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單片機(jī)小車(chē)（超詳細(xì)設(shè)計(jì)資料）

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ID:572346 發(fā)表于 2019-7-17 03:32 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  1. Hello, world!
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                             第一章、 總述

       本智能小車(chē)采用80C51單片機(jī)為控制核心，利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車(chē)，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法及測(cè)試結(jié)果分析。
       采用的技術(shù)主要有：
    （1）通過(guò)編程來(lái)控制小車(chē)的速度；
    （2）傳感器的有效應(yīng)用；
    （3）新型顯示芯片的采用.
    具體實(shí)現(xiàn)：在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車(chē)的基礎(chǔ)上，加裝光電、紅外線(xiàn)、超聲波傳感器及金屬探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的智能控制。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高，可滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列中的80C51單片機(jī)。以80C51為控制核心，利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車(chē)，并可以自動(dòng)記錄時(shí)間、里程和速度，自動(dòng)尋跡和尋光功能。80C51引腳如下所示：

80C51.jpg

    80C51芯片資料： 80C51英文資料.pdf (368.61 KB, 下載次數(shù): 15)



第二章、 方案設(shè)計(jì)與論證

   一 、直流調(diào)速系統(tǒng)
   方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。
    方案二：靜止可控整流器。簡(jiǎn)稱(chēng)V-M系統(tǒng)。
    方案三：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。
  • 旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變勵(lì)磁電流的方向則輸出電壓的極性和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向都隨著改      變，所以G-M系統(tǒng)的可逆運(yùn)行是很容易實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不方便且技術(shù)落后，因此擱置不用。
  • V-M系統(tǒng)是當(dāng)今直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類(lèi)型，可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。V-M系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦裕辉试S電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是運(yùn)行條件要求高，維護(hù)運(yùn)行麻煩。最后，當(dāng)系統(tǒng)處于低速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流危害附近的用電設(shè)備。
  • 采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)二極管續(xù)流，兩端電壓接近于零。脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation），簡(jiǎn)稱(chēng)PWM。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，即通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)進(jìn)行直流調(diào)速。


    與V-M系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：
   （1）由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。由于電流波形比V-M系統(tǒng)好，在相同的平均電流下，電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都比較小。
   （2）同樣由于開(kāi)關(guān)頻率高，若與快速響應(yīng)的電機(jī)相配合，系統(tǒng)可以獲得很寬的頻帶，因此快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。
   （3）由于電力電子器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。
    根據(jù)以上綜合比較，以及本設(shè)計(jì)中受控電機(jī)的容量和直流電機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，本設(shè)計(jì)采用了H型單極型可逆PWM變換器進(jìn)行調(diào)速。脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)PWM變換器。脈寬調(diào)速也可通過(guò)單片機(jī)控制繼電器的閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是驅(qū)動(dòng)能力有限。為順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車(chē)的前行與倒車(chē)，本設(shè)計(jì)采用了可逆PWM變換器�？赡鍼WM變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類(lèi)型。在設(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個(gè)三極電力晶體管和4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。

    二 、檢測(cè)系統(tǒng)
    檢測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)，即利用各種傳感器對(duì)電動(dòng)車(chē)的避障、位置、行車(chē)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。
    1．行車(chē)起始、終點(diǎn)及光線(xiàn)檢測(cè)：
    本系統(tǒng)采用反射式紅外線(xiàn)光電傳感器用于檢測(cè)路面的起始、終點(diǎn)（2cm寬的黑線(xiàn)），玩具車(chē)底盤(pán)上沿黑線(xiàn)放置一套，以適應(yīng)起始的記數(shù)開(kāi)始和終點(diǎn)的停車(chē)的需要。利用超聲波傳感器檢測(cè)障礙。光線(xiàn)跟蹤，采用光敏三極管接收燈泡發(fā)出的光線(xiàn)，當(dāng)感受到光線(xiàn)照射時(shí)，其c-e間的阻值下降，檢測(cè)電路輸出高電平，經(jīng)LM393電壓比較器和74LS14施密特觸發(fā)器整形后送單片機(jī)控制。
    本系統(tǒng)共設(shè)計(jì)兩個(gè)光電三極管，分別放置在電動(dòng)車(chē)車(chē)頭的左、右兩個(gè)方向，用來(lái)控制電動(dòng)車(chē)的行走方向，當(dāng)左側(cè)光電管受到光照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向左轉(zhuǎn)；當(dāng)右側(cè)光電管受到光照時(shí)，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向電機(jī)向右轉(zhuǎn)；當(dāng)左、右兩側(cè)光電管都受到光照時(shí)，單片機(jī)控制直行。見(jiàn)圖2.1 電動(dòng)車(chē)的方向檢測(cè)電路(a)。
    行車(chē)方向檢測(cè)電路（見(jiàn)圖2.2 電動(dòng)車(chē)的方向檢測(cè)電路(b)）采用反射接收原理配置了一對(duì)紅外線(xiàn)發(fā)射、接收傳感器。該電路包括一個(gè)紅外發(fā)光二極管、一個(gè)紅外光敏三極管及其上拉電阻。紅外發(fā)光二極管發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外線(xiàn)照射物體，紅外光敏三極管在接收到反射回來(lái)的紅外線(xiàn)后導(dǎo)通，發(fā)出一個(gè)電平跳變信號(hào)。
    此套紅外光電傳感器固定在底盤(pán)前沿，貼近地面。正常行駛時(shí)，發(fā)射管發(fā)射紅外光照射地面，光線(xiàn)經(jīng)白紙反射后被接收管接收，輸出高電平信號(hào)；電動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)黑線(xiàn)時(shí)，發(fā)射端發(fā)射的光線(xiàn)被黑線(xiàn)吸收，接收端接收不到反射光線(xiàn)，傳感器輸出低電平信號(hào)后送80C51單片機(jī)處理，判斷執(zhí)行哪一種預(yù)先編制的程序來(lái)控制玩具車(chē)的行駛狀態(tài)。前進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)正轉(zhuǎn),進(jìn)入減速區(qū)時(shí),由單片機(jī)控制進(jìn)行PWM變頻調(diào)速,通過(guò)軟件改變脈沖調(diào)寬波形的占空比,實(shí)現(xiàn)調(diào)速。最后經(jīng)反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)停車(chē)。前行與倒車(chē)控制電路的核心是橋式電路和繼電器。電橋上設(shè)置有兩組開(kāi)關(guān)，一組常閉，另一組常開(kāi)。電橋一端接電源，另一端接了一個(gè)三極管。三極管導(dǎo)通時(shí)，電橋通過(guò)三極管接地，電機(jī)電樞中有電流通過(guò)；三極管截止時(shí)，電橋浮空，電機(jī)電樞中沒(méi)有電流通過(guò)。系統(tǒng)通過(guò)電橋的輸出端為轉(zhuǎn)向電機(jī)供電。通過(guò)對(duì)繼電器開(kāi)閉的控制即可控制電機(jī)的開(kāi)斷和轉(zhuǎn)速方向進(jìn)而達(dá)到控制玩具車(chē)前行與倒車(chē)的目的，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)控制系統(tǒng)的糾偏功能。如圖2.3 前行與倒車(chē)控制電路所示。

                                                                                                                                              2.1.png

                                           圖2.1電動(dòng)車(chē)的方向檢測(cè)電路(a)


   2.2.png


                              圖2.2電動(dòng)車(chē)的方向檢測(cè)電路(b)

