單擺實驗自動計時器設(shè)計與實現(xiàn)

摘要在當今社會飛速發(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)場合的人員需要進行計數(shù)?；趩纹瑱C構(gòu)成的計數(shù)器有直觀和計數(shù)精確等優(yōu)點，目前已在各種行業(yè)中普遍使用。計數(shù)器是一個用以實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用來計數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其它特定的邏輯功能。本設(shè)計采用AT89C52單片機為核心，闡述了系統(tǒng)工作原理，給出了軟件流程。關(guān)鍵詞：計數(shù)器；單片機；工作原理；流程AbstractIntoday'ssocietyunderthepatternofrapiddevelopment,moreandmoreonthelinesofproductsandvariousbusinesssettingsneedtoautomaticallycount.MCU-basedproductsposeadirectandautomaticcountershavetheadvantageofaccuratecount,isalreadyintheSpeciescommonlyusedinindustry.Tocounterisafunctionofthetemporalcomponentcount,itnotonlycanbeusedtocount,alsousedasdigitalsystem,frequencyandexecutiontimingdigitalcomputing,andotherspeciallogicfunction.HavedesignedthatthemonolithicmachineiscoreoriginallyadoptAT89C51.Keywords:Counting;SCM;Workingprinciple;Technologicalprocess

目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題背景及目的和意義 11.1.1課題背景 11.1.2課題的目的和意義 11.2數(shù)字單片機技術(shù)的發(fā)展 21.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進步 21.2.2功耗、封裝及電源電壓的進步 21.2.3工藝上的進步 31.3課題研究的主要工作 3第2章89C51單片機及芯片介紹 42.1MCS-51系列單片機簡介 42.2單片機組成 52.2.1運算器（ALU）的主要功能 52.2.2控制器 52.2.3存儲器 62.3單片機指令系統(tǒng) 62.4單片機定時系統(tǒng) 72.5時鐘電路與復(fù)位電路 72.5.1時鐘電路 72.5.2基本時序單位 82.5.3復(fù)位電路 82.6單片機中斷系統(tǒng) 82.7AT24C02芯片介紹 92.7.1管腳配置 92.7.2功能描述 92.7.3管腳描述 102.7.4存儲結(jié)構(gòu)與尋址 11本章小結(jié) 11第3章89C51單片機及芯片介紹 123.1最小系統(tǒng)設(shè)計 123.2LED顯示電路 153.3電路總圖 17本章小結(jié) 18第4章計數(shù)器的軟件設(shè)計 194.1系統(tǒng)軟件流程圖設(shè)計 194.2程序設(shè)計 20本章小結(jié) 27第5章軟件介紹 285.1keil軟件介紹 285.2protel軟件簡介 29本章小結(jié) 30結(jié)論 31致謝 32參考文獻 33附錄1譯文 34附錄2英文參考資料 36第1章緒論1.1課題背景及目的和意義1.1.1課題背景隨著計數(shù)器技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，計數(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)廠商競爭的焦點之一，廠商為了在競爭中處于不敗之地，從而不斷地改進技術(shù)，增加產(chǎn)品的種類?，F(xiàn)計數(shù)器的種類以增加到：電磁計數(shù)器、電子計數(shù)器、機械計數(shù)器（拉動機械計數(shù)器、轉(zhuǎn)動機械計數(shù)器、按動機械計數(shù)器、測長機械計數(shù)器）、液晶計數(shù)器等。計數(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、機械、開關(guān)、斷路器、礦山、實行多班制的紡織行業(yè)的織布機、織帶機、制線、制帶、造紙、制革、薄膜、高壓開關(guān)電器產(chǎn)品、試驗設(shè)備，印刷設(shè)備、短路器、醫(yī)療、紡織、機械、倉庫和碼頭的貨運、行人及車輛過往的數(shù)量計數(shù)、冶金、食品、國防、包裝、配料、石油、化工、發(fā)電、機床、儀表、自動化控制等行業(yè)。1.1.2課題的目的和意義這次畢業(yè)設(shè)計通過對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，學(xué)習(xí)時序電路的設(shè)計、仿真和硬件測試。整個系統(tǒng)用MCS-51系列單片機作為控制器，設(shè)計一個雙向計數(shù)與顯示系統(tǒng)，計數(shù)后能將計數(shù)值準確顯示出來，并且有記憶數(shù)值和清零功能，技術(shù)范圍：-999~999。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。它的應(yīng)用，首先應(yīng)是它的控制功能，即在于實現(xiàn)計算機控制。在線控制應(yīng)用方面，因單片機有體積小、功耗小、成本低、價格低廉以及控制功能強等特點，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的要求。本課題的意義在于通過設(shè)計和制作本課題把在學(xué)校學(xué)習(xí)到的知識融會貫通并應(yīng)用到實際當中，做到學(xué)有所成，學(xué)有所用。1.2數(shù)字單片機技術(shù)的發(fā)展1.2.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進步單片機在內(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。有的單片機為了構(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，Infineon公司的C505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90。因此，這類單片機十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時，構(gòu)成一個控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。