單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)(簡)

1、v設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求v總體方案總體方案v硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)v軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)v系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行第第1010章章單單片片機(jī)機(jī)的的應(yīng)應(yīng)用用系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與開開發(fā)發(fā) 本章內(nèi)容本章內(nèi)容Single Chip Microcomputer一、一、 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)并制作出具有如下功能的電腦鐘：設(shè)計(jì)并制作出具有如下功能的電腦鐘： (1) (1) 自動(dòng)計(jì)時(shí)，由自動(dòng)計(jì)時(shí)，由6 6位位LEDLED顯示器顯示時(shí)、分、秒。顯示器顯示時(shí)、分、秒。 (2) (2) 具備校準(zhǔn)功能，可以直接由具備校準(zhǔn)功能，可以直接由0 09 9數(shù)字鍵設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。數(shù)字鍵設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。 (3) (3) 具備定時(shí)起鬧功能。具備

2、定時(shí)起鬧功能。 (4) (4) 一天時(shí)差不超過一天時(shí)差不超過1 1秒鐘。秒鐘。二、二、 總體方案總體方案1. 計(jì)時(shí)方案計(jì)時(shí)方案 方案一：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 方案二：軟件控制。2. 鍵盤鍵盤/顯示方案顯示方案 方案一：串口擴(kuò)展，LED靜態(tài)顯示。 方案二：8155擴(kuò)展，LED動(dòng)態(tài)顯示。顯示方式框圖(a) 靜態(tài)顯示框圖；(b) 動(dòng)態(tài)顯示框圖移 位 寄 存 器LED1LED244鍵 盤8031串 行 口P1口移 位 寄 存 器80318155鍵 盤 顯 示接 口LED顯 示44鍵 盤(a)(b)三、三、 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 1. 電路原理圖電路原理圖AD0PA0AD1PA1AD2PA2AD3PA3AD4

3、PA4AD5PA5AD6PA6AD7PA7PB0CEPB1RDPB2WRPB3IO/MPB4ALEPB5PB6PB7TMROUT6PC0PC1TMRIN3PC2PC3PC4RESET4PC58155EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T11512345678PSENALE/PTXDRXD89C51dpgfed cbaLED0LED1LED2LED3 LED4LED50123456789C/RALMPA0PA5PC0PC1PC2PB0PB7+5 V+5 V蜂 鳴 器+5 V+5 V74LS073938373635343332212223242

4、5262728293011101213141516171819891071121222324252627282930313233343536373839125P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.720 pF20 pF6 MH z1 k5.1 k3R200 822 F12. 系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)工作流程本電腦鐘具備以下功能：本電腦鐘具備以下功能： (1) (1) 時(shí)鐘顯示：時(shí)鐘顯示：6 6位位LEDLED從左到右依次顯示時(shí)、分、秒，采用從左到右依次

5、顯示時(shí)、分、秒，采用2424小時(shí)計(jì)時(shí)。小時(shí)計(jì)時(shí)。 (2) (2) 鍵盤功能：采用鍵盤功能：采用4 43 3鍵盤，包括：鍵盤，包括：0 09 9 數(shù)字鍵，鍵號(hào)為數(shù)字鍵，鍵號(hào)為00H00H09HC/R09HC/R鍵鍵 時(shí)間設(shè)定時(shí)間設(shè)定/ /啟動(dòng)計(jì)時(shí)鍵，鍵號(hào)為啟動(dòng)計(jì)時(shí)鍵，鍵號(hào)為0AH0AH ALM ALM鍵鍵 鬧鐘設(shè)置鬧鐘設(shè)置/ /啟鬧啟鬧/ /停鬧鍵，鍵號(hào)為停鬧鍵，鍵號(hào)為0BH0BH (1) (1) 時(shí)間顯示：上電后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入時(shí)鐘顯示，從時(shí)間顯示：上電后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入時(shí)鐘顯示，從0000：0000：0000開始計(jì)時(shí)，此開始計(jì)時(shí)，此時(shí)可以設(shè)定當(dāng)前時(shí)間。時(shí)可以設(shè)定當(dāng)前時(shí)間。(2) (2) 時(shí)間調(diào)整