2.3.png


                                 圖2.3前行與倒車(chē)控制電路

    檢測(cè)放大器方案：
    方案一：使用普通單級(jí)比例放大電路。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、價(jià)格低廉。但是也存在著許多不足。如抗干擾能力差、共模抑制比低等。
    方案二：采用差動(dòng)放大電路。選擇優(yōu)質(zhì)元件構(gòu)成比例放大電路，雖然可以達(dá)到一定的精度，但有時(shí)仍不能滿(mǎn)足某些特殊要求。例如，在測(cè)量本設(shè)計(jì)中的光電檢測(cè)信號(hào)時(shí)需要把檢測(cè)過(guò)來(lái)的電平信號(hào)放大并濾除干擾，而且要求對(duì)共模干擾信號(hào)具有相當(dāng)強(qiáng)的抑制能力。這種情況下須采用差動(dòng)放大電路，并應(yīng)設(shè)法減小溫漂。但在實(shí)際操作中，往往滿(mǎn)足了高共模抑制比的要求，卻使運(yùn)算放大器輸出飽和；為獲得單片機(jī)能識(shí)別的TTL電平卻又無(wú)法抑制共模干擾。
    方案三：電壓比較器方案。電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小，例如將一個(gè)信號(hào)電壓Ui和一個(gè)參考電壓Ur進(jìn)行比較，在Ui>Ur和Ui<Ur兩種不同情況下，電壓比較器輸出兩個(gè)不同的電平，即高電平和低電平。而Ui變化經(jīng)過(guò)Ur時(shí)，比較器的輸出將從一個(gè)電壓跳變到另一個(gè)電平。比較器有各種不同的類(lèi)型。對(duì)它的要求是：鑒別要準(zhǔn)確，反應(yīng)要靈敏，動(dòng)作要迅速，抗干擾能力要強(qiáng)，還應(yīng)有一定的保護(hù)措施，以防止因過(guò)電壓或過(guò)電流而造成器件損壞。
比較器的特點(diǎn)：
    ⑴  工作在開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)。放大、運(yùn)算電路為了實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定并滿(mǎn)足
一定的精度要求，這些電路中的運(yùn)放均引入了深度負(fù)反饋；而為了提高比較器的反應(yīng)速度和靈敏度，它所采用的運(yùn)放不但沒(méi)有引入負(fù)反饋，有時(shí)甚至還加正反饋。因此比較器的性能分析方法與放大、運(yùn)算電路是不同的。
    ⑵  非線(xiàn)性。由于比較器中運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)，它的兩個(gè)輸入端之間的電位差與開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)的乘積通常超過(guò)最大輸出電壓，使其內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，因此在絕大多數(shù)情況下輸出與輸入不成線(xiàn)性關(guān)系，即在放大、運(yùn)算等電路中常用的計(jì)算方法對(duì)于比較器不再適用。
    ⑶  開(kāi)關(guān)特性。比較器的輸出通常只有高電平和低電平兩種穩(wěn)定狀態(tài)，因此它相當(dāng)與一個(gè)受輸入信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)，當(dāng)輸入電壓經(jīng)過(guò)閾值時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使輸出從一個(gè)電平跳變到另一個(gè)電平。由于比較器的輸入信號(hào)是模擬量，而它的輸出電平是離散的，因此電壓比較器可作為模擬電路與數(shù)字電路之間的過(guò)渡電路。  
    由于比較器的上述特點(diǎn)，在分析時(shí)既不能象對(duì)待放大電路那樣去計(jì)算放大倍數(shù)，也不能象分析運(yùn)算電路那樣去求解輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系，而應(yīng)當(dāng)著重抓住比較器的輸出從一個(gè)電平跳變到另一個(gè)電平的臨界條件所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值（閾值）來(lái)分析輸入量與輸出量之間的關(guān)系。
    如果在比較器的輸入端加理想階躍信號(hào)，那么在理想情況下比較器的輸出也應(yīng)當(dāng)是理想的階躍電壓，而且沒(méi)有延遲。但實(shí)際集成運(yùn)放的最大轉(zhuǎn)換速率總是有限的，因此比較器輸出電壓的跳變不可能是理想的階躍信號(hào)。電壓比較器的輸出從低電平變?yōu)楦唠娖剿毜臅r(shí)間稱(chēng)為響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間越短，響應(yīng)速度越快。
    減小比較器響應(yīng)時(shí)間的主要方法有：
    (1) 盡可能使輸入信號(hào)接近理想情況，使它在閾值附近的變化接近理想階躍
且幅度足夠大。
    (2) 選用集成電壓比較器。
    (3) 如果選用集成運(yùn)放構(gòu)成比較器，為了提高響應(yīng)速度可以加限幅措施，以避免集成運(yùn)放內(nèi)部的管子進(jìn)入深飽和區(qū)。具體措施多為在集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端并聯(lián)二極管。如圖2.4 電壓比較器電路所示：
2.4.png

圖2.4 電壓比較器電路

    在本設(shè)計(jì)中，光電傳感器只輸出一種高低電平信號(hào)且伴有外界雜波干擾，所以我們嘗試采用了一種滯回比較器。簡(jiǎn)單電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且靈敏度高，但它的抗干擾能力差，也就是說(shuō)如果輸入信號(hào)因受干擾在閾值附近變化，則比較器輸出就會(huì)反復(fù)的從一個(gè)電平跳到另一個(gè)電平。如果用這樣的輸出電壓控制電機(jī)或繼電器，將出現(xiàn)頻繁動(dòng)作或起停現(xiàn)象。這種情況，通常是不允許的。而滯回比較器則解決了這個(gè)問(wèn)題。滯回比較器有兩個(gè)數(shù)值不同的閾值，當(dāng)輸入信號(hào)因受干擾或其他原因發(fā)生變化時(shí)，只要變化量不超過(guò)兩個(gè)閾值之差，滯回比較器的輸出電壓就不會(huì)來(lái)回變化。所以抗干擾能力強(qiáng)。但是，滯回比較器畢竟是模擬器件，溫度的漂移是它無(wú)法消除的。
    方案四：施密特觸發(fā)器。綜合考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，最后我們決定采用數(shù)字器件——施密特觸發(fā)器。施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的變形，它有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，觸發(fā)方式為電平觸發(fā)，只要外加觸發(fā)信號(hào)的幅值增加到足夠大，它就從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。施密特觸發(fā)器具有與滯回比較器相類(lèi)似的滯回特性，但施密特觸發(fā)器的抗干擾能力比滯回比較器更強(qiáng)。

    2．行車(chē)距離檢測(cè)
    由于紅外檢測(cè)具有反應(yīng)速度快、定位精度高，可靠性強(qiáng)以及可見(jiàn)光傳感器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，故采用紅外光電碼盤(pán)測(cè)速方案。具體電路同圖2.5 行車(chē)距離檢測(cè)電路所示：
2.5.png

圖2.5 行車(chē)距離檢測(cè)電路

    紅外測(cè)距儀由測(cè)距輪，遮光盤(pán)，紅外光電耦合器及凹槽型支架組成的。測(cè)長(zhǎng)輪的周長(zhǎng)為記數(shù)的單位，最好取有效值為單一的數(shù)值（如本設(shè)計(jì)中采用0.1米），精度根據(jù)電動(dòng)車(chē)控制的需要確定。測(cè)距輪安裝在車(chē)輪上，這樣能使記數(shù)值準(zhǔn)確一些。遮光盤(pán)有一缺口，盤(pán)下方的凹形物為槽型光電耦合器，其兩端高出部分的里面分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管。遮光盤(pán)在凹槽中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，缺口進(jìn)入凹槽時(shí)，紅外線(xiàn)可以通過(guò)，缺口離開(kāi)凹槽紅外線(xiàn)被阻擋。由此可見(jiàn)，測(cè)距輪每轉(zhuǎn)一周，紅外光接收管均能接收到一個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)整形器后送入計(jì)數(shù)器或直接送入單片機(jī)中。
    為實(shí)現(xiàn)可逆記數(shù)功能，我們?cè)跍y(cè)距儀中并列放置了兩個(gè)槽型光電耦合器，遮光盤(pán)先后通過(guò)凹槽可產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)。根據(jù)兩個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生的先后順序與兩個(gè)光電耦合器的位置關(guān)系，即可計(jì)算出玩具車(chē)的行駛方向（前進(jìn)或后退）。
遮光盤(pán)及槽型光電耦合器均安裝在不透光的盒子里，以避免外界光線(xiàn)的干擾，使電路不能正常工作。
    測(cè)距原理：將光柵安裝在電機(jī)軸上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光柵也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)安裝在光柵一側(cè)的紅外發(fā)光二極管點(diǎn)亮，在光柵的另一側(cè)設(shè)有紅外三極管，用于接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線(xiàn)信號(hào)。由于光柵隨電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，則紅外線(xiàn)三極管接收到的就是一系列脈沖信號(hào)。將該信號(hào)傳輸?shù)?0C51單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，根據(jù)預(yù)先實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)換算關(guān)系即可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)車(chē)的行車(chē)距離。

   三、顯示電路
    本設(shè)計(jì)中用兩片4位八段數(shù)碼作顯示器,并具有雙重功能,在小車(chē)不行駛時(shí)其中一片顯示年、月,另一片顯示時(shí)、分； 當(dāng)小車(chē)行駛時(shí),分別顯示時(shí)間和行駛距離。

