(chǔ)器容量與同樣位數(shù)的微型機(jī)相比擴(kuò)大了一倍多。擴(kuò)展時(shí)，首先要注意單片機(jī)的種類；另一方面要把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)。(2)模擬量輸入通道的擴(kuò)展主要有以下2個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是數(shù)據(jù)采集通道的結(jié)構(gòu)形式，一般單片機(jī)控制系統(tǒng)都是多通道系統(tǒng)。因此選用何種結(jié)構(gòu)形式采集數(shù)據(jù)，是進(jìn)行模擬量輸入通道設(shè)計(jì)首先要考慮的問(wèn)題。多數(shù)系統(tǒng)都采用共享A/D和S/H形式。但是當(dāng)被測(cè)參數(shù)為幾個(gè)相關(guān)量時(shí)，則需選用多路S/H，共享A/D形式。對(duì)于那些參數(shù)比較多的分布式控制系統(tǒng)，可把模擬量先就地進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后再送到主機(jī)中處理。對(duì)于那些被測(cè)參數(shù)相同（或相似）的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為減少投資，可采用模擬量多路轉(zhuǎn)換，共享儀用放大器、S/H和A/D的所謂地電平多路切換形式。另外一個(gè)問(wèn)題是A/D轉(zhuǎn)發(fā)器的選擇，設(shè)計(jì)時(shí)一定要根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際要求選擇A/D轉(zhuǎn)換器，在滿足系統(tǒng)要求的前提下，盡量選用位數(shù)比較低的A/D轉(zhuǎn)換器。(3)模擬量輸出通道的擴(kuò)展模擬量輸出通道是單片機(jī)控制系統(tǒng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或控制設(shè)備）連接的紐帶和橋梁。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)被控對(duì)象的通道數(shù)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型進(jìn)行選擇。對(duì)于那些可直接接受數(shù)字量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可由單片機(jī)直接輸出數(shù)字量，如步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)、繼電器系統(tǒng)等。對(duì)于那些需要接收模擬量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則需要用D/A轉(zhuǎn)化，即把數(shù)字量變成模擬量后，再帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

(4)開(kāi)關(guān)量的I/O接口設(shè)計(jì)由于開(kāi)關(guān)量只有2種狀態(tài)“1”或“0”，所以，每個(gè)開(kāi)關(guān)量只需一位二進(jìn)制數(shù)表示即可。因?yàn)镸CS—51系列單片機(jī)設(shè)有一個(gè)專用的布爾處理機(jī)，因而對(duì)于開(kāi)關(guān)量的處理尤為方便。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，通常采用光電隔離器把單片機(jī)與外部設(shè)備隔開(kāi)。(5)操作面板操作面板是人機(jī)對(duì)話的紐帶，它根據(jù)具體情況，可大可小。為了便于現(xiàn)場(chǎng)操作人員操作，單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)操作面板的要求：操作方便、安全可靠、并具有自保功能，即使是誤操作也不會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)惡果。(6)系統(tǒng)速度匹配在不影響系統(tǒng)總功率的前提下，時(shí)鐘頻率選得低一些較好，這樣可降低系統(tǒng)對(duì)其他元器件工作速度的要求，從而降低成本和提高系統(tǒng)的可靠性。但系統(tǒng)頻率選的比較高時(shí)，要設(shè)法使其他元器件與主機(jī)匹配?？傮w結(jié)構(gòu)框圖如下圖3-1所示輸入部分（由鍵盤電路組成）完成設(shè)置時(shí)間功能，循環(huán)次數(shù)輸入部分（由鍵盤電路組成）完成設(shè)置時(shí)間功能，循環(huán)次數(shù)輸出部分（完成相應(yīng)的順序過(guò)程）顯示部分（LED顯示器）完成顯示時(shí)間的循環(huán)次數(shù)的功能中央處理部分（由單片機(jī)AT89C51擔(dān)當(dāng)）完成處理數(shù)據(jù)功能圖3-1總體結(jié)構(gòu)框圖利用鍵盤掃描電路來(lái)完成按鍵設(shè)置時(shí)間，發(fā)光二極管點(diǎn)亮次序，利用LED接口顯示電路來(lái)顯示當(dāng)前的工作步驟時(shí)間，發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮作輸為出部分。3.1主控部件設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)我們采用AT89C51單片機(jī)，提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash閃爍存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU工作，但允許RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作，掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。引腳圖如圖3-2所示：圖3-2AT89C51引腳圖3.1.189C51單片機(jī)的特點(diǎn)

