基于單片機(jī)的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

.緒論二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng) PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。還有一類(lèi)計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī) （亦稱(chēng)微控制器） 。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在這個(gè)裝置中，起著有如人類(lèi)頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，目前正以前所未見(jiàn)的速度取代著傳統(tǒng)電子線路構(gòu)成的經(jīng)典系統(tǒng)，蠶食著傳統(tǒng)數(shù)字電路與模擬電路固有的領(lǐng)地。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛。彩電、冰箱、空調(diào)、錄像機(jī)、 VCD、遙控器、游戲機(jī)、電飯煲等無(wú)處不見(jiàn)單片機(jī)的影子，單片機(jī)早已深深地融入我們每個(gè)人的生活之中。單片機(jī)能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給我們的生活帶來(lái)舒適和方便的同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。單片機(jī)按用途大體上可分為兩類(lèi)，一種是通用型單片機(jī)，另一種是專(zhuān)用型單片機(jī)。單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。MCS-51單片機(jī)是美國(guó) INTEL公司于 1980年推出的產(chǎn)品，與 MCS-48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令， 指令數(shù)達(dá) 111條， MCS-51單片機(jī)可以算是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51系列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專(zhuān)業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與 MSC-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。MCS-51系列單片機(jī)主要包括 8031、8051和8751等通用產(chǎn)品。DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀是由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司設(shè)計(jì)的 DP系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀之一，是一種功能強(qiáng)大的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)、調(diào)試。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)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(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)范疇：一、在智能儀器儀表的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀） 。二、在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。四、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)、電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。五、單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育、國(guó)防航空等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)單片機(jī)現(xiàn)在可以說(shuō)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從 8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供了廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：一、微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D轉(zhuǎn)換器、 PMW（脈寬調(diào)制電路） 、WD（看門(mén)狗）T 、有些單片機(jī)將 LCD（液晶）驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中 SMD（表面封裝）越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。二、低功耗 CMOS化MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右， 隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低， 現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMO（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）S 。