   四 、系統(tǒng)原理圖
    簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車(chē)采用80C51單片機(jī)進(jìn)行智能控制。開(kāi)始由手動(dòng)啟動(dòng)小車(chē)，并復(fù)位，當(dāng)經(jīng)過(guò)規(guī)定的起始黑線(xiàn)，由超聲波傳感器和紅外光電傳感器檢測(cè)，通過(guò)單片機(jī)控制小車(chē)開(kāi)始記數(shù)顯示并避障、調(diào)速；系統(tǒng)的自動(dòng)避障功能通過(guò)超聲波傳感器正前方檢測(cè)和紅外光電傳感器左右側(cè)檢測(cè)，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)；在電動(dòng)車(chē)進(jìn)駛過(guò)程中，采用雙極式H型PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，以提高系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)性能；采用動(dòng)態(tài)共陰顯示行駛時(shí)間和里程。
系統(tǒng)原理圖如圖2.6所示。
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圖2.6 系統(tǒng)原理圖



第三章、 硬件設(shè)計(jì)

    單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：
    一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定時(shí)/記數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)等能量不能滿(mǎn)足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒�，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。
    二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)顯示器﹑打印機(jī)﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。

    一 、80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)
    80C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上[2]。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線(xiàn)連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
  • 1、微處理器：該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。
  • 2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱(chēng)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
  • 3、程序存儲(chǔ)器：由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。
  • 4、中斷系統(tǒng)：具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。
  • 5、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。
  • 6、串行口：1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來(lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。
  • 7、P1口、P2口、P3口、P4口為4個(gè)并行8位I/O口。
  • 8、特殊功能寄存器：共有21個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū)。

    由上可見(jiàn)，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類(lèi)全，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。特別值得一提的是該單片機(jī)CPU中的位處理器，它實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微計(jì)算機(jī)，這個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位機(jī)在開(kāi)關(guān)決策、邏輯電路仿真、過(guò)程控制方面非常有效；而8位機(jī)在數(shù)據(jù)采集，運(yùn)算處理方面有明顯的長(zhǎng)處。MCS-51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源復(fù)合在一起，二者相輔相承，它是單片機(jī)技術(shù)上的一個(gè)突破，這也是MCS-51單片機(jī)在設(shè)計(jì)的精美之處。

   二 、最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    80C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單﹑可靠。用80C51單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖3.1 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：
(1)有可供用戶(hù)使用的大量I/O口線(xiàn)。
(2)內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。
(3)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有特殊性。

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圖3.1 80C51單片機(jī)最小系統(tǒng)

    1、時(shí)鐘電路
    80C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外部附加電路。80C51單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。
    本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHZ到12MHZ之間選擇。電容值無(wú)嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，CX1、CX2可在20pF到100pF之間取值，但在60pF到70pF時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇6MHZ,電容選擇65pF。在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用NPO電容。
    2、復(fù)位電路
    80C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。
復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。
    最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。時(shí)鐘頻率用6MHZ時(shí)C取22uF,R取1KΩ。
    除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路見(jiàn)圖3.2。時(shí)鐘頻率選用6MHZ時(shí)，C取22uF,Rs取200Ω，RK取1KΩ。
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圖3.2 80C51復(fù)位電路

    三、 前向通道設(shè)計(jì)
    單片機(jī)用與測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，總要有與被測(cè)對(duì)象相聯(lián)系的前向通道。因此，前向通道設(shè)計(jì)與被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)、特征、所處環(huán)境密切相關(guān)。在前向通道設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到傳感器或敏感元件選擇、通道結(jié)構(gòu)、信號(hào)調(diào)節(jié)、電源配置、抗干擾設(shè)計(jì)等。在通道電路設(shè)計(jì)中還涉及到模擬電路諸多問(wèn)題。

    1﹑前向通道的含義
    當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)﹑控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中總要有被測(cè)信號(hào)輸入通道，有計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。作為測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)被測(cè)對(duì)象拾取必要的原始參量信號(hào)是系統(tǒng)的核心任務(wù)，對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試以及對(duì)控制條件的監(jiān)測(cè)也是不可缺少的環(huán)節(jié)。對(duì)被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試一般都離不開(kāi)傳感器或敏感元件，這是因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象的狀態(tài)參數(shù)常常是一些非電物理量，如溫度、壓力、載荷、位移等，而計(jì)算機(jī)是一個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)。因此，在前向通道中，傳感器、敏感元件及其相關(guān)電路占有重要地位。
    對(duì)被測(cè)對(duì)象的信號(hào)的拾取其主要任務(wù)就是最忠實(shí)地反映被測(cè)對(duì)象的真實(shí)狀態(tài)，它包括實(shí)時(shí)性與測(cè)量精度。同時(shí)使這些測(cè)量信號(hào)能滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)輸入接口的電平要求。
    因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的前向通道體現(xiàn)了被測(cè)對(duì)象與系統(tǒng)相互聯(lián)系的信號(hào)輸入通道，原始參數(shù)輸入通道。由于在該通道中主要是傳感器與傳感器有關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)、變換電路,故也可稱(chēng)為傳感器接口通道。
    在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)輸入、傳感、變換應(yīng)作廣義理解，例如開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)及信號(hào)輸入，在單片機(jī)的各種應(yīng)用系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量輸入通道就是一個(gè)具有TTL電平的狀態(tài)開(kāi)關(guān)，如水銀溫度觸點(diǎn)、溫度晶閘管、時(shí)間繼電器、限位開(kāi)關(guān)等。故只要反映外界狀態(tài)的信號(hào)輸入通道都可稱(chēng)為前向通道。并不是所有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)都有前向通道，例如時(shí)序控制系統(tǒng)，只根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間序列來(lái)控制外部的運(yùn)行狀態(tài)；分布式測(cè)控系統(tǒng)中的智能控制總站完成上級(jí)主計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)、控子站計(jì)算機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)傳送。這些應(yīng)用系統(tǒng)沒(méi)有被測(cè)對(duì)象，故不需要前向通道。

    2﹑前向通道的設(shè)計(jì)
  （1）傳感器的比較如下識(shí)別障礙的首要問(wèn)題是傳感器的選擇，下面對(duì)幾種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)。探測(cè)障礙的最簡(jiǎn)單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計(jì)算其往返時(shí)間來(lái)判定距離的。該方法被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的研究上。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，易于使用，且在10m以?xún)?nèi)能給出精確的測(cè)量。不過(guò)在ITS系統(tǒng)中除了上文提出的場(chǎng)景限制外，還有以下問(wèn)題。首先因其只能在10m以?xún)?nèi)有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲，即使可以使之測(cè)達(dá)100m遠(yuǎn)，但其更新頻率為2Hz，而且還有可能在傳輸中受到它信號(hào)的干擾，所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實(shí)際的。

    視覺(jué)傳感器在CW系統(tǒng)中使用得非常廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格合理，在一定的寬度和視覺(jué)域內(nèi)可以測(cè)量定多個(gè)目標(biāo)，并且可以利用測(cè)量的圖像根據(jù)外形和大小對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。雷達(dá)傳感器在軍事和航空領(lǐng)域已經(jīng)使用了幾十年。主要優(yōu)點(diǎn)是可以魯棒地探測(cè)到障礙而不受天氣或燈光條件限制。近十年來(lái)隨著尺寸及價(jià)格的降低，在汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始被使用。但是仍存在性?xún)r(jià)比的問(wèn)題。
  （2）超聲波障礙檢測(cè)
    超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過(guò)20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過(guò)程中有衰減。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，結(jié)合不同的電路，可以制成超聲波儀器及裝置，在通訊、醫(yī)療及家電中獲得廣泛應(yīng)用。
    作為超聲波傳感器的材料，主要為壓電晶體。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅�，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，故它分為發(fā)送器和接收器。超聲波傳感器有透射型、反射型兩種類(lèi)型，常用于防盜報(bào)警器、接近開(kāi)關(guān)、測(cè)距及材料探傷、測(cè)厚等。
本設(shè)計(jì)采用T/R-40-12小型超聲波傳感器作為探測(cè)前方障礙物體的檢測(cè)元件，其中心頻率為40Hz，由80C51發(fā)出的40KHz脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出40KHz的脈沖超聲波，如電動(dòng)車(chē)前方遇到有障礙物時(shí)，此超聲波信號(hào)被障礙物反射回來(lái)，由接收器接收，經(jīng)LM318兩級(jí)放大，再經(jīng)帶有鎖相環(huán)的音頻解碼芯片LM567解碼，當(dāng)LM567的輸入信號(hào)大于25mV時(shí)，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖�，�?0C51單片機(jī)處理。超聲波檢測(cè)如圖3.3超聲波檢測(cè)電路所示。