為了能在變頻控制中方便使用單片機，形成最具經(jīng)濟效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單片機內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列；Motorola公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機中，脈寬調(diào)制電路有6個通道輸出，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。特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機已采用所謂的三核（TrCore）結(jié)構(gòu)。這是一種建立在系統(tǒng)級芯片（Systemonachip）概念上的結(jié)構(gòu)。這種單片機由三個核組成：一個是微控制器和DSP核，一個是數(shù)據(jù)和程序存儲器核，最后一個是外圍專用集成電路（ASIC）。這種單片機的最大特點在于把DSP和微控制器同時做在一個片上。把它和傳統(tǒng)單片機結(jié)合集成大大提高了單片機的功能。這是目前單片機最大的進步之一。這種單片機最典型的有Infineon公司的TC10GP；Hitachi公司的SH7410，SH7612等。1.2.2功耗、封裝及電源電壓的進步現(xiàn)在新的單片機的功耗越來越小，特別是很多單片機都設(shè)置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式?，F(xiàn)在單片機的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機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發(fā)展的目標之一。目前，一般單片機都可以在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。1.2.3工藝上的進步現(xiàn)在的單片機基本上采用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)的進步大大地提高了單片機的內(nèi)部密度和可靠性。1.3課題研究的主要工作要求：1.整個系統(tǒng)有較強的抗干擾能力。2.計數(shù)范圍：-999~999。3.將計數(shù)值準確顯示出來。應(yīng)解決的問題：基于單片機構(gòu)成的產(chǎn)品自動計數(shù)器研究的主要內(nèi)容包括：如果構(gòu)成檢測電路、MCS-51單片機用何種方式對外部計數(shù)脈沖進行計數(shù)顯示控制、LED顯示驅(qū)動模塊的選擇、MCS-51單片機的擴展。在這個設(shè)計中主要需要解決的問題便是如何提高MCS-51單片機的抗干擾能力以及穩(wěn)定性。第2章89C51單片機及芯片介紹2.1MCS-51系列單片機簡介8051是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。

8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(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，中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，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，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖2-18051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格；有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。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；內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(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，也可以當同步移位器使用。圖2-2MCS-51結(jié)構(gòu)圖2.2單片機組成51單片機內(nèi)部有一個8位的CPU，同時CPU內(nèi)部包含了運算器，控制器及若干寄存器。2.2.1運算器（ALU）的主要功能運算器主要用來對操作數(shù)進行算術(shù)、邏輯運算和位操作的。主要包括算術(shù)邏輯運算單元ALU、累加器A、寄存器B、位處理器、程序狀態(tài)字寄器器PSW以及BCD碼修正電路等。算術(shù)邏輯運算單元ALU的功能十分強，不僅可對8位變量進行循環(huán)、邏輯“與”、“或”、“異或”、求補和清零等基本操作，還可以進行加、減、乘、除等基本算術(shù)運算。2.2.2控制器控制器是CPU的神經(jīng)中樞，它包括程序計數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時序控制邏輯電路。程序計數(shù)器PC是由16位寄存器構(gòu)成的計數(shù)器，是一個獨立的計數(shù)器，存放著下一條將要從程序存儲器中取出的指令的地址。當單片機開始執(zhí)行程序時，給PC裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令（如為多字節(jié)指令，則每取出一個指令字節(jié)），PC的內(nèi)容就自動加1，以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。只有當程序遇到轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用指令，或遇到中斷時（后面將介紹），PC才轉(zhuǎn)到所需要的地方去。指令寄存器IR用來存放指令操作碼的專用寄存器。執(zhí)行程序時，首先進行程序存儲器的讀指令操作，也就是根據(jù)PC給出的地址從程序存儲器中取出指令，并送指令寄存器IR,IR的輸出送指令譯碼器；然后由指令譯碼器對該指令進行譯碼，譯碼結(jié)果送定時控制邏輯電路。定時控制邏輯電路根據(jù)指令的性質(zhì)發(fā)出一系列的定時控制信號，控制單片機的各組成部件進行相應(yīng)的工作，執(zhí)行指令。條件轉(zhuǎn)移邏輯電路主要用來控制程序的分支轉(zhuǎn)移。2.2.3存儲器存儲器是單片機的又一個重要組成部分，存儲器中每個存儲單元可存放一個八位二進制信息，通常用兩位16進制數(shù)來表示，這就是存儲器的內(nèi)容。分為程序存儲器數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲器、特殊功能寄存器。2.3單片機指令系統(tǒng)單片機之所以能自動地進行運算和控制，正是由于人把實現(xiàn)計算和控制的步驟一步步地用命令的形式，即一條條指令預(yù)先存入到存貯器中，單片機在CPU的控制下，將指令一條條地取出來，并加以翻譯和執(zhí)行。一條指令，對應(yīng)著一種基本操作，單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。