像80C51就采用了 HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝） 和CHMO（互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)S體工藝）。CMOS雖然功耗低， 但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMO則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，S 這些特征， 更適合于要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。三、主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以 80C51為核心的單片機(jī)占主流， 兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有 PHILIPS公司的產(chǎn)品， ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的 Winbond系列單片機(jī)。所以 80C51占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集合（ RISC）也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的 HOLTEX公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其底價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。此外還有 MOTOROL公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專(zhuān)用A單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)、相輔相成、共同發(fā)展的道路。九十年代以后， 單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上采用雙 CPU或內(nèi)部流水線， CPU位數(shù)有8位、16位、32位，時(shí)鐘頻率高達(dá) 20MH，片內(nèi)帶有Z PWM輸出、監(jiān)視定時(shí)器WD、可編程計(jì)數(shù)器陣列T PCA、DMA傳輸、調(diào)制解調(diào)器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的發(fā)展，使得單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、高級(jí)通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制、高級(jí)機(jī)器人以及局域網(wǎng)等方面得到大量應(yīng)用。這類(lèi)單片機(jī)有 NEC公司的 MPD780，0MITSUBISHI公司的M337700，REVKWEL公司的L R6500。硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)80C51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2-1為80C51單片機(jī)功能結(jié)構(gòu)框圖80C51芯片內(nèi)部集成了 CPU、RAM、ROM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 I/O口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些不見(jiàn)連接在一起。80C51單片機(jī)內(nèi)部包含以下一些功能部件：一個(gè)8位CPU；一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；4KBROM(80C51有4KB掩膜 ROM，87C51有4KBEPROM，80C31片內(nèi)有無(wú) ROM)；128B內(nèi)RAM；可尋址64KB的外 ROM和外RAM控制電路；兩個(gè)16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器；21個(gè)特許功能寄存器；4個(gè)8位并行I/O口，共32條可編程 I/O端線；一個(gè)可編程全雙工串行口；5個(gè)中斷源，可設(shè)置成 2個(gè)優(yōu)先級(jí)。中斷 控制 并行口 串行通信圖2-180C51單片機(jī)功能結(jié)構(gòu)框圖80C51單片機(jī)的引腳功能80C51單片機(jī)一般采用雙列直插 DIP封裝，共 40個(gè)引腳，圖 2-2a為引腳排列圖。 圖2-2b為邏輯符號(hào)圖。 40個(gè)引腳大致可分為 4類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。

圖2-280C51引腳圖.電源(1)Vcc——芯片電源，接 +５Ｖ；(2)Vss——接地端。.時(shí)鐘XTAL1、XTAL2——晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)外接石英晶體。.控制線控制線共有 4根，其中 3根是復(fù)用線。所謂復(fù)用線是指具有兩種功能，正常使用時(shí)是一種功能，在某種條件下是另一種功能。(1)ALE/PROG——地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM編程脈沖。ALE功能：用來(lái)鎖存 P0口送出的低 8位地址。80C51在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O口)時(shí)，P0口用于分時(shí)傳送低8位地址和數(shù)據(jù)信號(hào)，且均為二進(jìn)制數(shù)。那么如何區(qū)分是低 8位地址還是8位數(shù)據(jù)信號(hào)呢？當(dāng) ALE信號(hào)有效時(shí)， P0口傳送的是低 8位地址信號(hào)； ALE信號(hào)無(wú)效時(shí)， P0口傳送的是 8位數(shù)據(jù)信號(hào)。