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圖 3.3 超聲波檢測(cè)電路

    四、后向通道設(shè)計(jì)
     在工業(yè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)總要對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)操作，因此，在這樣的系統(tǒng)中，總要有后向通道。后向通道是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算處理后，對(duì)控制對(duì)象的輸出通道接口。
根據(jù)單片機(jī)的輸出和控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的要求，后向通道具有以下特點(diǎn)：
   （1） 小信號(hào)輸出、大功率控制。根據(jù)目前單片機(jī)輸出功率的限制，不能輸出控制對(duì)象所要求的功率信號(hào)。
   （2） 是一個(gè)輸出通道。輸出伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào)，而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的狀態(tài)反饋信號(hào)通常是作為檢測(cè)信號(hào)輸入前向通道。
   （3） 接近控制對(duì)象，環(huán)境惡劣。控制對(duì)象多為大功率伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁、機(jī)械干擾較為嚴(yán)重。但后向通道是一個(gè)輸出通道，而且輸出電平較高，不易受到直接損害。但這些干擾易從系統(tǒng)的前向通道竄入。
    單片機(jī)在完成控制處理后，總是以數(shù)字信號(hào)通過(guò)I/O口或數(shù)據(jù)總線(xiàn)送給控制對(duì)象。這些數(shù)字信號(hào)形態(tài)主要有開(kāi)關(guān)量、二進(jìn)制數(shù)字量和頻率量，可直接用于開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量系統(tǒng)及頻率調(diào)制系統(tǒng)，但對(duì)于一些模擬量控制系統(tǒng)，則應(yīng)通過(guò)數(shù)／模轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號(hào)。
    根據(jù)單片機(jī)輸出信號(hào)形態(tài)及控制對(duì)象要求，后向通道應(yīng)解決：
   （1} 功率驅(qū)動(dòng)。將單片機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿(mǎn)足伺服驅(qū)動(dòng)的功率要求。
   （2）干擾防治。主要防治伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)通道﹑電源以及空間電磁場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾。通常采用信號(hào)隔離﹑電源隔離和對(duì)功率開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)零切換等方法進(jìn)行干擾防治。
   （3）數(shù)/模轉(zhuǎn)換。對(duì)于二進(jìn)制輸出的數(shù)字量采用D/A變換器；對(duì)于頻率量輸出則可以采用本設(shè)計(jì)調(diào)速采用PWM調(diào)速：
    為順利實(shí)現(xiàn)電動(dòng)小汽車(chē)的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)采用了可逆PWM變換器�？赡鍼WM變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有H型、T型等類(lèi)型。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式H型變換器，它是由4個(gè)三極電力晶體管和4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。圖3.4為雙極式H型可逆PWM變換器的電路原理圖。4個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組。VT1和VT4同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，其驅(qū)動(dòng)電路中Ub1=Ub4；VT2和VT3同時(shí)動(dòng)作，其驅(qū)動(dòng)電壓Ub2=Ub3= -Ub1。
雙極式PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）電流一定連續(xù)；
（2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限中運(yùn)行；
（3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；
（4）低速時(shí)，每個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導(dǎo)通；
（5）低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍可達(dá)20000左右。
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圖3.4 雙極式H型可逆PWM變換器電路原理圖

    1、脈寬調(diào)制原理：
    脈寬調(diào)制器本身是一個(gè)由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器。運(yùn)算放大器工作在開(kāi)換狀態(tài)，稍微有一點(diǎn)輸入信號(hào)就可使其輸出電壓達(dá)到飽和值，當(dāng)輸入電壓極性改變時(shí)，輸出電壓就在正、負(fù)飽和值之間變化，這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉(zhuǎn)換作用。加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信號(hào)。一個(gè)輸入信號(hào)是鋸齒波調(diào)制信號(hào)，另一個(gè)是控制電壓，其極性大小可隨時(shí)改變，與鋸齒波調(diào)制信號(hào)相減，從而在運(yùn)算放大器的輸出端得到周期不變、脈寬可變的調(diào)制輸出電壓。只要改變控制電壓的極性,也就改變了PWM變換器輸出平均電壓的極性,因而改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向.改變控制電壓的大小,則調(diào)節(jié)了輸出脈沖電壓的寬度,從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速.只要鋸齒波的線(xiàn)性度足夠好,輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的.
    2、邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)：
    在可逆PWM變換器中,跨接在電源兩端的上下兩個(gè)晶體管經(jīng)常交替工作.由于晶體管的關(guān)斷過(guò)程中有一段存儲(chǔ)時(shí)間和電流下降時(shí)間,總稱(chēng)關(guān)斷時(shí)間,在這段時(shí)間內(nèi)晶體管并未完全關(guān)斷.如果在此期間另一個(gè)晶體管已經(jīng)導(dǎo)通,則將造成上下兩管之通,從而使電源正負(fù)極短路.為避免發(fā)生這種情況,設(shè)置了由RC電路構(gòu)成的延時(shí)環(huán)節(jié).
    3、電源的設(shè)計(jì)
    本設(shè)計(jì)的電源為車(chē)載電源。為保證電源工作可靠，單片機(jī)系統(tǒng)與動(dòng)力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率、大容量的蓄電池；而傳感器的工作電源則采用了小巧輕便的干電池。

    五、 顯示電路設(shè)計(jì)
    本設(shè)計(jì)中用兩片4位八段數(shù)碼管gem4561ae作顯示器,并具有雙重功能,在小車(chē)不行駛時(shí)其中一片顯示年月,另一片顯示時(shí).分. 當(dāng)小車(chē)行駛時(shí),分別顯示時(shí)間和行駛距離原理圖如圖1.
    本設(shè)計(jì)中采用新型芯片EM78P458作為顯示驅(qū)動(dòng)器,它的管腳如圖3.5 EM78P458管腳介紹所示,用單片機(jī)的并行口控制,一個(gè)數(shù)碼顯示電路用4個(gè)口線(xiàn),用專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片控制可以減少對(duì)CPU的利用時(shí)間,單片機(jī)將有更多的時(shí)間去完成其他功能.
3.5.png
圖3.5 EM78P458的管腳


  • 該芯片共有20個(gè)管腳，管腳LED1﹑LED2﹑LED3﹑LED4分別接10k電阻和三極管后與4位八段數(shù)碼管5461中的a1﹑a2﹑a3﹑a4四個(gè)數(shù)位選擇端相連，這四個(gè)數(shù)位選擇端用來(lái)產(chǎn)生LED選通信號(hào)。
  • 管腳a﹑b﹑c﹑d﹑e﹑f﹑g﹑dp分別接680歐電阻后與四位八段數(shù)碼管5461中的a﹑b﹑c﹑d﹑e﹑f﹑g﹑dp相連，分別控制各段碼和小數(shù)點(diǎn)。
  • 管腳d0﹑d1﹑d2﹑d3接單片機(jī)并行口，通過(guò)對(duì)單片機(jī)對(duì)芯片進(jìn)行控制。管腳vss串上10k電阻后與vcc管腳相接后再接+5v電源，管腳gnd接地。
    該芯片所驅(qū)動(dòng)的顯示電路如圖3.6 EM78P458集成顯示電路所示
顯示驅(qū)動(dòng)器支持動(dòng)態(tài)顯示，其顯示功能如表4.2真值表所示，0000-1001顯示從0-9數(shù)字，1010是未進(jìn)位時(shí)是小數(shù)點(diǎn)清位，1011是進(jìn)位后加小數(shù)點(diǎn)，1100-1111是八段共陰數(shù)碼管的位選。

3.6.png
圖3.6 EM78P458集成顯示電路



第四章、軟件設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明
    在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重要地位。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件更為重要。
在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制兩個(gè)基本類(lèi)型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過(guò)程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。
    為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過(guò)程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。
    模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：
    1、單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫(xiě)及調(diào)試；
    2、模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用；
    3、模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。
    本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序﹑定時(shí)子程序、避障子程序﹑中斷子程序顯示子程序﹑調(diào)速子程序﹑算法子程序構(gòu)成。