6、：按下時(shí)間調(diào)整：按下C/RC/R鍵，系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)，進(jìn)入時(shí)間設(shè)定狀態(tài)，系統(tǒng)保持原有顯鍵，系統(tǒng)停止計(jì)時(shí)，進(jìn)入時(shí)間設(shè)定狀態(tài)，系統(tǒng)保持原有顯示，等待鍵入當(dāng)前時(shí)間。按下示，等待鍵入當(dāng)前時(shí)間。按下0 09 9數(shù)字鍵可以順序設(shè)置時(shí)、分、秒，并在相應(yīng)數(shù)字鍵可以順序設(shè)置時(shí)、分、秒，并在相應(yīng)LEDLED管上顯示設(shè)置值，直至管上顯示設(shè)置值，直至6 6位設(shè)置完畢。系統(tǒng)將自動(dòng)由設(shè)定后的時(shí)間開始計(jì)時(shí)顯示。位設(shè)置完畢。系統(tǒng)將自動(dòng)由設(shè)定后的時(shí)間開始計(jì)時(shí)顯示。 (3) (3) 鬧鐘設(shè)置鬧鐘設(shè)置/ /啟鬧啟鬧/ /停鬧：按下停鬧：按下ALMALM鍵，系統(tǒng)繼續(xù)計(jì)時(shí)，顯示鍵，系統(tǒng)繼續(xù)計(jì)時(shí)，顯示0000：0000：0000，進(jìn)，進(jìn)入鬧

7、鐘設(shè)置狀態(tài)，等待鍵入啟鬧時(shí)間。按下入鬧鐘設(shè)置狀態(tài)，等待鍵入啟鬧時(shí)間。按下0 09 9數(shù)字鍵可以順序進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間設(shè)數(shù)字鍵可以順序進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間設(shè)置，并在相應(yīng)置，并在相應(yīng)LEDLED管上顯示設(shè)置值，直至管上顯示設(shè)置值，直至6 6位設(shè)置完畢。這將啟動(dòng)定時(shí)啟鬧功能，位設(shè)置完畢。這將啟動(dòng)定時(shí)啟鬧功能，并恢復(fù)時(shí)間顯示。定時(shí)時(shí)間到，蜂鳴器鳴叫，直至重新按下并恢復(fù)時(shí)間顯示。定時(shí)時(shí)間到，蜂鳴器鳴叫，直至重新按下ALMALM鍵停鬧，并取消鍵停鬧，并取消鬧鐘設(shè)置。鬧鐘設(shè)置。四、軟件設(shè)計(jì)四、軟件設(shè)計(jì)1. 系統(tǒng)資源分配系統(tǒng)資源分配地地 址址功功 能能名名 稱稱初始化值初始化值30H35H顯示緩沖區(qū)，小時(shí)、分、秒（高位

8、在前）顯示緩沖區(qū)，小時(shí)、分、秒（高位在前）DISP0DISP500H3CH3FH計(jì)時(shí)緩沖區(qū)，時(shí)、分、秒、計(jì)時(shí)緩沖區(qū)，時(shí)、分、秒、100 msHOUR，MIN，SEC，MSEC00H40H42H鬧鐘值寄存區(qū)，時(shí)、分、秒鬧鐘值寄存區(qū)，時(shí)、分、秒AHOUR，AMIN，ASECFFH50H7FH堆棧區(qū)堆棧區(qū) PSW.5計(jì)時(shí)顯示允許位（計(jì)時(shí)顯示允許位（1：禁止，：禁止，0：允許）：允許）F00PSW.1鬧鐘標(biāo)志位（鬧鐘標(biāo)志位（1：正在鬧響，：正在鬧響，0：未鬧響）：未鬧響）F10電子鐘控制軟件片內(nèi)RAM及標(biāo)志位分配表2. 軟件流程軟件流程開 始定 義 堆 棧 區(qū)8155、 定 時(shí) 器 0、數(shù) 據(jù) 緩 沖