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與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容；

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8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃存；

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1000次擦寫周期；

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全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz；

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三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；

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256X8字節(jié)內(nèi)部RAM；

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32個(gè)可編程I/O口線；

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3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；

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8個(gè)中斷源；

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可編程串行UART通道；

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低功耗空閑和掉電模式。3.1.289C51單片機(jī)引腳說(shuō)明P0口——P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”P1口——P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），F(xiàn)LASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。

P2口——P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。P3口——P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”●P3.0RXD（串行輸入口）；●P3.1TXD（串行輸出口）；●P3.2INT0（外部中斷0）；●P3.3INT1（外部中斷1）；●P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）；●P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）；●P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）；●P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。

PSEN——程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP——外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。3.1.38255引腳功能圖3-38255A引腳圖RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS:片選信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊。RD:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許8255通過(guò)數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR:寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫8255。D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)CPU執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送。

PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。

PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個(gè)8位的I/O鎖存器，一個(gè)8位的輸入輸出緩沖器。

PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過(guò)工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位的端口，每個(gè)4位的端口包含一個(gè)4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口3.1.4時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。圖中，電容器Cl，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-33pF。晶振頻率的典型值為12MHz，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較好。如圖3-3，：圖3-4振蕩電路圖3.1.5復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處立—個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。大論是在單片機(jī)剛開(kāi)的接廣電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以我們必須弄清楚89C51單片機(jī)復(fù)位的條件、復(fù)體電路和復(fù)位后狀態(tài)。單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RSW陽(yáng)或RST引腳(9)加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期(即24個(gè)振蕩周期)的高電平。例如，若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1μs，則只需2μs以上時(shí)間的高點(diǎn)平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。具體電路設(shè)計(jì)的分析和比較：1、方案一：此方案中采用上電復(fù)位電路。電路如圖3-5所示。圖3-5上電復(fù)位電路圖上電式復(fù)位電路的特點(diǎn)是很方便，當(dāng)有電源接通給單片機(jī)時(shí)，此電路就可以自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。它是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，才能正常復(fù)位。2、方案二：此方案中采用了按鍵式的復(fù)位電路，如下圖3-6所示：這種復(fù)位電路的特點(diǎn)就是上電以后，可以隨時(shí)通過(guò)按鍵來(lái)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。若要復(fù)位，只需按圖中的RESET鍵，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。這對(duì)系統(tǒng)的可控性是很有幫助的。3.2方案比較前面已經(jīng)介紹了復(fù)位電路的兩種形式，其實(shí)對(duì)系統(tǒng)而言并沒(méi)有什么大的區(qū)別，但考慮到系統(tǒng)調(diào)試時(shí)的方便，本系統(tǒng)采用了按鍵復(fù)位方式。當(dāng)調(diào)試不成功時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)整后，只需單片機(jī)復(fù)位即可進(jìn)行下一次的調(diào)試。這也降低了其他硬件由于電源供電問(wèn)題，而導(dǎo)致的調(diào)試不成功。所以，最終選定按鍵復(fù)位電路為單片機(jī)部分的復(fù)位電路。圖3-6按鍵復(fù)位電路圖3.2.1外圍芯片的選用硬件鎖存接口采用8位鎖存器。373為三態(tài)輸出的八D透明鎖存器,共有54/74S373和54/74LS373兩種線路結(jié)構(gòu)型式。373為三態(tài)輸出的8D透明鎖存器,373的輸出端O0-O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0-O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0-O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí)，O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí)，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng)LE端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪圖3-7SN74LS373N8位鎖存器聲抗擾度被改善400mV。373引出端符號(hào)：

D0～D7數(shù)據(jù)輸入端

OE三態(tài)允許控制端（低電平有效）

LE鎖存允許端

O0-O7輸出端最后我選用SN74LS373N鎖存器，引腳如圖3-7所示：3.2.2譯碼器SN74LS138D譯碼器SN74LS138D原理圖如下圖3-8所示：圖3-8譯碼器SN74LS138D原理圖由圖可知，該譯碼器有3個(gè)輸入端A、B、C，它們共有8種狀態(tài)的組合，即可譯出8個(gè)輸出信號(hào)Y0-Y7，故該譯碼器稱為3線－8線譯碼器。該譯碼器的主要特點(diǎn)是，EA、EB為低電平有效用。由功能表可知，當(dāng)EA為低電平，譯碼器處于工作狀態(tài)。3.3矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤是合理的。

矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過(guò)電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。故此我們使用矩陣式鍵盤。如圖3-9所示： 圖3-9矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤PCB如圖3-10所示。圖3-10矩陣式鍵盤PCB圖3.3.1（1）中斷方式：在中斷模式下，按鍵的數(shù)量受到外部中斷源的限制，在有特殊場(chǎng)合的需要下，還可以借用內(nèi)部的定時(shí)中斷。所以在這樣的模式下，按鍵的數(shù)目小于外部中斷源和定時(shí)器數(shù)量之和。（2）程序查詢方式：通過(guò)讀I/O狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖?，而未被按下的鍵對(duì)應(yīng)的I/O口線保持為高電平，這樣通過(guò)讀I/O口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個(gè)鍵被按下，在需要鍵盤輸入的時(shí)候，調(diào)用掃描程序，獲得掃描的狀態(tài)值。由于采用這種結(jié)構(gòu)，在不需要輸入的時(shí)刻，CPU是不對(duì)鍵盤進(jìn)行相應(yīng)的掃描，鍵盤被旁路。（3）定時(shí)查詢方式：和程序查詢方式一樣，也是通過(guò)讀I/O狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時(shí)相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖?，而未被按下的鍵對(duì)應(yīng)的I/O口線保持為高電平，這樣通過(guò)讀I/O口狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪一個(gè)鍵被按下，不同的是定時(shí)查詢是利用定時(shí)器產(chǎn)生中斷，每次中斷查詢一次I/O端口，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)中我們采用中斷掃描的方式。3.3.2鍵盤是由若干按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣，它是微型計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備，用戶可以通過(guò)鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)。一般單片機(jī)系統(tǒng)中采用非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是由軟件來(lái)識(shí)別鍵盤上的閉合鍵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。如圖3-11所示：