    一 、主程序設(shè)計(jì)                                                              
   程序清單如下：

  1. limiw   equ     30h ;厘米位
  2.         miao    equ     31h ;秒位
  3.         fenmi   equ     32h ;分米位
  4.         fmiao   equ     33h ;分秒位
  5.         meter   equ     34h ;米位
  6.         fenzh   equ     35h ;分位
  7.         point   equ     36h ;小數(shù)點(diǎn)位
  8.         shimi   equ     37h ;十米位
  9.         shifn   equ     38h ;十分位

  11.         sudu    equ     39h ;速度控制
  12.         jishk   equ     3ah ;記時(shí)開(kāi)始

  14.         zhond   equ     3bh
  15.         zhodu   equ     3ch
  16.         zhon    equ     3eh
  17.         maicho  equ     3fh
  18.         jinweb  equ     40h
  19.         bhcs    equ     41h

  21.         dpan    equ     42h
  22.         fenchu  equ     43h
  23.         fencun  equ     44h
  24.         pand    equ     45h

  26.         fenmc   equ     51h
  27.         org      0000h
  28.         ajmp     main
  29.         org      000bh
  30.         ajmp     st0
  31.         org      001bh
  32.         ajmp     st1
  33.         org      0100h
  34.    main:
  35.         mov limiw,#00h
  36.         mov miao,#00h
  37.         mov fenmi,#00h
  38.         mov fmiao,#00h
  39.         mov meter,#00h
  40.         mov fenzh,#00h
  41.         mov point,#0bh
  42.         mov shimi,#00h
  43.         mov shifn,#00h
  44.         mov jishk,#00h
  45.         mov zhond,#00h
  46.         mov zhodu,#00h
  47.         mov zhon,#00h
  48.         mov maicho,#00h
  49.         mov jinweb,#03h
  50.         mov bhcs,#00h
  51.         mov sp,#6fh
  52.         mov tmod,#21h
  53.         mov th0,#3ch
  54.         mov tl0,#0b0h
  55.         mov th1,#9ch
  56.         mov tl1,#9ch
  57.         setb ea
  58.         setb et0
  59.         setb et1
  60.         mov p1,#0aah
  61.         acall xianshi
復(fù)制代碼
    二、 顯示子程序設(shè)計(jì)
      
     程序清單如下：
  1. xianshi:
  2.         mov p1,#0aah
  3.         mov p1,#0cch
  4.         mov a,limiw
  5.         swap a
  6.         add a,miao
  7.         mov p1,a
  8.         nop
  9.         nop
  10.         mov p1,#0ddh
  11.         mov a,fenmi
  12.         swap a
  13.         add a,fmiao
  14.         mov p1,a
  15.         nop
  16.         nop
  17.         mov p1,#0eeh
  18.         mov a,#0b0h
  19.         add a,point
  20.         mov p1,a
  21.         nop
  22.         nop
  23.         mov p1,#0eeh
  24.         mov a,meter
  25.         swap a
  26.         add a,fenzh
  27.         mov p1,a
  28.         nop
  29.         nop
  30.         mov p1,#0ffh
  31.         mov a,shimi
  32.         swap a
  33.         add a,shifn
  34.         mov p1,a
  35.         ret
復(fù)制代碼

    三 、避障子程序設(shè)計(jì)

        程序清單如下：
  1. <font face="黑體">zhangai:
  2.         jb 25h,stop
  3.         jnb 22h,youzhuan
  4.         jnb 23h,youzhuan
  5.         jnb 24h,zuozhuan
  6.         jnb 26h,zuozhuan
  7.         ajmp jiance
  8. zuozhuan:
  9.          clr p0.5
  10.          clr p0.4
  11.          mov sudu,#05h
  12.          acall delaa
  13.          setb p0.4
  14.          setb p0.5
  15.          mov sudu,#07h
  16.          ajmp jiance
  17. youzhuan:
  18.          clr p0.6
  19.          clr p0.7
  20.          mov sudu,#05h
  21.          acall delaa
  22.          setb p0.7
  23.          setb p0.6
  24.          mov sudu,#07h
  25.          ajmp jiance
  26.     stop:
  27.          acall delay
  28.          jnb 25h,zhangai
  29.          clr tr0
  30.          mov a,fenmi
  31.          mov fenmc,a
  32.          mov a,#02h
  33.          add a,fenmc
  34.          mov fenmc,a
  35.    here: cjne a,fenmi,here
  36.          clr tr1
  37.          setb p2.6
  38.          acall delaa
  39.          setb p2.7
  40.          ajmp $
  41. </font>
復(fù)制代碼


    四、 整體程序設(shè)計(jì)如下所示：

       程序清單如下：
  1. limiw   equ     30h ;厘米位
  2.         miao    equ     31h ;秒位
  3.         fenmi   equ     32h ;分米位
  4.         fmiao   equ     33h ;分秒位
  5.         meter   equ     34h ;米位
  6.         fenzh   equ     35h ;分位
  7.         point   equ     36h ;小數(shù)點(diǎn)位
  8.         shimi   equ     37h ;十米位
  9.         shifn   equ     38h ;十分位

  11.         sudu    equ     39h ;速度控制
  12.         jishk   equ     3ah ;記時(shí)開(kāi)始

  14.         zhond   equ     3bh
  15.         zhodu   equ     3ch
  16.         zhon    equ     3eh
  17.         maicho  equ     3fh
  18.         jinweb  equ     40h
  19.         bhcs    equ     41h

  21.         dpan    equ     42h
  22.         fenchu  equ     43h
  23.         fencun  equ     44h
  24.         pand    equ     45h