指令通常分為操作碼和操作數(shù)兩大部分。操作碼表示計算機執(zhí)行什么操作，即指令的功能；操作數(shù)表示參加操作的數(shù)或操作數(shù)所在的地址（即操作數(shù)所存放的地方編號）。因為單片機是一種可編程器件，只“認得”二進碼（0、1）。要單片機運作，單片機系統(tǒng)中的所有指令，都必須以二進制編碼的形式來表示。這些指令是用十六進制表示二進制的機器碼。MCS-51單片機基本指令共111條，按指令在程序存儲器所占的字節(jié)來分可分為單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令。單片機要正常運作，事先需編制程序，再把程序放入存貯器中，然后由CPU執(zhí)行該程序，程序是由指令組成的。2.4單片機定時系統(tǒng)89C51單片機內(nèi)有兩個16位定時器／計數(shù)器：定時器0(T0)和定時器1(T1)。它們有定時或?qū)ν獠渴录嫈?shù)的功能，可用于定時控制、延時、對外部事件檢測和計數(shù)等場合。定時器T0和T1兩個16位定時器實際上都是16位加l計數(shù)器。T0實際是由兩個位特殊功能寄存器TH0和TL0組成,T1是由THl和TL1組成。每個定時器都可由軟件設(shè)置為定時工作方式或計數(shù)工作方式及其它靈活多樣的功能方式。這些都是由特殊功能寄存器TMOD設(shè)置和TCON控制。設(shè)置為定時工作方式時．定時功能通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)。即每個計數(shù)機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過一個機器周期的時間，計數(shù)器加1。如果采用12MHZ晶體，則計數(shù)頻率為1MHZ，即每過1us的時間計數(shù)器加1。設(shè)置為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0(P3.4)和Tl(P3.5)對外部脈沖信號計數(shù)。當輸入脈沖信號產(chǎn)生由1至0的下降沿時，定時器的值增加1。除了可以選擇定時和計數(shù)工作方式外，每個定時器/計數(shù)器還有四種工作模式，也就是每個定時器可構(gòu)成四種電路結(jié)構(gòu)模式。其中，模式0、1、2對T0和T1都是一樣的，模式3對兩者是不一樣的。定時器共有二個控制字，由軟件寫入TMOD和TCON二個8位寄存器，用來設(shè)置T0或T1的操作方式和控制功能。當8051系統(tǒng)復(fù)位時，二個寄存器所有位都被清0。2.5時鐘電路與復(fù)位電路單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種位操作的時間基準，復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。2.5.1時鐘電路89C51單片機的時鐘信號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。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。外部振蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。2.5.2基本時序單位單片機以晶體振蕩器的振蕩周期(或外部引入的時鐘周期)為最小的時序單位，片內(nèi)的各種位操作都以此周期為時序基準。振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱s周期，所以，1個狀態(tài)周期包含有2個振蕩周期。振蕩頻率foscl2分頻后形成機器周期Tcy。所以，1個機器周期包含有6個狀態(tài)周期或12個振蕩周期。1個到4個機器周期確定一條指令的執(zhí)行時間，這個時間就是指令周期。8031單片機指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時間都在1個到4個機器周期之間。2.5.3復(fù)位電路當MCS-5l系列單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平信號時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。2.6單片機中斷系統(tǒng)89S51單片機的中斷系統(tǒng)由與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2-3所示。

圖2-3MCS-51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由圖可見，89C51單片機有5個中斷請求源，4個用于中斷控制的特殊功能寄存器IE、IP、TCON和SCON，可提供兩個優(yōu)先級，實現(xiàn)二級中斷嵌套。5個中斷源對應(yīng)5個固定的中斷入口地址(矢量地址)。2.7AT24C02芯片介紹2.7.1管腳配置管腳封裝：（DIP：雙列直插式封裝，是最簡單的一種封裝技術(shù)。）圖2.4管腳封裝圖2.7.2功能描述AT24C02支持I2C，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議I2C，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器，數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個AT24C02器件連接到總線上。2.7.3管腳描述圖2.5管腳描述SCL串行時鐘：AT24C02串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是一個輸入管腳。SDA串行數(shù)據(jù)/地址：AT24C02雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或（wire-OR）。A0、A1、A2器件地址輸入端：這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，當這些腳懸空時默認值為0。當使用AT24C02時最大可級聯(lián)8個器件。如果只有一個AT24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳（A0、A1、A2）可懸空或連接到Vss，如果只有一個AT24C02被總線尋址這三個地址輸入腳（A0、A1、A2）必須連接到Vss。WP寫保護：如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀。當WP管腳連接到Vss或懸空允許器件進行正常的讀/寫操作。2.7.4存儲結(jié)構(gòu)與尋址AT24C02的存儲容量為2Kb，內(nèi)容分成32頁，每頁8B，共256B，操作時有兩種尋址方式：1.芯片尋址：AT24C02的芯片地址為1010，其地址控制字格式為1010A2A1A0R/W。其中A2，A1，A0可編程地址選擇位。A2，A1，A0引腳接高、低電平后得到確定的三位編碼，與1010形成7位編碼，即為該器件的地址碼。R/W為芯片讀寫控制位，該位為0，表示芯片進行寫操作。2.片內(nèi)子地址尋址：芯片尋址可對內(nèi)部256B中的任一個進行讀/寫操作，其尋址范圍為00~FF，共256個尋址單位。本章小結(jié)本章說明了89C51單片機內(nèi)部構(gòu)造、工作原理和AT24C02芯片的介紹，通過本章的介紹使其對單片機控制的定時器的工作原理有個大概的了解。為下面的章節(jié)進行的基礎(chǔ)的鋪墊，并提供了詳細的資料。第3章89C51單片機及芯片介紹3.1最小系統(tǒng)設(shè)計圖3-1單片機最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖單片機的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一個組成部分。電源引腳Vcc40電源端GND20接地端工作電壓為5V，另有AT89LV51工作電壓則是2.7-6V,引腳功能一樣。2.外接晶體引腳XTAL119XTAL218圖3-2晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖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，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機內(nèi)部有一個用于構(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。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，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，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。3.復(fù)位RST9在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平，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，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的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。當時鐘頻率選用6MHz時，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。常用的復(fù)位電路如下圖所示：圖3-3常用復(fù)位電路圖4.輸入輸出引腳(1)P0端口[P0.0-P0.7]P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié);校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(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。(2)P1端口[P1.0－P1.7]P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，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，接收低8位地址信息。(3)P2端口[P2.0－P2.7]P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，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，接收高8位地址和控制信息。在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。(4)P3端口[P3.0－P3.7]P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。3.2LED顯示電路顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應(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，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式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，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導(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。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。圖3-4共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖圖3-5數(shù)碼管顯示電路

3.3電路總圖圖3-6電路總圖本章小結(jié)本章主要設(shè)計雙向計數(shù)器總體及各個模塊的電路設(shè)計，每個單元電路都是從元器件的主要知識點到單元電路的工作原理進行了詳細的介紹，根據(jù)元器件的電氣特性以及功能設(shè)計原理圖,最終完成了驅(qū)動電路的設(shè)計、信號檢測模塊的設(shè)計、單片機控制模塊的設(shè)計等。第4章計數(shù)器的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計。單片機軟件的設(shè)計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設(shè)計和監(jiān)控軟件的設(shè)計。單片機的軟件設(shè)計通常要考慮以下幾個方面的問題：1.根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設(shè)計出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；2.培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、實行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；3.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)；4.繪制程序流程圖；5.合理分配系統(tǒng)資源；6.