圖3-11非編碼鍵盤按鍵開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)問(wèn)題組成鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種，單片機(jī)中應(yīng)用的一般是由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。在下圖中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S未被按下時(shí)，輸入端為高電平，S閉合后，輸入端為低電平。由于按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)，會(huì)有抖動(dòng)動(dòng)，輸入端的波形如圖3-10所示。這種抖動(dòng)對(duì)于人來(lái)說(shuō)是感覺(jué)不到的，但對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，則是完全可以感應(yīng)到的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)處理的速度是在微秒級(jí)，而機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間至少是毫秒級(jí)，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，這已是一個(gè)“漫長(zhǎng)”的時(shí)間了。前面我們講到中斷時(shí)曾有個(gè)問(wèn)題，就是說(shuō)按鍵有時(shí)靈，有時(shí)不靈，其實(shí)就是這個(gè)原因，你只按了一次按鍵，可是計(jì)算機(jī)卻已執(zhí)行了多次中斷的過(guò)程，如果執(zhí)行的次數(shù)正好是奇數(shù)次，那么結(jié)果正如你所料，如果執(zhí)行的次數(shù)是偶數(shù)次，那就不對(duì)了。為使CPU能正確地讀出輸入口的狀態(tài)，對(duì)每一次按鍵只作一次響應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動(dòng)，常用的去抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法硬件消抖：硬件削抖是采用硬件電路的方法對(duì)鍵盤的按下抖動(dòng)及釋放抖動(dòng)進(jìn)行削抖，經(jīng)過(guò)削抖電路后使按鍵的電平信號(hào)只有兩種穩(wěn)定的狀態(tài)。常用的削抖電路有觸發(fā)器削抖電路、濾波削抖電路兩種。硬件削抖電路如圖3-12所示：圖3-12硬件削抖電路軟件消抖：是在單片機(jī)獲得P1口為低的信息后，不是立即認(rèn)定S1已被按下，而是延時(shí)10毫秒或更長(zhǎng)一些時(shí)間后再次檢測(cè)P1口，如果仍為低，說(shuō)明S1的確按下了，這實(shí)際上是避開(kāi)了按鍵按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間。而在檢測(cè)到按鍵釋放后（P1口為高）再延時(shí)5-10個(gè)毫秒，消除后沿的抖動(dòng)，然后再對(duì)鍵值處理。不過(guò)一般情況下，我們通常不對(duì)按鍵釋放的后沿進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，也能滿足一定的要求。當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)按鍵的要求也是千差萬(wàn)別，要根據(jù)不同的需要來(lái)編制處理程序，但以上是消除鍵抖動(dòng)的原則。這里我們采用軟件消抖的方法。3.4顯示電路的設(shè)計(jì)3.4.1在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用八個(gè)二極管代表過(guò)程顯示電路。與8255的PA口連接，采用共陽(yáng)級(jí)加上一個(gè)上拉電阻即可。如圖3-12所見(jiàn)。單片機(jī)在上電初始后，其各端口輸出為高電平。如果我們現(xiàn)在想連接在PA.0口的LED1亮，那么我們只要把PA.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?。想讓LED1滅，LED0亮，只需將PA.0升高，PA.1變低，LED1就熄滅LED2隨后既點(diǎn)亮！依此始類推如下所示8只LED便變會(huì)一亮一暗代表一個(gè)順序的過(guò)程.圖3-13過(guò)程顯示電路3.4.2狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用LED顯示器作為順序控制系統(tǒng)的輸出器件，用來(lái)顯示順序系統(tǒng)的時(shí)間，循環(huán)次數(shù)，以及工作步驟。由若干個(gè)發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮，控制不同組合的發(fā)光二極管導(dǎo)通，能夠顯示各種字符，常用的LED顯示器有7段和“米”字段之分，分為共陽(yáng)極和共陰極兩種。如圖3--14，3--15所示，圖3-14共陰極顯示電路3-15共陽(yáng)極顯示電路共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常次公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的段被點(diǎn)亮。在此次設(shè)計(jì)中，LED顯示器用來(lái)顯示過(guò)程步驟，時(shí)間，以及循環(huán)次數(shù)，不需要特殊字符，所以采用7段LED顯示器，外形圖如下3-16LED顯示電路此電路中，74L373用于驅(qū)動(dòng)LED的8位段碼，8位LED相應(yīng)的"a"—"g"段連在一起，它們的公共端分別連至由74LS138譯碼選通后經(jīng)DS75492反相驅(qū)動(dòng)的輸出端。這樣當(dāng)選通某一位LED時(shí)，相應(yīng)的地址線(DS75492輸出端)輸出的是高電平，所以我們的LED選用共陽(yáng)LED數(shù)碼管。LED點(diǎn)亮的時(shí)間太短，LED的亮度太低，肉眼無(wú)法看清，所以一般均取幾個(gè)ms左右為宜，這就要求在編寫程序時(shí)，選通某一位LED使其點(diǎn)亮并保持一定的時(shí)間，程序上常采用的是調(diào)用延時(shí)子程序。在C51指令中，延時(shí)子程序是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，并且延時(shí)時(shí)間也很容易更改，可參見(jiàn)程序清單中的DELAY延時(shí)子程序。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們只是編寫了8位LED同步顯示"00000000"—"11111111"直到"99999999"數(shù)字，并且反復(fù)循環(huán)。程序很簡(jiǎn)單，流程圖略去。顯示電路原理如圖3-17所示顯示電路PCB如果3-18所示圖3-17顯示電路原理圖動(dòng)態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如頻率太高，由于每個(gè)圖3-18顯示電路PCB圖7段LED字型碼如表3-1。