9、 區(qū) 、鬧 鐘 標(biāo) 志 位 初 始 化調(diào) 用 定 時(shí)比 較 程 序調(diào) 用 鍵 掃 描子 程 序是 C/R鍵是 ALM鍵鬧 鐘 標(biāo) 志 位 1停 鬧清 零 鬧 鐘 標(biāo) 志地 址 指 針 指 向計(jì) 時(shí) 緩 沖 區(qū)調(diào) 用 時(shí) 間 設(shè) 置 /鬧 鐘 定 時(shí) 程 序地 址 指 針 指 向鬧 鐘 值 寄 存 區(qū)YNNYYN圖9.3 主程序流程圖圖9.4 計(jì)時(shí)程序流程圖保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)時(shí) 間 校 正重 裝 定 時(shí) 器 0初 值循 環(huán) 次 數(shù) 減 1秒 單 元 清 零分 單 元 加 160分 到分 單 元 清 零小 時(shí) 單 元 加 124小 時(shí) 到小 時(shí) 單 元 清 零恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)返 回滿 10次秒 單 元

10、加 160 s到NYYYYNNN圖9.5 時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)流程圖 保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)調(diào) 用 鍵 盤 設(shè) 置 子 程 序ACALL KEYIN調(diào) 用 合 字 程 序ACALL COMB恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)返 回圖9.6 鍵盤設(shè)置子程序流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)顯示緩沖區(qū)首地址送R0鍵盤輸入次數(shù)送R7調(diào)用鍵盤掃描程序ACALL KEYSCAN鍵號(hào)送R0顯示緩沖區(qū)地址加1INC R0循環(huán)次數(shù)減1循環(huán)次數(shù)到恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回Yc圖9.7 鍵盤掃描流程圖 (4) 鍵盤掃描程序模塊KEYSCAN：流程圖如圖9.7所示。 掃 描 鍵 盤有 鍵 按 下調(diào) 用 顯 示 程 序有 鍵 按 下求 取 鍵 號(hào)返 回調(diào) 用 顯 示 程 序調(diào) 用

11、 定 時(shí) 比 較 程 序調(diào) 用 顯 示 程 序調(diào) 用 定 時(shí) 比 較 程 序YNNY圖9.8 顯示流程圖保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)動(dòng) 態(tài) 掃 描 顯 示調(diào) 用 拆 字 程 序返 回YN允許顯示計(jì)時(shí)時(shí)間圖9.9 定時(shí)比較流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)鬧鐘值與計(jì)時(shí)值秒單元相等啟鬧鬧鐘標(biāo)志置位返回YN鬧鐘值與計(jì)時(shí)值分單元相等鬧鐘值與計(jì)時(shí)值小時(shí)單元相等恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)NNYYORG0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP CLOCKORG 0030HPORT EQU 8000HPORTA EQU 8001HPORTB EQU 8002H；*主程序MAIN*PORTCEQU 8003HDISP0 EQU 30HDISP1 E

12、QU 31HDISP2 EQU 32HDISP3 EQU 33HDISP4 EQU 34HDISP5 EQU 35HHOUR EQU 3CH MIN EQU 3DH SEC EQU 3EH MSEC EQU 3FH AHOUR EQU 40H AMINEQU 41H ASEC EQU 42H F1 BIT PSW.1MAIN：MOV SP，#50H ；設(shè)置堆棧區(qū) MOVX DPTR，#PORT MOVA，#03H MOVX DPTR，A；8155初始化CLR F1；清零鬧鐘標(biāo)志位CLRF0；允許計(jì)時(shí)顯示 MOV AHOUR,#0FFH MOV AMIN,#0FFH MOV ASEC,#0FFH

13、 MOV R7,#10H MOV R0,#DISP0 CLR ALOOP: MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,LOOP ；設(shè)置初值 MOV TMOD，#01H MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#3CH ；定時(shí)器0初始化，定時(shí) 時(shí)間100 ms SETB TR0；啟動(dòng)定時(shí)器 SETB EA SETB ET0；開中斷 BEGIN： ACALLALARM ；調(diào)用定時(shí)比較 ACALLKEYSCAN ；調(diào)用鍵盤掃描 CJNEA，#0AH，NEXT1 ；是CLR/RST鍵否？ CLR TR0 ；是則暫時(shí)停止計(jì)時(shí) MOV R1，#HOUR ；地址指針指向計(jì)時(shí)緩沖區(qū)首地址 AJMPM