為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程；7.注意軟件的抗干擾設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。4.1系統(tǒng)軟件流程圖設(shè)計主程序先是開始，然后賦初值，本設(shè)計采用的是動態(tài)顯示，所以在賦玩初值后顯示程序不斷被調(diào)用。圖4-1主程序流程圖4.2程序設(shè)計#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//宏定義sbitkey1=P1^0; //加sbitkey2=P1^1; //減sbitkey3=P1^2; //保存sbitduan=P1^3; //段選sbitwei=P1^4; //位選sbitscl=P1^5; //時鐘sbitsda=P1^6; //數(shù)據(jù)uintbai,shi,ge;intcount;unsignedcharcodeDuanMa[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//顯示段碼值0123456789unsignedcharcodeWeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分別對應(yīng)相應(yīng)的數(shù)碼管點亮,即位碼/************************************/voiddelay1(uintz) //ms延時{ uintx,y; for(x=110;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--);}/*************************************/voiddelay()//us延時{ _nop_();}/**********************************/voidstart()//開始信號{ sda=1; delay(); scl=1; delay(); sda=0; delay();}/**********************************/voidstop()//停止{ sda=0; delay(); scl=1; delay(); sda=1; delay();}/********************************/voidrespons()//應(yīng)答{ uchari; scl=1; delay(); while((sda==1)&&(i<255))//等待從設(shè)備做出應(yīng)答 i++; scl=0; delay();}/*********************************/voidinit() //初始化函數(shù){ sda=1; delay(); scl=1; delay(); count=0;}/*********************************/voidwrite_byte(uchardate) //寫一個字節(jié){ uchari,temp; temp=date; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; scl=0; delay(); sda=CY; //PSW程序狀態(tài)字寄存器 delay();//CY來源最近一次算術(shù)指令或邏輯指令執(zhí)行時軟硬件的改寫 scl=1; delay(); } scl=0; delay(); sda=1; delay();}/***********************************************/ucharread_byte() //讀一個字節(jié){ uchari,k; scl=0; delay(); sda=1; delay(); for(i=0;i<8;i++) { scl=1; delay(); k=(k<<1)|sda;//臨時變量k=00000000 scl=0; delay(); } returnk;}/*************************************************/voidwrite_add(ucharaddress,uchardate)//字節(jié)寫入方式{ start(); write_byte(0xa2); respons(); write_byte(address); respons(); write_byte(date); respons(); stop();}/****************************************************/ucharread_add(ucharaddress) //指定地址讀操作{ uchardate; start(); write_byte(0xa2); //寫操作控制 1010A2A1A0RW respons(); //10100010 write_byte(address); respons(); start(); write_byte(0xa3); //讀操作控制10100011 respons(); date=read_byte(); stop(); returndate;}/*****顯示子函數(shù)*****/voiddisplay(){ bai=count/100; shi=count/10%10; ge=count%10;P0=0xfe;//位選 wei=1; wei=0; P0=DuanMa[bai];//段選 duan=1; duan=0; delay1(5); P0=0xfd;//位選 wei=1; wei=0; P0=DuanMa[shi];//段選 duan=1; duan=0; delay1(5);P0=0xfb;//位選 wei=1; wei=0; P0=DuanMa[ge];//段選 duan=1; duan=0; delay1(5);}/*********主函數(shù)********/voidmain(){ init(); count=read_add(2); while(1) { display(); if(key1==0) //加按鍵按下加1 { delay1(10); if(key1==0) { count++; if(count>999) { count=0; } } } if(key2==0) //減按鍵按下減1 { delay1(10); if(key2==0) { count--; if(count<0) { P0=0xf7;//位選 wei=1; wei=0; P0=0x40;//段選 顯示- duan=1; duan=0; delay1(5); } if(count<-999) { count=0; } } } if(key3==0) //保存鍵按下把當前值存入EEPROM { //下次開機還是上次操作的值 delay1(10); if(key3==0) { write_add(2,count); } } }}本章小結(jié)單片機軟件的設(shè)計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設(shè)計和監(jiān)控軟件的設(shè)計，系統(tǒng)的軟件設(shè)計也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計。