表3-17段LED字型碼表顯示字符共陰極字型碼共陽(yáng)極字型碼03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H4軟件設(shè)計(jì)(1)此次設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)程序采用主程序、顯示子程序、鍵盤分析子程序、T0中斷服務(wù)程序.T1中斷服務(wù)程序。(2)顯示子程序采用查表法將內(nèi)部RAM內(nèi)容譯成段碼,送至74LS273字形口鎖存器。(3)鍵盤分析子程序完成鍵盤掃描,10ms延時(shí)去抖動(dòng),判鍵值,等鍵釋放,10ms延時(shí)去抖動(dòng)任務(wù)。(4)INT1中斷服務(wù)程序主要功能鍵盤掃描、設(shè)置程序的開(kāi)始，掃描PB口按鍵號(hào)按下，INT1中斷停止所有程序的運(yùn)行。4.1主程序的流程圖系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化掃描功能鍵盤是否為外部中斷0數(shù)目？P2.1存儲(chǔ)工作步驟數(shù)據(jù)寄存.P2.2存儲(chǔ)循環(huán)次數(shù)P2.5P2.3P2.4存儲(chǔ)時(shí)間確認(rèn)鍵顯示電路顯示過(guò)程電路顯示NY開(kāi)始停止4-1主程序流程圖4.2程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)可分為三部分。（1）鍵盤輸入。通過(guò)中斷方式，確定有按健輸入。再通過(guò)鍵盤掃描來(lái)確定具體的按鍵。需要注意的是在鍵盤掃描時(shí)需進(jìn)行消抖處理（2）發(fā)光二極管顯示部分，通過(guò)設(shè)置工作步驟，點(diǎn)兩發(fā)光二極管，一個(gè)發(fā)光二極管代表一個(gè)工作步驟。（3）數(shù)碼管顯示和指示燈輸出。根據(jù)獲取的鍵值編碼，選擇相應(yīng)的功能，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管和指示燈顯示。5直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成，如圖5-1所示。+電源+整流+濾波+穩(wěn)壓+u1u2u3uIU0_變壓器_電路_電路_電路_u1u2u3uIU0t0t0t0t0t0圖5-1穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過(guò)程5.1整流和濾波電路在穩(wěn)壓電源中一般用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，整流電路的作用是將交流電壓u2變換成脈動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓UI。UI與交流電壓u2的有效值U2的關(guān)系為：在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：流過(guò)每只二極管的平均電流為：其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時(shí)間常數(shù)RC應(yīng)滿足：其中：T=20ms是50Hz交流電壓的周期。5.2穩(wěn)壓電路由于輸入電壓u1發(fā)生波動(dòng)、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓UI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓UI穩(wěn)定不變，還需加一級(jí)穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。集成穩(wěn)壓器的類型很多，在小功率穩(wěn)壓電源中，普遍使用的是三端穩(wěn)壓器。按輸出電壓類型可分為固定式和可調(diào)式，此外又可分為正電壓輸出或負(fù)電壓輸出兩種類型。固定電壓輸出穩(wěn)壓器常見(jiàn)的有CW78（LM78）系列三端固定式正電壓輸出集成穩(wěn)壓器；CW79（LM79）系列三端固定式負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。三端是指穩(wěn)壓電路只有輸入、輸出和接地三個(gè)接地端子。型號(hào)中最后兩位數(shù)字表示輸出電壓的穩(wěn)定值，有5V、6V、9V、15V、18V和24V。穩(wěn)壓器使用時(shí)，要求輸入電壓UI與輸出電壓Uo的電壓差UI-Uo≥2V。穩(wěn)壓器的靜態(tài)電流Io=8mA。當(dāng)Uo=5-18V時(shí)，UI的最大值UImax=35V；當(dāng)Uo=18-24V時(shí)，UI的最大值UImax=40V。它們的引腳功能及組成的典型穩(wěn)壓電路見(jiàn)附錄圖A所示。5.3可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器是指輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的CW317系列（LM317）三端穩(wěn)壓器；有輸出負(fù)電壓的CW337系列（LM337）三端穩(wěn)壓器。在可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器中，穩(wěn)壓器的三個(gè)端是指輸入端、輸出端和調(diào)節(jié)端。穩(wěn)壓器輸出電壓的可調(diào)范圍為Uo=1.2~37V，最大輸出電流Iomax=1.5A。輸入電壓與輸出電壓差的允許范圍為：UI-Uo=3-40V在此次設(shè)計(jì)中我們所應(yīng)用到的單片機(jī)上5V，所以使用LM7805完全滿足。5.4電源電路的原理圖圖5-2電源原理圖電源電路PCB如圖5-3所示圖5-3電源PCB圖6順序系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。在計(jì)算機(jī)上，利用匯編軟件將源程序進(jìn)行匯編，變成可執(zhí)行的代碼，在匯編中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，經(jīng)改正后，使得編譯通過(guò)。編譯通過(guò)后，采用動(dòng)態(tài)測(cè)試的方法，對(duì)源程序進(jìn)行調(diào)試，配合仿真器偉福實(shí)驗(yàn)箱，通過(guò)單步運(yùn)行，設(shè)置斷點(diǎn)等方法查看是否有錯(cuò)誤發(fā)生。最后將正確的程序同過(guò)EPROM，固化在EPROM中。硬件調(diào)試首先采用靜態(tài)調(diào)試的方法，用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件邏輯圖，仔細(xì)檢查電路板的線路連接是否正確，核對(duì)各個(gè)元器件的型號(hào)，規(guī)格，安裝是否符合本次設(shè)計(jì)的要求，特別注意的電源的檢查，防止電源的短路以及級(jí)性的錯(cuò)誤，重點(diǎn)檢查了系統(tǒng)總線是否存在相互短路或與其他信號(hào)線的短路。之后檢查單片機(jī)引腳的電位，測(cè)量個(gè)點(diǎn)電平是否正常。