  26.         fenmc   equ     51h
  27.         org      0000h
  28.         ajmp     main
  29.         org      000bh
  30.         ajmp     st0
  31.         org      001bh
  32.         ajmp     st1
  33.         org      0100h
  34.    main:
  35.         mov limiw,#00h
  36.         mov miao,#00h
  37.         mov fenmi,#00h
  38.         mov fmiao,#00h
  39.         mov meter,#00h
  40.         mov fenzh,#00h
  41.         mov point,#0bh
  42.         mov shimi,#00h
  43.         mov shifn,#00h
  44.         mov jishk,#00h
  45.         mov zhond,#00h
  46.         mov zhodu,#00h
  47.         mov zhon,#00h
  48.         mov maicho,#00h
  49.         mov jinweb,#03h
  50.         mov bhcs,#00h
  51.         mov sp,#6fh
  52.         mov tmod,#21h
  53.         mov th0,#3ch
  54.         mov tl0,#0b0h
  55.         mov th1,#9ch
  56.         mov tl1,#9ch
  57.         setb ea
  58.         setb et0
  59.         setb et1
  60.         mov p1,#0aah
  61.         acall xianshi
  62. qidong:
  63.         jb p0.0,qidong
  64.         acall delay
  65.         jb p0.0,qidong
  66.         mov sudu,#03h
  67.         clr p2.6
  68.         clr p2.7
  69.         setb tr1
  70.   start:
  71.         jnb p2.3,start
  72.         acall delay
  73.         jnb p2.3,start
  74.         mov sudu,#07h
  75.         setb tr0
  76.         mov jishk,#01h
  77.         call delaa
  78.         call delaa
  79.         call delaa
  80.         call delaa
  81.         call delaa
  82. jiance:
  83.         mov c,p2.0
  84.         mov 22h,c
  85.         mov c,p2.1
  86.         mov 23h,c
  87.         mov c,p2.2
  88.         mov 24h,c
  89.         mov c,p2.3
  90.         mov 25h,c
  91.         mov c,p2.4
  92.         mov 26h,c
  93. zhangai:
  94.         jb 25h,stop
  95.         jnb 22h,youzhuan
  96.         jnb 23h,youzhuan
  97.         jnb 24h,zuozhuan
  98.         jnb 26h,zuozhuan
  99.         ajmp jiance
  100. zuozhuan:
  101.          clr p0.5
  102.          clr p0.4
  103.          mov sudu,#05h
  104.          acall delaa
  105.          setb p0.4
  106.          setb p0.5
  107.          mov sudu,#07h
  108.          ajmp jiance
  109. youzhuan:
  110.          clr p0.6
  111.          clr p0.7
  112.          mov sudu,#05h
  113.          acall delaa
  114.          setb p0.7
  115.          setb p0.6
  116.          mov sudu,#07h
  117.          ajmp jiance
  118.     stop:
  119.          acall delay
  120.          jnb 25h,zhangai
  121.          clr tr0
  122.          mov a,fenmi
  123.          mov fenmc,a
  124.          mov a,#02h
  125.          add a,fenmc
  126.          mov fenmc,a
  127.    here: cjne a,fenmi,here
  128.          clr tr1
  129.          setb p2.6
  130.          acall delaa
  131.          setb p2.7
  132.          ajmp $
  133.     st0:
  134.         push acc
  135.         push psw
  136.         mov th0,#3ch
  137.         mov tl0,#0b0h
  138.         inc zhond
  139.         mov a,#0ah
  140.         cjne a,zhond,out
  141.         mov zhond,#00h
  142.         inc zhodu
  143.         mov a,#02h
  144.         cjne a,zhodu,miepo
  145.         mov point,#0bh
  146.         mov zhodu,#00h
  147.         inc miao
  148.         mov a,#0ah
  149.         cjne a,miao,out
  150.         mov miao,#00h
  151.         inc fmiao
  152.         mov a,#06h
  153.         cjne a,fmiao,out
  154.         mov fmiao,#00h
  155.         inc fenzh
  156.         mov a,#0ah
  157.         cjne a,fenzh,out
  158.         mov fenzh,#00h
  159.         inc shifn
  160.     out:
  161.         call xianshi
  162.    outb:
  163.         pop psw
  164.         pop acc
  165.         reti
  166.   miepo:
  167.         mov point,#0ah
  168.         ajmp out
  169.     st1:
  170.         push acc
  171.         push psw
  172.         inc zhon
  173.         mov a,sudu
  174.         cjne a,zhon,hig
  175.         setb p2.7
  176.         ajmp outi
  177.     hig:
  178.         mov a,#0ah
  179.         cjne a,zhon,outi
  180.         mov zhon,#00h
  181.         clr p2.7
  182.     outi:
  183.         mov a,#01h
  184.         cjne a,jishk,outb
  185.         jb p2.5,gao
  186.         mov c,p2.5
  187.         mov 21h,c
  188.         orl c,20h
  189.         clr 20h
  190.         jc  youbh
  191.         ajmp outb
  192.     gao:
  193.         setb 20h
  194.         ajmp outb
  195.   youbh:
  196.         inc maicho
  197.         mov a,jinweb
  198.         cjne a,maicho,outb
  199.         mov maicho,#00h
  200.         inc bhcs
  201.         mov a,#02h
  202.         cjne a,bhcs,jici
  203.         mov jinweb,#03h
  204.    goon:inc limiw
  205.         mov a,#0ah
  206.         cjne a,limiw,out
  207.         mov limiw,#00h
  208.         inc fenmi
  209.         cjne a,fenmi,out
  210.         mov fenmi,#00h
  211.         inc meter
  212.         cjne a,meter,out
  213.         mov meter,#00h
  214.         inc shimi
  215.         ajmp out
  216.    jici:
  217.         mov jinweb,#02h
  218.         ajmp goon
  219. xianshi:
  220.         mov p1,#0aah
  221.         mov p1,#0cch
  222.         mov a,limiw
  223.         swap a
  224.         add a,miao
  225.         mov p1,a
  226.         nop
  227.         nop
  228.         mov p1,#0ddh
  229.         mov a,fenmi
  230.         swap a
  231.         add a,fmiao
  232.         mov p1,a
  233.         nop
  234.         nop
  235.         mov p1,#0eeh
  236.         mov a,#0b0h
  237.         add a,point
  238.         mov p1,a
  239.         nop
  240.         nop
  241.         mov p1,#0eeh
  242.         mov a,meter
  243.         swap a
  244.         add a,fenzh
  245.         mov p1,a
  246.         nop
  247.         nop
  248.         mov p1,#0ffh
  249.         mov a,shimi
  250.         swap a
  251.         add a,shifn
  252.         mov p1,a
  253.         ret
  254.   delay:
  255.         mov 46h,#0ffh
  256.         mov 47h,#0ffh
  257.       i:djnz 47h,i1
  258.      i1:djnz 46h,i
  259.         ret
  260. delaa:
  261.        mov 48h,#0ah
  262.     ii:mov 49h,#0afh
  263.     ii2:mov 50h,#0ffh
  264.     ii3:djnz 50h,ii3
  265.         djnz 49h,ii2
  266.         djnz 48h,ii
  267.         ret
復(fù)制代碼


   五、軟件抗干擾技術(shù)
    提高玩具車(chē)智能控制的可靠性，僅靠硬件抗干擾是不夠的，需要進(jìn)一步借助于軟件抗干擾技術(shù)來(lái)克服某些干擾。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，如能正確的采用軟件抗干擾技術(shù)，與硬件干擾措施構(gòu)成雙道抗干擾防線(xiàn)，無(wú)疑為了將大大提高控制系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)等。
    1、數(shù)字濾波技術(shù)：
     一般單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的模擬輸入信號(hào)中，均含有種種噪音和干擾，它們來(lái)自被測(cè)量本身、傳感器、外界干擾等。為了進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和控制，必須消除被測(cè)信號(hào)中的噪音和干擾。對(duì)于這類(lèi)信號(hào)，采用積分時(shí)間等于20ms的整數(shù)倍的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，可有效的消除其影響。后者為隨機(jī)信號(hào)，它不是周期信號(hào)。對(duì)于隨機(jī)干擾，我們可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或?yàn)V除。所謂數(shù)字濾波，就是通過(guò)一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比 ，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
  • 數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好。
  • 數(shù)字濾波可以根據(jù)信號(hào)的不同，采用不同的濾波方法或?yàn)V波參數(shù)，具有靈活、方便，功能強(qiáng)的特點(diǎn)。
  • 數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。
  • 數(shù)字濾波器具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)字濾波在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

    2、開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)：
    干擾信號(hào)多呈毛刺狀，作用時(shí)間短，利用這一點(diǎn)，我們?cè)诓杉骋婚_(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，可多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上結(jié)果完全一致方為有效。若多次采樣后，信號(hào)總是變化不定，可停止采集，給出報(bào)警信號(hào)，由于開(kāi)關(guān)量信號(hào)主要是來(lái)自各類(lèi)開(kāi)
關(guān)型狀態(tài)傳感器，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、電氣觸點(diǎn)等，對(duì)這些信號(hào)的采集不能用多次平均的方法，必須絕對(duì)一致才行。如果開(kāi)關(guān)量信號(hào)超過(guò)8個(gè)，可按8個(gè)一組進(jìn)行分組處理，也可定義多字節(jié)信息暫存區(qū)，按類(lèi)似方法處理。在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求的前提下，如果在各次采集數(shù)字信號(hào)之間接入一段延時(shí)，效果會(huì)好一些，就能對(duì)抗較寬的干擾。
    輸出設(shè)備是電位控制型還是同步鎖存型，對(duì)干擾的敏感性相對(duì)較大。前者有良好的抗‘毛刺’干擾能力，后者不耐干擾，當(dāng)鎖存線(xiàn)上出現(xiàn)干擾時(shí)，它就會(huì)盲目鎖存當(dāng)前的數(shù)據(jù)，也不管此時(shí)數(shù)據(jù)是否有效。輸出設(shè)備和慣性（響應(yīng)速度）與干擾的耐受能力也有很大關(guān)系。慣性大的輸出設(shè)備（如各類(lèi)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)）對(duì)‘毛刺’干擾有一定的耐受能力。慣性小的輸出設(shè)備（如通行口、顯示設(shè)備）耐受能力就小一些。在軟件上，最為有效的方法就是重復(fù)輸出同一個(gè)數(shù)據(jù)。只要有可能，其重復(fù)周期盡可能短些。外設(shè)設(shè)備接受到一個(gè)被干擾的錯(cuò)誤信息后，還來(lái)不及作出有效的反應(yīng)，一個(gè)正確的信息又來(lái)了，就可及時(shí)防止錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生。另外，各類(lèi)數(shù)據(jù)鎖存器盡可能和CPU安裝在同一電路板上，使傳輸線(xiàn)上傳送的都是鎖存好的電位控制信號(hào)，對(duì)于重要的輸出設(shè)備，最好建立檢測(cè)通道，CPU可以檢測(cè)通道來(lái)確定輸出結(jié)果的正確性。
    3、指令冗余技術(shù)：
當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)程序彈飛到某一字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令上時(shí)，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)。當(dāng)程序彈飛到三字節(jié)指令上時(shí)，因它有兩個(gè)操作數(shù)，繼續(xù)出錯(cuò)的機(jī)會(huì)就更大。因此，我們應(yīng)多采用單字節(jié)指令（NOP)或?qū)巫止?jié)指令重復(fù)書(shū)寫(xiě)，這便是指令冗余。指令冗余無(wú)疑會(huì)降低系統(tǒng)的效率，但在絕大多數(shù)情況下，CPU還不至于忙到不能多執(zhí)行幾條指令的程度，故這種方法還是被廣泛采用。
在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。在某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)重要的指令前也可插入兩條NOP指令，以保證正確執(zhí)行。指令冗余技術(shù)可以減少程序彈飛的次數(shù)，使其很快進(jìn)入程序軌道，但這并不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無(wú)事了，解決這個(gè)問(wèn)題必須采用軟件容錯(cuò)技術(shù)。
    4﹑軟件陷阱技術(shù)：
指令冗余使彈飛的程序安定下來(lái)是有條件的。首先，彈飛的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到冗余指令。所謂軟件陷阱，就是一套引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標(biāo)號(hào)記為 ERR 的話(huà)，軟件陷阱即為一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，為了加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加兩條 NOP 指令，因此真正的軟件陷阱由3條指令構(gòu)成：                           
  1. NOP
  2. NOP
  3. ERR
復(fù)制代碼
   軟件陷阱安排在以下四種地方：
    (1)未使用的中斷向量區(qū)。
    (2)未使用的大片ROM空間
    (3)表格