在 ALE信號(hào)的下降沿，鎖定P0口傳送的內(nèi)容，即低 8位地址信號(hào)。需要指出的是，當(dāng) CPU不執(zhí)行訪問(wèn)外 RAM指令( MOVX)時(shí)， ALE以時(shí)鐘振蕩頻率 1/6的固定頻率輸出，因此 ALE信號(hào)也可作為外部芯片 CLK時(shí)鐘或其他需要。但是，當(dāng) CPU執(zhí)行 MOVX指令時(shí)，ALE將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。ALE端可驅(qū)動(dòng) 8個(gè)LSTTL門(mén)電路。PROG功能：片內(nèi)有 EPROM的芯片，在 EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。(2)PSEN——外 ROM讀選通信號(hào)。80C51讀外 ROM時(shí)，沒(méi)個(gè)機(jī)器周期內(nèi) PSEN兩次有效輸出。 PSEN可作為外 ROM芯片輸出允許 OE的選通信號(hào)。 在讀內(nèi)ROM或讀外 RAM時(shí)， PSEN無(wú)效。PSEN可驅(qū)動(dòng) 8個(gè)LSTTL門(mén)電路。(3)RST/Vpd——復(fù)位 /備用電源。①正常工作時(shí)， RST(Rese)端為復(fù)位信號(hào)輸入端，只要在該引腳上連t續(xù)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平， 80C51芯片即實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作， 復(fù)位后一切從頭開(kāi)始， CPU從0000H開(kāi)始執(zhí)行指令。②Vpd功能：在Vcc掉電情況下， 該引腳可接上備用電源， 由Vpd向片內(nèi)供電，以保持片內(nèi) RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。EA/Vpp——內(nèi)外ROM選擇 /片內(nèi) EPROM編程電源。EA功能：正常工作時(shí)， EA為內(nèi)外 ROM選擇端。80C51單片機(jī)ROM尋址范圍為 64KB，其中 4KB在片內(nèi)， 60KB在片外（ 80C31芯片無(wú)內(nèi) ROM，全部在片外） 。當(dāng)EA保持高電平時(shí)， 先訪問(wèn)內(nèi) ROM，但當(dāng) PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò) 4KB（0FFFH）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外 ROM中的程序。當(dāng) EA保持低電平時(shí)，則只訪問(wèn)外 ROM，不管芯片內(nèi)有否內(nèi) ROM。對(duì) 80C31芯片，片內(nèi)無(wú)ROM，因此 EA必須接地。Vpp功能：片內(nèi)有 EPROM的芯片，在 EPROM編程期間，此引腳用于施加編程電源 Vpp。對(duì)4個(gè)控制引腳，應(yīng)熟記起第一功能，了解其第二功能。嚴(yán)格來(lái)講， 80C51的控制線還應(yīng)該包括 P3口的第二功能。4.I/O引腳80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口 ,共32個(gè)引腳（1）P0口—— 8位雙向I/O口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展 I/O口）時(shí),P0口可用作雙向 I/O口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展 I/O口）時(shí),P0口可用于分時(shí)傳送低8位地址 （地址總線 ）和8位數(shù)據(jù)信號(hào) （數(shù)據(jù)總線 ）。位結(jié)構(gòu)如圖 2-4所示。P0口能驅(qū)動(dòng) 8個(gè)LSTTL門(mén)。

VCC地址/數(shù)據(jù)P0.X引腳P0口位結(jié)構(gòu)圖2-4（2）P1VCC地址/數(shù)據(jù)P0.X引腳P0口位結(jié)構(gòu)圖2-4（2）P1口——8位準(zhǔn)雙向I/O口 （“準(zhǔn)雙向 ”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電）。位結(jié)構(gòu)如圖 2-5所示。P1口能驅(qū)動(dòng)為 4個(gè)LSTTL門(mén)。圖2-5P1口位結(jié)構(gòu)P2口—— 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展I/O口）時(shí),P2口可用作雙向 I/O口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展 I/O）時(shí),P2口可用于傳送高 8位地址（屬地址總線 ）。P2口能驅(qū)動(dòng) 4個(gè)LSTTLP2口的位結(jié)構(gòu)如圖 2-6所示，引腳上拉電阻同 P1口。在結(jié)構(gòu)上， P2P1口多一個(gè)輸出控制部分。