最后進(jìn)行總調(diào)試，將除了單片機(jī)以外，插上所有的元器件，把仿真器的插頭直接插在樣機(jī)上的89C51的插座，與開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的仿真器相連，進(jìn)行聯(lián)機(jī)仿真測(cè)試。經(jīng)過(guò)上述測(cè)試后，確定本次設(shè)計(jì)完全符合要求！總結(jié)通過(guò)為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使得理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，同時(shí)從實(shí)際硬件電路的搭建、調(diào)試到軟件系統(tǒng)程序的編寫、調(diào)試，所有工作形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)。整個(gè)工作過(guò)程培養(yǎng)了我獨(dú)立科研的能力，也培養(yǎng)了我工程學(xué)的思維能力，讓我受益匪淺，為我以后的工作奠定了基礎(chǔ).由于我單獨(dú)設(shè)計(jì)的，在匯編程序和電路的硬件設(shè)計(jì)中，鍛煉了自己的邏輯思維能力，提高了自學(xué)能力。在兩個(gè)月的時(shí)間里，我積極地去完成課程設(shè)計(jì)，并且堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)室做設(shè)計(jì)，完成程序的調(diào)試和仿真工作。在繪制電路原理圖時(shí)，由于粗心大意，使得某些元器件搞錯(cuò)或是在PROTEL中找不到元器件的元件庫(kù)，同時(shí)由于一開(kāi)始對(duì)元器件得擺放位置不合理，使在對(duì)相應(yīng)的元器件進(jìn)行連線時(shí)，使得布線看得比較亂，整個(gè)圖看起來(lái)，顯得不夠清楚。在老師指導(dǎo)下，對(duì)元器件重新得進(jìn)行布置，再使用元件編號(hào)對(duì)元器件進(jìn)行編號(hào)，這樣一來(lái)，就省下了進(jìn)行布線的麻煩，使整個(gè)圖看起來(lái)又清晰又明了。第二步就是使用WAVE600軟件進(jìn)行匯編語(yǔ)言，我做的是順序控制，因此需要編輯主程序、鍵盤程序以及顯示程序，在參考《單片機(jī)原理及應(yīng)用》這本后，編輯出了鍵盤和顯示程序，這時(shí)，就出現(xiàn)了錯(cuò)誤，在書本上這兩個(gè)程序是獨(dú)立的程序，但我在使用時(shí)是在一起作為子程序使用，因此必須使兩個(gè)程序相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，再經(jīng)過(guò)老師的知道、同學(xué)得幫助和自己的努力思考下，終于解決了這個(gè)問(wèn)題。還有就是在進(jìn)行調(diào)試得時(shí)候會(huì)出現(xiàn)程序轉(zhuǎn)跳錯(cuò)、程序錯(cuò)誤或是輸入、輸出錯(cuò)誤等問(wèn)題，在耐心得查看現(xiàn)出錯(cuò)誤得程序處，看這條錯(cuò)誤程序得上下幾行程序以及錯(cuò)誤程序在程序中得作用，在老師和同學(xué)得幫助下，一一修改了錯(cuò)誤序，或是刪掉不合理得程序，重新編輯新得程序?？傊?，論文的完成讓我學(xué)到了很多東西，也還存在很多問(wèn)題，望各位老師批評(píng)指正，也為我以后工作提出寶貴意見(jiàn)。參考文獻(xiàn)：[1]候朝幀，微機(jī)與單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M]，北京理工大學(xué)出版社，2005[2]余永權(quán)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù)[M]，北航出版社，2006[3]羅宜晶，多媒體計(jì)算機(jī)軟件大全[M]，電子科技大學(xué)出版社，2005[4]高海生等，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全[M]，西南交大出版社，2005[5]何立民，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編1/2/3[M]，北航出版社，2004[6]DALASSemiconductor,AatomaticIdentificationDataBook[M]，2005[7]李秉操，單片機(jī)接口技術(shù)及其在單片機(jī)的應(yīng)用[M]，陜西電子編輯部，2005[8]陳汝全，微機(jī)與單片機(jī)接口及應(yīng)用[M]，電子科技大學(xué)出版，2006[9]林間，李湍，使用電子電路大全（一二三）[M]，電子工業(yè)出版社，2005[10]劉甘娜，微機(jī)原理及接口技術(shù)[M]，西安交通大學(xué)出版社，2006[11]張育榮,曾彥賀,Delphi從入門到精通[M]，清華大學(xué)出版社，2005[12]劉守義，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]，西安電子科技大學(xué)出版社，2005[13]王承發(fā)，邱祥輝，微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（修訂版）[M]，2006[14]徐惠民，安德寧，單片微型計(jì)算機(jī)原理、接口及應(yīng)用[M]，北京有點(diǎn)大學(xué)出版社，2003[15]白駒垳，雷曉平，單片計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M]，電子科技大學(xué)出版社，2007[16]致謝本論文是在李杰老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和論文的完成過(guò)程中，李老師都付出了很多的心血，從論文的選題、開(kāi)題到方案設(shè)計(jì)及最后的論文撰寫、修改都離不開(kāi)李老師的精心指導(dǎo)。李老師在百忙之中仍抽出寶貴的時(shí)間和我研究、討論論文和設(shè)計(jì)中所遇到的難點(diǎn)，直到我尋找解決問(wèn)題的途徑，他淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及對(duì)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)敏銳的洞察力，使我受益匪淺，終生難忘。在此，我要真誠(chéng)地感謝李杰老師 在這一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)和生活中，得到了許多同學(xué)的幫助，在此我要感謝幫助我的全體同學(xué)們，是他們給我提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和研究環(huán)境，在和他們的討論和交流過(guò)程中，使我增長(zhǎng)了不少知識(shí)，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。 而除了以上提到的之外，當(dāng)然還要很多的人曾經(jīng)幫助過(guò)我。他們?cè)诟髯缘膷徫簧夏刈龀隽素暙I(xiàn)，為我和像我一樣的許多人服務(wù)。所以在這里，我要向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人表示我最誠(chéng)摯的祝福和感謝。附錄二LED動(dòng)態(tài)顯示源程序#include<reg51.h>