    5、程序區(qū)
    由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問(wèn)題的條件下，還是多多益善。


   六 、看門(mén)狗技術(shù)
    PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序陷入“死循環(huán)” [6]。指令技術(shù)、軟件陷阱技術(shù)不能使失控的程序擺脫“死循環(huán)”的困境，這時(shí)系統(tǒng)完全癱瘓。如果操作者在場(chǎng)，就可以按下人工復(fù)位安鈕，強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位。但操作者不能一直監(jiān)視著系統(tǒng)，也往往是在引起不良后果之后才進(jìn)行人工復(fù)位。為使程序脫離“死循環(huán)”，通常采用“看門(mén)狗技術(shù)”�！翱撮T(mén)狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過(guò)已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后強(qiáng)迫程序返回到0000H入口，在0000H處安排一段出錯(cuò)處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正規(guī)。
   “看門(mén)狗”技術(shù)可由硬件實(shí)現(xiàn)，可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用硬件“看門(mén)狗”電路。
    實(shí)現(xiàn)硬件“看門(mén)狗”電路方案較多，目前采用較多的方案有以下幾種：
  • 采用微處理器監(jiān)控器；
  • 采用單穩(wěn)態(tài)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)“看門(mén)狗”，單穩(wěn)定電路可采用74LS123;
  • 采用內(nèi)帶震蕩器的記數(shù)芯片。

     本設(shè)計(jì)采用第三種方案實(shí)現(xiàn)“看門(mén)狗”電路，下面就對(duì)該方案作以介紹。
    (1)基本原理
    CD4060 是帶震蕩器的14位計(jì)數(shù)器，由該芯片構(gòu)成的看門(mén)狗電路4060記數(shù)頻率由RT和CT決定。設(shè)實(shí)際的程序所需工作周期為T(mén)，分頻器記滿(mǎn)時(shí)間為T(mén)’,當(dāng)T’>T 且系統(tǒng)正常工作時(shí)，程序每隔T對(duì)4060進(jìn)行掃描一次，分頻且永無(wú)記滿(mǎn)輸出信號(hào)。如系統(tǒng)工作不正常（如程序跑飛、死循環(huán)等），程序?qū)?060發(fā)不出掃描信號(hào)，分頻器記滿(mǎn)輸出一脈沖號(hào)使CPU復(fù)位。
    (2)參數(shù)選擇
    4060的振蕩頻率f由 RT 、CT決定。Rs用于改善振蕩器的穩(wěn)定性，Rs 要大于RT。一般取Rs=10RT，且RT>1kΩ,CT≥100pF。如果Rs=450Ω，RT=45Ω，CT=1uF,則f=10HZ。4060的振蕩頻率和Qi(i=6,7,8,9,10,12,13,14)的選擇要根據(jù)情況確定。
    (3)幾個(gè)原則
    看門(mén)狗電路必須由硬件邏輯組成，不宜由可編程計(jì)數(shù)器充當(dāng)，因?yàn)镃PU失控后，可能會(huì)修改可編程器件參數(shù)，使看門(mén)狗失效。4060的RST線(xiàn)上阻容組成的微分電路很重要，因?yàn)閽呙栎斎胄盘?hào)是CPU產(chǎn)生的正脈沖，若此信號(hào)變“1”后，由于干擾，程序亂飛，微分電路只能讓上跳沿通過(guò)，不會(huì)封死4060，看門(mén)狗仍能計(jì)數(shù)起作用。若沒(méi)有微分電路，掃描輸入信號(hào)上的“1”狀態(tài)封死4060，使之不能記數(shù)，看門(mén)狗不起作用。CPU必須在正確完成所有工作后才能發(fā)掃描輸入信號(hào)，且程序中發(fā)掃描信號(hào)的地方不能太多。否則，正好在哪里有死循環(huán)，看門(mén)狗就不產(chǎn)生記滿(mǎn)輸出信號(hào)，不能重新啟動(dòng)CPU。4060的記滿(mǎn)輸出信號(hào)不但要接到MCS-51的RST腳，而且還應(yīng)接到其它芯片的RST腳，因?yàn)槌绦騺y飛后，其它具有RST腳的芯片也混亂了，必須全部復(fù)位。


   六、可編程邏輯器件
    可編程邏輯器件GAL16V8是LATTICE公司研制的一種電可擦除的可重復(fù)編程的低密度PLD器件。它采用更為靈活的可編I/O結(jié)構(gòu)，并采用了先進(jìn)的EECOMS工藝，數(shù)秒內(nèi)即可完成芯片的擦除和編程過(guò)程，并可反復(fù)改寫(xiě)，是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制的理想器件之一。
GAL16V8技術(shù)特性
（1）電可擦除工藝     
      可重編程單元
      100％成品率
      可重配置邏輯
（2）高性能E2CMOS工藝      
     低功耗：45mA最大運(yùn)行功耗，35mA最大維持功耗
     高速度：15～25us最快存取速度
（3）8個(gè)輸出邏輯單元
     對(duì)于復(fù)雜邏輯設(shè)計(jì)具有最大靈活性，GAL16V8可仿真20條引腳的PAL器件，具有功能 / 熔絲圖 /參數(shù)的完全兼容性
（4）預(yù)置、加電復(fù)位全部寄存器
（5）具有保密單元、電子標(biāo)簽
（6）數(shù)據(jù)保持超過(guò)20年。


  80C51按鍵電路直接由80C51接口電路查詢(xún)。消抖(延時(shí)20ms)由軟件延時(shí)完成。






實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量、頻率測(cè)量與實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能的程序如下：（顯示和操作通過(guò)矩陣鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)）

  1. #include "STC15.h"
  2. #include <intrins.h>

  4. sbit SCK=P1^7;               
  5. sbit SDA=P2^3;               
  6. sbit RST = P1^3;   // DS1302復(fù)位                                                                                                

  8. void Write_Ds1302_Byte(unsigned  char temp)
  9. {
  10.         unsigned char i;
  11.         for (i=0;i<8;i++)            
  12.         {
  13.                 SCK=0;
  14.                 SDA=temp&0x01;
  15.                 temp>>=1;
  16.                 SCK=1;
  17.         }
  18. }   

  20. void Write_Ds1302( unsigned char address,unsigned char dat )     
  21. {
  22.          RST=0;
  23.         _nop_();
  24.          SCK=0;
  25.         _nop_();
  26.          RST=1;        
  27.            _nop_();  
  28.          Write_Ds1302_Byte(address);        
  29.          Write_Ds1302_Byte(dat);               
  30.          RST=0;
  31. }