本章詳細的介紹了計數(shù)器的軟件方面設(shè)計，繪制程序流程圖，寫出了雙向計數(shù)器的程序代碼。第五章軟件介紹5.1keil軟件介紹Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機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、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運行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、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、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。1.系統(tǒng)概述目前流行的51系列單片機開發(fā)軟件是德國Keil公司推出的KeilC51軟件，KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，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、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。下面詳細介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2.KeilC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos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或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由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文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。5.2protel軟件簡介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，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計者的首選軟件，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，幾乎所有的電子公司都要用到它。Protel軟件列舉:1.Protel99SE共分5個模塊，分別是原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計（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。以下介紹一些Protel99SE的部分最新功能：（1）可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表；（2）強大的全局編輯功能；（3）在原理圖中選擇一級器件，PCB中同樣的器件也將被選中；（4）同時運行原理圖和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)既可以進行正向注釋元器件標號（由原理圖到PCB），也可以進行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計上的一性；（5）滿足國際化設(shè)計要求（包括國標標題欄輸出，GB4728國標庫），方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒軸PICE3f5）；（6）支持用CUPL語言和原理圖設(shè)計PLD，生成標準的JED下載文件；（7）提供大量的工業(yè)化標準電路板做為設(shè)計模版；（8）可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)換；（9）獨特的3D顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果；（10）經(jīng)過充分驗證的傳輸線特性和仿真精確計算的算法，信號完整性分析直接從PCB啟動；（11）反射和串擾仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測量工具相結(jié)合；2.AltiumDesigner6.0，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級設(shè)計解決方案。AltiumDesigner是業(yè)界首例將設(shè)計流程、集成化PCB設(shè)計、可編程器件（如FPGA）設(shè)計和基于處理器設(shè)計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時進行PCB和FPGA設(shè)計以及嵌入式設(shè)計的解決方案，具有將設(shè)計方案從概念轉(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)點以外，還增加了許多改進和很多高端功能。AltiumDesigner6.0拓寬了板級設(shè)計的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設(shè)計功能和SOPC設(shè)計實現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計中的FPGA與PCB設(shè)計以及嵌入式設(shè)計集成在一起。在PCB部分，除了Protel2004中的多通道復(fù)制；實時的、阻抗控制布線功能；SitusTM自動布線器等新功能以外，AltiumDesigner6.0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輸入，光標跟隨在線信息顯示功能，光標點可選器件列表，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，從而能更快地實現(xiàn)電路板布局,支持高速電路設(shè)計，具有成熟的布線后信號完整性分析工具。AltiumDesigner6.0對差分信號提供系統(tǒng)范圍內(nèi)的支持，可對高速內(nèi)連的差分信號對進行充分定義、管理和交互式布線。支持包括對在FPGA項目內(nèi)部定義的LVDS信號的物理設(shè)計進行自動映射。本章小結(jié)本章介紹了keil及protel軟件的原理和應(yīng)用，包括工程的建立、添加文件、保存及生成hex文件等。Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，是電子設(shè)計者的首選軟件，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，幾乎所有的電子公司都要用到它。