讀鎖存器VCC圖2-6P2口位結(jié)構(gòu)P3口—— 8位準(zhǔn)雙向 I/O口?？勺饕话?I/O口用 ,同時(shí) P3口每一引腳還具有第二功能 ,用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào) (屬控制總線 )。P3口驅(qū)動(dòng)能力為 4個(gè)LSTTL門(mén)。圖2-7P3口位結(jié)構(gòu)TOC\o"1-5"\h\zP3口第二功能如下 :P3.0—— RXD串行口輸入端: ;P3.1—— TXD:串行口輸出端 ;P3.2—— INT0:外部中斷 0請(qǐng)求輸入端 ;P3.3—— INT1:外部中斷 1請(qǐng)求輸入端P3.4—— T0:定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0外部信號(hào)輸入端 ;P3.5—— T1:定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1外部信號(hào)輸入端 ;P3.6—— WR:外RAM寫(xiě)選通信號(hào)輸出端 ;P3.7——RD:外RAM讀選通信號(hào)輸出端。上述4個(gè)I/O口,各有各的用途。 在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展I/O口）時(shí),4個(gè)I/O口都可作為雙向 I/O口用。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 （包括并行擴(kuò)展I/O口）時(shí),P0口專(zhuān)用于分時(shí)傳送低 8位地址信號(hào)和 8位數(shù)據(jù)信號(hào) ,P2口專(zhuān)用于傳送高 8位地址信號(hào)。 P3口根據(jù)需要常用于第二功能 ,真正可提供給用戶使用的 I/O口是P1口和一部分未用作第二功能的 P3口端線。2.2應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)電路圖以下是應(yīng)用系統(tǒng)硬件的構(gòu)成圖，共由 7部分構(gòu)成。1、單片機(jī)小系統(tǒng)包括： （1）復(fù)位電路； （2）時(shí)鐘電路； （3）80C51。2、六反相緩沖 /變換器：3個(gè)3、光電隔離器： 16個(gè)4、電流放大器： 16個(gè) 5、中間繼電器： 16個(gè)6、驅(qū)動(dòng)繼電器： 16個(gè) 7、負(fù)載（電燈） ：16個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成圖4049驅(qū)動(dòng)器：4049是6反相緩沖驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)由 6個(gè)反相器構(gòu)成。P0.0~P1.7口輸出的驅(qū)動(dòng)電流放大，達(dá)到足夠的電流使光電隔離光電隔離器在這個(gè)電路板里使用的是光耦 4N25的光電隔離器。光電隔離器的原理：在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端獲得一個(gè)反向的輸出邏輯信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了電—光—電的轉(zhuǎn)換。繼電器：在這個(gè)電路板上使用的是直流電磁繼電器。里面有兩種，一種是中間繼電器，一種是驅(qū)動(dòng)繼電器。繼電器工作原理：繼電器就是電子機(jī)械開(kāi)關(guān)，它是用漆包銅線在一個(gè)圓鐵芯上繞幾百圈至幾千圈，當(dāng)線圈中流過(guò)電流時(shí)，圓鐵芯產(chǎn)生了磁場(chǎng)，把圓鐵芯上邊的帶有接觸片的鐵板吸住，使之?dāng)嚅_(kāi)第一個(gè)觸點(diǎn)而接通第二個(gè)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。當(dāng)線圈斷電時(shí)，鐵芯失去磁性，由于接觸銅片的彈性作用，使鐵板離開(kāi)鐵芯，恢復(fù)與第一個(gè)觸點(diǎn)的接通。因此，可以用很小的電流去控制其他電路的開(kāi)關(guān)。整個(gè)繼電器由塑料或有機(jī)玻璃防塵罩保護(hù)著，有的還是全密封的，以防觸電氧化。如上圖所示，當(dāng)控制電路中的開(kāi)關(guān) K閉合時(shí)，電磁鐵便具有磁性，將銜鐵吸下，使繼電器觸點(diǎn)接觸，與觸點(diǎn)相連接的電源電路便接通；當(dāng)控制開(kāi)關(guān) K斷開(kāi)時(shí)，電磁鐵的磁性被撤消，繼電器觸點(diǎn)彈開(kāi)，電源電路亦隨之?dāng)嚅_(kāi)。其他硬件除了用到光電隔離器、驅(qū)動(dòng)器、繼電器之外，還用到了三極管、電燈、3.應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具 DP-51S3.1DP-51S硬件結(jié)構(gòu)（1）電路外觀DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀上具有豐富的外圍接口和板上元件。DP-51S的單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀的電路布局如圖 3.1所示：（2）主要器件電路主要器件如表 3.1所示：編號(hào)型號(hào)功能 說(shuō)明U1DIP-40封裝CPU主器件，可插仿真頭U2、U374HC537數(shù)據(jù)地址鎖存器U4、U14LN3361BS3位8段共陽(yáng)極數(shù)碼管U5MAX810電壓監(jiān)控復(fù)位器件U6PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U7CAT24WC02串行 EPROM存儲(chǔ)器U8MAX232RS232串口通信接口器件U9ASC08098位并行 A/D轉(zhuǎn)換器件U11TL431精密集成穩(wěn)壓器件U12DAC08328位并行 D/A轉(zhuǎn)換芯片U13LM324集成運(yùn)算放大器PWMLEDLEDPWM指示U1974HC00TTL與非門(mén)U2074HC02TTL或非門(mén)U2174HC04TTL非門(mén)U2274HCC138138譯碼器U23HM6225632KSRAMU2474HC74TTLD觸發(fā)器L1-L8LED8個(gè)LED發(fā)光管KL0-KL7KEY鍵盤(pán)RUNLEDRUN指示Y111．05926MHz石英晶振單片機(jī)時(shí)鐘晶振Y232．768KMHz石英晶振實(shí)時(shí)時(shí)鐘使用的晶振