14、ODNEXT1：CJNE A，#0BH，BEGIN ；是ALARM鍵否？ JB F1，NEXT2 ；鬧鐘正在鬧響否？ MOVR1，#AHOUR ；地址指針指向鬧鐘值寄存區(qū)首地址 MOD： SETBF0 ；置位時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)標(biāo)志，禁止顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 ACALLMODIFY ；調(diào)用時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)程序 SETBTR0 ；重新開始計(jì)時(shí) CLRF0 ；清零時(shí)間設(shè)置/鬧鐘定時(shí)標(biāo)志，恢復(fù)顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 AJMPBEGINNEXT2： SETBP1.0；鬧鐘正在鬧響，停鬧 CLRF1；清零鬧鐘標(biāo)志 AJMPBEGIN ；*時(shí)間設(shè) 置/鬧鐘定時(shí)模塊MODIFY*MODIFY：ACALL KEYIN；調(diào)用鍵盤

15、設(shè)置子程序 ACALL COMB；調(diào)用合字子程序RET鍵盤設(shè)置子程序KEYIN：KEYIN：PUSH PSWPUSH ACC SETBRS1 ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) MOVR0，#DISP0 ；R0指向顯示緩沖區(qū)首地址 MOVR7，#06H ；設(shè)置鍵盤輸入次數(shù)L1：CLRRS1 ACALLKEYSCAN ；調(diào)用鍵盤掃描程序取按下鍵 的鍵號(hào) SETB RS1 CJNEA，#0AH，L2 ；鍵入數(shù)合法性檢測(cè)（是否大 于9） L2：JNCL1；大于9，重新鍵入MOV R0，A；鍵號(hào)送顯示緩沖區(qū)INCR0DJNZ R7，L1；6位時(shí)間輸入完否？未 完繼續(xù)，否則返回POPACCPOPPSWCLRRS1；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)RE

16、T ；*鍵盤掃描子程序KEYSCAN* KEYSCAN:ACALLTEST ；調(diào)判按鍵是否按下子程序TEST JNZ REMOV ；有鍵按下調(diào)消抖延時(shí) ACALLDISPLAY ACALLALARM AJMP KEYSCAN ；無鍵按下繼續(xù)判是否按鍵 REMOV: ACALL DISPLAY；調(diào)用顯示子程序延時(shí)消抖 ACALL TEST ；再判是否有鍵按下 JNZLIST ；有鍵按下轉(zhuǎn)逐列掃描 ACALL DISPLAY ACALL ALARM AJMPKEYSCAN ；無鍵按下繼續(xù)判是否按鍵 LIST: MOV R2，#0FEH ；首列掃描字送R2MOV R3，#00H ；首列鍵號(hào)送R3LI

17、NE0:MOV DPTR，#PORTA ；DPTR指針指向8155的A口 MOV A，R2 ；首列掃描字送R2 MOVXDPTR，A ；首列掃描字送8155的A口 MOV DPTR，#PORTC ；DPTR指針指向8155的C口 MOVXA，DPTR ；讀入C口的行狀態(tài) JB ACC.0，LINE1 ；第0行鍵無鍵按下轉(zhuǎn)第1行 MOVA，#00H ；第0行有鍵按下，行首鍵號(hào)送A AJMPTRYK ；求鍵號(hào) NEXT: INC R3；掃描下一列 MOV A，R2；列掃描字送A JNB ACC.3，EXIT ；4列掃描完，重新進(jìn)行 下一輪掃描 RL A；4列未掃描完，掃描字左移掃描下一列 MOV