結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺。通過這次設(shè)計我對自己在大學(xué)三年時間里所學(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)計的思考及書面表達能力，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，它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其進行設(shè)計，分析和解決一個理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了，才能夠?qū)⒄n本知識與實踐相整合，理論知識服務(wù)于教學(xué)實踐，以增強自己的動手能力。這個設(shè)計十分有意義我獲得很深刻的經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結(jié)合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書本，以解決理論和實際教學(xué)中的實際問題為目的，還要以實踐相結(jié)合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，學(xué)生自己就是一個專家，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)該采取理論與實踐結(jié)合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強我們的動手能力和解決問題的能力。致謝參考文獻[1]豈興明.51單片機編程基礎(chǔ)與開發(fā)實例詳解.人民郵電出版社.2008[2]郭宏.數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用教程.第1版.人民郵電出版社.2010[3]余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.第3版.高等教育出版社.2006[4]劉守義等.單片機應(yīng)用技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社.2007[5]徐大成，鄒立新，丁建強.微型計算機控制技術(shù)及應(yīng)用.高等教育出版社.2003[6]戴仙金.51單片機及其C語言應(yīng)用程序設(shè)計.清華大學(xué)出版.2008[7]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.第3版.高等教育出版.2006[8]郭天祥.新概念51單片機C語言教程.電子工業(yè)出版.2009[9]張迎輝.單片機實訓(xùn)教程.北京大學(xué)出版社.2004[10]張迎輝.單片機原理及應(yīng)用教程.北京大學(xué)出版社.2004[11]張毅剛.新編MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計.第3版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版，2008[12]徐淑華.單片微型機原理及應(yīng)用.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003[13]譚浩強.C語言程序設(shè)計.清華大學(xué)出版.2000[14]陳善久.單片機微型計算機原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社.2003[15]TexasInstruments.MSP430x44xFamilyUser'sGuide.TexasInstrumentsIncorporated,2001[16]LutzBierl.MSP430FamilyMixed-SignalMicrocontrollerApplicationReports.TILiteratureNumber:SLAA024,January2000附錄1譯文單片機即單片微型計算機。（Single-ChipMicrocomputer）,是集CPU,RAM,ROM,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。單片機是計算機自動化控制中最為流行的一種控制機型，由于其具有控制功能強、價格低廉、可靠性高的特點，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，工業(yè)生產(chǎn)、辦公自動化、商業(yè)營銷、汽車通行、等各個領(lǐng)域中，與我們的生活息息相關(guān)，密不可分。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成（如圖1所示）。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器，如圖2所示）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。按照單片機的特點，單片機的應(yīng)用分為單機應(yīng)用與多機應(yīng)用。在一個應(yīng)用系統(tǒng)中，只使用一片單片機稱為單機應(yīng)用。單片機的單機應(yīng)用的范圍包括：1.測控系統(tǒng)。用單片機可以構(gòu)成各種不太復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等,達到測量與控制的目的。2.智能儀表。用單片機改造原有的測量、控制儀表,促進儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發(fā)展。3.機電一體化產(chǎn)品。單片機與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品相結(jié)合,使傳統(tǒng)機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,控制智能化。4.智能接口。在計算機控制系統(tǒng),特別是在較大型的工業(yè)測、控系統(tǒng)中,用單片機進行接口的控制與管理,加之單片機與主機的并行工作,大大提高了系統(tǒng)的運行速度。5.智能民用產(chǎn)品。如在家用電器、玩具、游戲機、聲像設(shè)備、電子秤、收銀機、辦公設(shè)備、廚房設(shè)備等許多產(chǎn)品中,單片機控制器的引入,不僅使產(chǎn)品的功能大大增強,性能得到提高,而且獲得了良好的使用效果。到目前為止，中國的單片機應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十余年的歷程，隨著嵌入式系統(tǒng)逐漸深入社會生活各個方面，單片機課程的教學(xué)也有從傳統(tǒng)的8位處理器平臺向32位高級RISC處理器平臺轉(zhuǎn)變的趨勢，但8位機依然難以被取代。