#include<intrins.h>

#include<stdio.h>

#include<string.h>#defineUN

unsignedchar

UNread_1byte();

void

write_1byte(unsignedcharx);

voidWriteToChip(UNa,b);

voidread(UNh,l,d);

voidJiaMi51();

voidJiaMi53();

voidck(UNx);

voidcsf();

UN

d10[4];

voiddel05s();UNbtl_bz;

UNicxh;

unsignedintAllByte;//需讀出的字節(jié)數(shù)不16位

sbit

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UNzh_adh8252r(UNx);

UNzh_adh8252w(UNx);

sfr16DPTR=0x82;sbit

ACC0=ACC^0;

sbit

ACC1=ACC^1;

sbit

ACC2=ACC^2;

sbit

ACC3=ACC^3;

sbit

ACC4=ACC^4;

sbit

ACC5=ACC^5;

sbit

ACC6=ACC^6;

sbit

ACC7=ACC^7;unsignedcharbdatabm;

sbit

bm0=bm^0;

sbit

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sbit

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sbit

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sbit

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sbit

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sbit

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sbit

bm7=bm^7;

UNdatarmem[6]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};

UNcodeledcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,//0-9

0x88,0x83,0xa7,0xa1,0x86,0x8e};

voidmain(){

unsignedinti,j;

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{

P0=0xff;

lsledcs=1;

j=0;

while(j!=30)

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i=0;

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P1=0xfe;

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P0=ledcode[1];

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P1=0xfb;

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i++;}

while(i!=10);

j++;

}

P1=0xff;

del05s();

///////////////////

j=0;

while(j!=30)

{

i=0;

do{

P0=ledcode[4];

P1=0xfe;

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P0=ledcode[5];

P1=0xfd;

delay(