18、R2，A；掃描字送A AJMP LINE0 ；轉(zhuǎn)向掃描下一列 EXIT: AJMP KEYSCAN；等待下一次按鍵TRYK: ADD A，R3；按公式計(jì)算鍵碼，求得鍵號(hào) PUSH ACC；鍵號(hào)入棧保護(hù)LETK:ACALL TEST；等待按鍵釋放 JNZLETK；按鍵未釋放，繼續(xù)等待 POPACC；按鍵釋放，鍵號(hào)出棧RET；鍵盤掃描結(jié)束，返回TEST: MOV DPTR，#PORTA ；DPTR指針指向8155的A口MOV A，#00HMOVX DPTR， A ；全掃描字00H送8155的A口MOV DPTR，#PORTC ；DPTR指針指向8155的C口MOVX A，DPTR ；讀入C口行狀態(tài)

19、CPLA ；A取反，以高電平表示有 鍵按下ANLA，#07H ；屏蔽高5位RET ；*顯示子程序DISPLAY*DISPLAY:JB F0，DISP ；允許時(shí)間顯示標(biāo)志F0=1轉(zhuǎn)DISPACALL SEPA ；否則調(diào)用SEPA刷新顯示緩沖區(qū) DISP: push psw ；動(dòng)態(tài)掃描顯示子程序 Pushacc setb rs0 MOV dptr，#PORTA MOV A，#0FFH MOVX DPTR，A ；關(guān)顯示 mov r0，#disp0 mov r7，#00h mov r6，#06h mov r5，#0fehdis1: mov dptr，#tab mov a，r0 movc a，a+dpt

20、r mov dptr，#portbmovx dptr，a mov dptr，#porta mov a，r5 movx dptr，ahere: djnz r7，here inc r0 mov a，r5 rl a mov r5，a djnz r6，dis1 clr rs0 pop acc pop psw ret tab: db 3fh，06h，5bh，4fh，66h，6dh，7dh，07h db 7fh，6fh，77h，7ch，39h，5eh，79h，71h；共陰極字型碼表 ；*合字子程序COMB*COMB： MOV R0，#DISP1 ；R0指向顯示緩沖區(qū)小時(shí) 低位 ACALL COMB1 ；合

21、字 CJNE A，#24H，CHK ；小時(shí)大于24否？CHK： JNCEXIT1 ；大于24則取消本次設(shè) 置，退出 MOVR1，A ；否則小時(shí)送計(jì)時(shí)緩沖區(qū) /鬧鐘值寄存區(qū)小時(shí)單元 INCR1 MOVR0，#DISP3 ；R0指向顯示緩沖區(qū)分低位 ACALLCOMB1 CJNEA，#60H，CHK1CHK1：JNC EXIT1 MOV R1，A INC R1 MOV R0，#DISP5 ；R0指向顯示緩沖區(qū)秒低位 ACALL COMB1 CJNEA，#60H，CHK2 CHK2：JNCEXIT1 MOV R1，ARET EXIT1： AJMP MAIN ；輸入不合法退出，重新清 零計(jì)時(shí)COMB1

22、：MOV A，R0 ANL A，#0FH ；取出低位 MOV43H，A；暫存于43H單元 DECR0；指向高位 MOVA，R0 ANLA，#0FH SWAPA；高位送高4位 ORLA，43H；高低位合并RET；*拆字子程序SEPA*SEPA：PUSH PSW PUSH ACC SETB RS0 MOVR0，#DISP5；指向顯示緩沖區(qū)秒低位 MOVA，SEC ACALL SEPA1 MOVA，MIN ACALL SEPA1 MOVA，HOUR ACALL SEPA1 POPACC POPPSW RETSEPA1：MOV 44H，A；暫存44H ANLA， #0FH；取出低位 MOV R0，A；送顯示緩沖區(qū)低位 DEC R0 ；指向顯示緩沖區(qū)高位 MOV A，44H ANL A，#0F0H；取出高位 SWAPA；高位送往低4位形成高位數(shù)據(jù) MOVR0，A ；高位數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)高位RET；*定時(shí)比較模塊ALARM*ALARM：MOV A，ASECCJNE A，SEC，BACK ；秒單元相同則繼續(xù)比較，否則返回 MOV A，AMINCJNE A，MI