圖3.11DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀圖3.11DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀（3）應(yīng)用接口為了能夠更好的學(xué)習(xí)使用 DP-51S單片機(jī)訪真實(shí)驗(yàn)儀的系統(tǒng)資源，電路（4）電源插座 POWER該電源插座 POWER為DP-51S單片機(jī)訪真實(shí)驗(yàn)儀提供適合的工作電+9V專(zhuān)用電源，以避免損壞電路組件，當(dāng) DP-51S中外機(jī)+9V專(zhuān)用地安源后，電源指示 POWER亮，說(shuō)明供電正常，（5）串口 COM1、COM2COM1目標(biāo)號(hào)為 RS232，外形是 DB9形式，是單片機(jī)的 RS232輸出，可以通過(guò)串行通信電纜與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通行，現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)信息的交換。而COM2口標(biāo)號(hào)為 UART，外形是 DB9針式， 直接是但片機(jī)的串中信號(hào)線輸出，通信。TOC\o"1-5"\h\z+5V：電源輸出接口 J3通過(guò) J3接口， DP-51S單片機(jī)訪真實(shí)驗(yàn)儀能 QGV、200mA的直流電源。方便用戶開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用電路。注意，輸出電流不可大雨 200mA，否則將影響 DP-51S實(shí)驗(yàn)儀正常工作。D/A轉(zhuǎn)換電源輸入 J6和接口J6為單片機(jī)訪真實(shí)驗(yàn)儀的 D/A及其相關(guān)電路提供 +12V和-12V工作電源，這樣用戶可以直接得到較為精確、正負(fù)對(duì)稱(chēng)的模擬量信號(hào)。 J6的引腳排列如圖 3.17所示，各引腳的具體功能描述如表 3.4所示A/D主那換模擬量輸入接口 J7該接口為用戶提供了 6路A/D轉(zhuǎn)換輸入通道 （分別為 Vin2-Vin7），用戶可以能過(guò)該接口采集、測(cè)量各種物理量，當(dāng)然輸入的有效信號(hào)應(yīng)該是該物理量被轉(zhuǎn)化后所對(duì)應(yīng)的電壓值，且輸入的電壓信號(hào)必須保證在： 0-5V之間，而別外 2路A/D（Vin0和Vin1）已經(jīng)通過(guò) 2個(gè)精密可調(diào)動(dòng)電位器直接接到了電源 +5V上，這樣用戶可以調(diào)節(jié)電位器從而實(shí)現(xiàn)改變?cè)撏ǖ垒斎肽M量的大小，給大家調(diào)試實(shí)驗(yàn)提供了方便。片機(jī)晶振接口 Y1DP-51S單片機(jī)訪真實(shí)驗(yàn)儀為擁護(hù)提供了一個(gè)可自由選擇晶體頻率的接口，擁護(hù)根據(jù)自己的實(shí)際需要使用大小不同的晶體。3.2DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀功能特點(diǎn)用戶可使用自帶的 P87C52X2單片機(jī)來(lái)進(jìn)行仿真調(diào)試響應(yīng)的單片機(jī)用戶和序，也可以選配具有 ISP功能的 P89C6Xx2，P89C51RX、2P89C66x單片機(jī)作為目標(biāo) MCU，且工作晶振頻率可選： 1-12MHz。板上集成從多常用接口電路： 32KSRAM芯片 62C253：3個(gè)獨(dú)立LED顯示、3個(gè)獨(dú)立按鍵； 6個(gè)8段數(shù)碼管與 8按鍵組成的鍵盤(pán) /顯示電路： 12C借口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 PCF8563T：FC接口 EPROM芯片 24WC02；RS232串行通訊接口芯片 MAX232；串行顯示 2個(gè)8段數(shù)碼管電路； 字符液晶顯示屏接口；無(wú)源蜂鳴器電路 NUZZER；紅外接收電路 RFIN；阻容復(fù)位電路、電源監(jiān)控電路MAX810。這此實(shí)用借口電路涵蓋了 MCU的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，能夠提供用戶領(lǐng)先的應(yīng)用設(shè)計(jì)方法。（3）電路信號(hào)的切換通過(guò)跳線器進(jìn)行選擇，可靠性高，使用方便。（4）提供實(shí)驗(yàn)電路的各部分原理圖， 提供各個(gè)實(shí)驗(yàn)課題的匯編程序 A51源代碼，淺顯易懂，入門(mén)方便，使用戶快速掌握應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。（5）預(yù)留 ISP接口，支持 PHILIPSISP單片機(jī)（如 P89c51rx2。P89C66x、P89C6xX2等）的ISP編程。（6）通過(guò) MON51接口與高度軟件協(xié)會(huì)配合，可按單步、斷點(diǎn)、連續(xù)等方式測(cè)試實(shí)際應(yīng)用程中；（7）進(jìn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，如 RTXTiny實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、 uC/OS-KI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、 SmallRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等。 RTXTiny實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中德國(guó)KeiSoflware公司設(shè)計(jì)的， 關(guān)于是 SmallRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的源碼可以在網(wǎng)站下載，至于詳細(xì)的設(shè)計(jì)思想、就用設(shè)計(jì)實(shí)例和中間件，請(qǐng)參考《基于 80C51單片機(jī)的 SmallRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及其應(yīng)用》 專(zhuān)著。