國民經(jīng)濟建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域，尤其是手機、汽車自動導(dǎo)航設(shè)備、PDA、智能玩具、智能家電、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)都是國內(nèi)目前急需單片機人才的行業(yè)。行業(yè)高端目前有超過10余萬名從事單片機開發(fā)應(yīng)用的工程師，但面對嵌入式系統(tǒng)工業(yè)化的潮流和我國大力推動建設(shè)“嵌入式軟件工廠”的機遇，我國的嵌入式產(chǎn)品要溶入國際市場，形成產(chǎn)業(yè)，則必將急需大批單片機應(yīng)用型人才，這為從事這類高技術(shù)行業(yè)的學(xué)生提供了巨大機會。隨著國內(nèi)單片機開發(fā)環(huán)境的完善，開發(fā)技術(shù)水平不斷提高，現(xiàn)在已有相當?shù)拈_發(fā)器材支持高級語言的使用和調(diào)試，為單片機的開發(fā)應(yīng)用提供了更好的物質(zhì)條件。附錄2英文參考資料SCMSingleChipmicrocomputer.(Single-ChipMicrocomputer),isasetofCPU,RAM,ROM,timing,countingandmultipleinterfacesinonemicrocontroller.Ithastheadvantagesofsmallvolume,lowcost,strongfunction,widelyusedinintelligentproductsandindustrialautomation.Whilethe51SCMisthemosttypicalandthemostrepresentativeone.Singlechipcomputerintheautomaticcontrolisthemostpopularonekindofcontrolmodels,duetoitsstrongcontrolfunction,lowprice,highreliability,widelyusedinmissilenavigationdevice,variousinstrumentsontheaircraftcontrol,industrialproduction,officeautomation,businessmarketing,cars,andotherfields,andtheourlivesarecloselyrelated,areinseparable.Alsoknownassingle-chipmicrocontroller,itisnotthecompletionofalogicfunctionofthechip,butacomputersystemintegratedintoachip.Summary:achipisacomputer.Ithastheadvantagesofsmallvolume,lightweight,lowprice,forthestudy,applicationanddevelopmentoffacilitiesprovided.Atthesametime,learntousesingle-chipcomputerprincipleandstructureofthebestchoice.Cansay,twentiethCenturyacrossthree"electric"era,namelytheelectricalage,electronictimeandhasnowenteredthecomputerage.However,thiskindofcomputer,usuallyreferstoapersonalcomputer,orPCmachine.Itconsistsofthehost,keyboard,displayandothercomponents(asshowninFigure1.).Thereisaclassofcomputer,mostpeoplearenotveryfamiliarwith.Thiskindofcomputeristogiveavarietyofmechanicalintelligentchip(alsoknownasmicrocontroller,asshowninFigure2.).Asthenameimplies,thiscomputersystemsuseonlytheminimumofanintegratedcircuit,tomakeasimplecalculationandcontrol.Becauseofitssmallsize,areusuallyhiddeninthe"belly"incontrolledmachinery.Itinthedevice,likethehumanmindplaysarole,itiswrong,theentiredeviceontheparalysis.Now,thischiphasaverywidefieldofuse,suchassmartmeters,real-timeindustrialcontrol,communicationsequipment,navigationsystems,andhouseholdappliances.Onceavarietyofproductswiththeuseofthesingle-chip,willbeabletoplaysothattheeffectivenessofproductupgrading,productnamesoftenadjectivebeforetheword--"intelligent",suchasintelligentwashingmachine.Nowsomefactorytechnicalpersonnelorotheramateurelectronicsdevelopersoutofcertainproducts,notthecircuitistoocomplex,thatisfunctionalandeasytobetoosimpleimitation.Investigateitsreason,maybestuckintheproductdoesnotusethesinglechipcomputerorotherprogrammablelogicdevice.Accordingtothecharacteristicsofthesinglechipmicrocomputer,SCMapplicationsaredividedintosingleapplicationandcomputerapplication.Inanapplicationsystem,usingonlyasingleknownasstand-aloneapplication.SCMsingleapplicationrange:1.Measurementandcontrolsystem.MCUcanformvariouslesscomplexindustrialcontrolsystem,adaptivecontrolsystem,dataacquisitionsystem,toachievethepurposeofmea