有了這樣的基礎(chǔ)您就有了從 8位的單片機(jī)過(guò)渡到 32位ARM的扎實(shí)功底，如果你的基礎(chǔ)比較好，還可以深入學(xué)習(xí)。 uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，不僅可以在 80C51單片機(jī)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單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀引用的 CPU信號(hào)，可以邊接自己的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)仿真軟件 KeilC51KeilC51介紹KeilC51mVision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是KeiSoftwre，lnc/KeilElektronikGmbH開(kāi)發(fā)的基于 80C51內(nèi)核的微處理器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，內(nèi)以多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，可以完成從工和建立、管理，編譯，連接，目標(biāo)代碼的生成，軟件訪真，硬件訪真等完整的開(kāi)發(fā)流和。尤其 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準(zhǔn)確性和效率性達(dá)到了較高的水平，而可以附加靈活的控制選項(xiàng)。KeilC51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的主要環(huán)境的主要功能是以下幾點(diǎn)：mVision2forWindowsTM：是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它將項(xiàng)目管理， 源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的 Z1環(huán)境中。C51國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化 C交叉編譯器：從 C源代碼產(chǎn)生可重定位的口標(biāo)模塊。A51宏匯編器：從 80C51匯編冤代碼產(chǎn)生可重定位的口標(biāo)模塊。BL51連接/定位器：組合由 C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對(duì)目標(biāo)模塊。LIB51庫(kù)管理器：從口際模塊生成連接器可以使用的庫(kù)文件。OH51目標(biāo)文件至 HEX格式的轉(zhuǎn)換器： 從絕對(duì)目標(biāo)模塊生成IntelHEX文件。7）RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了復(fù)雜的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件項(xiàng)口的設(shè)計(jì)。這個(gè)工具套件足為專(zhuān)業(yè)軟件開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)的，但任何層次的編程人員都可以使用，并獲得 80C51微控制器的部分應(yīng)用。KeilC51集成工具和用途mVision2支持所有的 Keil80C51的工具軟件，包括 C51編譯器、宏匯編器、連接器 /定位器和目標(biāo)文件至 Hex格式轉(zhuǎn)換器， mVision2可以自動(dòng)完成便宜、匯編、連接程序的操作。C51便宜器和 ASI匯編器由mVision21DE創(chuàng)建的潭文件， 可以被 C51便宜器或 A51匯編器處理，生成可重定位的 object文件。KeilC51以直接支持 80C51結(jié)構(gòu)的特性。 KeilA51宏匯編器支持 80C51及其派聲系列的怕有指令集。LIB51庫(kù)管理器BL51庫(kù)管理器可以從由匯編器和便宜器創(chuàng)建的目標(biāo)文件建立目標(biāo)庫(kù)。這些庫(kù)是按規(guī)定格式排列的目標(biāo)模塊，可在以后被連接器所使用。當(dāng)連接器處理一個(gè)庫(kù)時(shí)，僅僅使用了庫(kù)中程序使用的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用。BLSI連接器 /定位器BL51連接器使用從庫(kù)中提取出來(lái)的目標(biāo)模塊和便宜器， 匯編器生成的目標(biāo)模塊，創(chuàng)建一個(gè)絕對(duì)地址目標(biāo)模塊。絕對(duì)地址目標(biāo)文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)，所有的代碼和數(shù)據(jù)都被個(gè)在具體的存儲(chǔ)器單元中。mVision2軟件調(diào)試器mVision2軟件調(diào)試器能十分理想地進(jìn)行快速，可靠的程序調(diào)節(jié)，調(diào)試器包括一個(gè)同速模擬器，您可以使用它模擬整個(gè) 80C50系統(tǒng)，包括片上外圍器件和外部器件，當(dāng)您從器件數(shù)據(jù)庫(kù)選擇時(shí)，這個(gè)器件的屬性會(huì)被自動(dòng)配置。mVision2硬件調(diào)試器mVision2調(diào)試器響您提供廠幾種在實(shí)際目標(biāo)硬件上測(cè)試程序的方法。按MON51目標(biāo)監(jiān)控器到您的目標(biāo)系統(tǒng)， 并通過(guò)monitor-51接口下在你的程序，使用高級(jí) GDI接口，將mVision2調(diào)試同類(lèi)似于 DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀或者 TKS系列仿真器的硬件系統(tǒng)相連接，通過(guò) mVision2的人機(jī)交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作。RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是針對(duì) 80C51微控制器系列的一個(gè)多任務(wù)內(nèi)核。RTX51實(shí)時(shí)內(nèi)核簡(jiǎn)化廠需要對(duì)實(shí)時(shí)事件進(jìn)行反應(yīng)的復(fù)雜應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 編程和調(diào)試。這個(gè)內(nèi)核完全集成在 C51編譯器中，使用非常簡(jiǎn)單，任務(wù)描述表和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一性由 BL51連接器/定位器自動(dòng)進(jìn)行控制。此外Vision2還只有極強(qiáng)的軟件環(huán)境，友好的操作界面和簡(jiǎn)單快捷的操作方法，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： （1）豐富的菜單欄； （2）可以快色選擇命令按鈕的工具欄； （3）一些源代碼文件窗口； （4）對(duì)話框窗口； （5）直觀明了的信息顯示窗口。軟件設(shè)計(jì)5.15.1顯示模式設(shè)計(jì)L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L12 L13L14 L15L16模式號(hào)顯示狀態(tài)參數(shù)08L1~L6全亮P1=FFH,P0=FFH07L1~L8亮， L9~L16不亮P1=FFH,P0=00H06L1~L8不亮， L9~L16亮P1=00H,P0=FFH05L1~L16奇數(shù)亮，偶數(shù)不亮P1=AAH,P0=AAH04L1~L16偶數(shù)亮，奇數(shù)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=33H01L1~L4、L9~L12亮P1=F0H,P0=F0H示狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的參數(shù)也不同。本裝置在使用中，是用到定時(shí)器來(lái)控制不同的閃爍方式的。當(dāng)一個(gè)完整的閃爍結(jié)束后，即可轉(zhuǎn)入新的閃爍方式。5.2程序流程圖5.2.1主程序流程圖5.2.25.2.2中斷服務(wù)程序流程圖5.3程序設(shè)計(jì)以下是城市燈光閃爍控制裝置的完整源程序：***************************************主程序***************************************MAIN:MOVSP,#SPMOV30H,#08HMOVP1,#FFHMOVP0,FFHCLRTR0TO:MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBTR0T1:MOV30H,#50M8:CJNE30H,#00H,M8CJNE31H,08H,M7MOVP1,FFHMOVP0,FFHDEC31HSJMPT1M7:CJNE31H,07H,M6MOVP1,FFHMOVP0,00HDEC31HSJMPT1M6:CJNE31H,06H,M5MOVP1,00HMOVP0,FFHDEC31HSJMPT1M5:CJNE31H,05H,M4MOVP1,F0HMOVP0,F0HDEC31HSJMPT1M4:CJNE31H,04H,M3MOVP1,AAHMOVP0,AAHDEC31HSJMPT1M3:CJNE31H,03H,M2MOVP1,CCHMOVP0,CCHDEC31HSJMPT1M2:CJNE31H,02H,M1MOVP1,55HMOVP0,55HDEC31HLJMPT1M1:CJNE31H,01HMOVP1,33HMOVP0,33HMOV31H,08HLJMPT1***************************************中斷服務(wù)程序***************************************INT1:PUSH30HPUSH31HCLRTR0MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDEC30HPOP31HPOP30HSETBTR0RETI城市燈光閃爍控制裝置的調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試檢查硬件連接包括各元器件的正確使用，例如：地線、電源線的接口。檢查電路板，各線路是否正確連接，各元器件是否安全焊上，是否牢固等等。檢查軟件系統(tǒng)、根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來(lái)檢查程序是否也正確。、分別寫(xiě)出各指令的正確含義，包括中斷定時(shí)延時(shí)時(shí)間和初始化時(shí)方式字和控制口地址。、將所有程序組織起來(lái)，在軟件環(huán)境下運(yùn)行，檢查程序是否正確。通過(guò)對(duì)硬件和軟件系統(tǒng)的認(rèn)真檢查，反復(fù)測(cè)試，結(jié)果系統(tǒng)檢測(cè)成功，可以進(jìn)一步運(yùn)行調(diào)試。、運(yùn)行調(diào)試：在電腦輸入程序后，各硬件連接正確無(wú)誤時(shí)，接上電源，輸入命令開(kāi)始運(yùn)行調(diào)試。6.2測(cè)試結(jié)果本系統(tǒng)基本上能符合設(shè)計(jì)者的要求，因條件所限還未有實(shí)際的運(yùn)行。畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)單片機(jī)的設(shè)計(jì)至今為止已經(jīng)進(jìn)入了令人鼓舞的階段，在進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)多月的時(shí)間的摸索與實(shí)