  33. unsigned char Read_Ds1302 ( unsigned char address )
  34. {
  35.          unsigned char i,temp=0x00;
  36.          RST=0;
  37.         _nop_();
  38.          SCK=0;
  39.         _nop_();
  40.          RST=1;
  41.         _nop_();
  42.          Write_Ds1302_Byte(address);
  43.          for (i=0;i<8;i++)         
  44.          {               
  45.                 SCK=0;
  46.                 temp>>=1;        
  47.                  if(SDA)
  48.                  temp|=0x80;        
  49.                  SCK=1;
  50.         }
  51.          RST=0;
  52.         _nop_();
  53.          RST=0;
  54.         SCK=0;
  55.         _nop_();
  56.         SCK=1;
  57.         _nop_();
  58.         SDA=0;
  59.         _nop_();
  60.         SDA=1;
  61.         _nop_();
  62.         return (temp);                        
  63. }
復(fù)制代碼
  1. #include "STC15.h"
  2. #include "intrins.h"

  4. #define somenop {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}   


  7. #define SlaveAddrW 0xA0
  8. #define SlaveAddrR 0xA1

  10. //總線(xiàn)引腳定義
  11. sbit SDA = P2^1;  /* 數(shù)據(jù)線(xiàn) */
  12. sbit SCL = P2^0;  /* 時(shí)鐘線(xiàn) */


  15. //總線(xiàn)啟動(dòng)條件
  16. void IIC_Start(void)
  17. {
  18.         SDA = 1;
  19.         SCL = 1;
  20.         somenop;
  21.         SDA = 0;
  22.         somenop;
  23.         SCL = 0;        
  24. }

  26. //總線(xiàn)停止條件
  27. void IIC_Stop(void)
  28. {
  29.         SDA = 0;
  30.         SCL = 1;
  31.         somenop;
  32.         SDA = 1;
  33. }

  35. //應(yīng)答位控制
  36. void IIC_Ack(bit ackbit)
  37. {
  38.         if(ackbit)
  39.         {        
  40.                 SDA = 0;
  41.         }
  42.         else
  43.         {
  44.                 SDA = 1;
  45.         }
  46.         somenop;
  47.         SCL = 1;
  48.         somenop;
  49.         SCL = 0;
  50.         SDA = 1;
  51.         somenop;
  52. }

  54. //等待應(yīng)答
  55. bit IIC_WaitAck(void)
  56. {
  57.         SDA = 1;
  58.         somenop;
  59.         SCL = 1;
  60.         somenop;
  61.         if(SDA)   
  62.         {   
  63.                 SCL = 0;
  64.                 IIC_Stop();
  65.                 return 0;
  66.         }
  67.         else  
  68.         {
  69.                 SCL = 0;
  70.                 return 1;
  71.         }
  72. }

  74. //通過(guò)I2C總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)
  75. void IIC_SendByte(unsigned char byt)
  76. {
  77.         unsigned char i;
  78.         for(i=0;i<8;i++)
  79.         {   
  80.                 if(byt&0x80)
  81.                 {        
  82.                         SDA = 1;
  83.                 }
  84.                 else
  85.                 {
  86.                         SDA = 0;
  87.                 }
  88.                 somenop;
  89.                 SCL = 1;
  90.                 byt <<= 1;
  91.                 somenop;
  92.                 SCL = 0;
  93.         }
  94. }

  96. //從I2C總線(xiàn)上接收數(shù)據(jù)
  97. unsigned char IIC_RecByte(void)
  98. {
  99.         unsigned char da;
  100.         unsigned char i;
  101.         
  102.         for(i=0;i<8;i++)
  103.         {   
  104.                 SCL = 1;
  105.                 somenop;
  106.                 da <<= 1;
  107.                 if(SDA)
  108.                 da |= 0x01;
  109.                 SCL = 0;
  110.                 somenop;
  111.         }
  112.         return da;
  113. }
復(fù)制代碼
  1. #include "STC15.h"
  2. #include "ds1302.h"
  3. #include "iic.h"
  4. #include "intrins.h"
  5. typedef     unsigned char   u8;
  6. typedef     unsigned int    u16;
  7. typedef     unsigned long   u32;

  9. u8 e_write_flag=0;
  10. u8 mode=0;
  11. u8 code t_display[]={                       //標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)
  12. //   0    1    2    3    4    5    6    7    8    9           -
  13.     0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x40};

  15. void Delay1ms()                //@11.0592MHz
  16. {
  17.         unsigned char i, j;

  19.         _nop_();
  20.         _nop_();
  21.         _nop_();
  22.         i = 11;
  23.         j = 190;
  24.         do
  25.         {
  26.                 while (--j);
  27.         } while (--i);
  28. }

  30. void delay_ms(u16 i)
  31. {
  32.         while(i--)
  33.                 Delay1ms();
  34. }

  36. void dis_num(u8 x,u8 num)  //數(shù)碼管顯示
  37. {
  38.         P0=0X01<<x;
  39.         P2=0XC0;
  40.         P2=0X00;
  41.         P0=~t_display[num];
  42.         P2=0XE0;
  43.         Delay1ms();
  44.         P0=0XFF;
  45.         P2=0X00;
  46. }

  48. u8 ad()                //AD采集
  49. {
  50.         u8 i;
  51.         IIC_Start();
  52.         IIC_SendByte(0x90);
  53.         IIC_WaitAck();
  54.         IIC_SendByte(0x03);
  55.         IIC_WaitAck();
  56.         IIC_Start();
  57.         IIC_SendByte(0x91);
  58.         IIC_WaitAck();
  59.         i=IIC_RecByte();
  60.         IIC_Stop();                                                                                                                                                                                          
  61.         return i;
  62. }

  64. void DS1302_Init()         //1302初始化
  65. {
  66.         Write_Ds1302(0x8e,0x00);
  67.         Write_Ds1302(0x80,0x55);
  68.         Write_Ds1302(0x82,0x59);
  69.         Write_Ds1302(0x84,0x23);
  70.         Write_Ds1302(0x8e,0x80);
  71. }

  73. void show_time()          //顯示時(shí)間
  74. {
  75.         u8 i;
  76.         i=Read_Ds1302(0x85);
  77.         dis_num(0,(i&0xf0)>>4);
  78.         dis_num(1,(i&0x0f));
  79.         dis_num(2,10);
  80.         i=Read_Ds1302(0x83);
  81.         dis_num(3,(i&0xf0)>>4);
  82.         dis_num(4,(i&0x0f));
  83.         dis_num(5,10);
  84.         i=Read_Ds1302(0x81);
  85.         dis_num(6,(i&0xf0)>>4);
  86.         dis_num(7,(i&0x0f));
  87. }

  89. void write_eeprom(u8 adr,u8 dat)   //寫(xiě)入EEPROM
  90. {
  91.         IIC_Start();
  92.         IIC_SendByte(0xa0);
  93.         IIC_WaitAck();
  94.         IIC_SendByte(adr);
  95.         IIC_WaitAck();
  96.         IIC_SendByte(dat);
  97.         IIC_WaitAck();
  98.         IIC_Stop();                                                                                                                                                                          
  99. }

  101. u8 read_eeprom(u8 adr)           //讀取EEPROM
  102. {
  103.         u8 i;
  104.         IIC_Start();
  105.         IIC_SendByte(0xa0);
  106.         IIC_WaitAck();
  107.         IIC_SendByte(adr);
  108.         IIC_WaitAck();
  109.         IIC_Start();
  110.         IIC_SendByte(0xa1);
  111.         IIC_WaitAck();
  112.         i=IIC_RecByte();
  113.         IIC_Stop();                                                                                                                                                                                          
  114.         return i;
  115. }

  117. u8 scan_key()        //按鍵掃描
  118. {
  119.         u8 key,i;
  120.         for(i=0;i<2;i++)
  121.         {        
  122.                 P3|=0X0F;
  123.                 switch(i)
  124.                 {
  125.                         case 0:{P44=0;P42=1;}break;
  126.                         case 1:{P44=1;P42=0;}break;
  127.                 }
  128.                 key=P3&0X0F;
  129.                 if(key!=0x0f)
  130.                 {
  131.                         delay_ms(30);
  132.                         key=P3&0X0F;
  133.                         if(key!=0x0f)
  134.                         {
  135.                                 while((P3&0X0F)!=0X0F);
  136.                                 switch(key)
  137.                                 {
  138.                                         case 0x0e:return i*4+7;break;
  139.                                         case 0x0d:return i*4+6;break;
  140.                                         case 0x0b:return i*4+5;break;
  141.                                         case 0x07:return i*4+4;break;
  142.                                 }
  143.                         }
  144.                 }
  145.         }
  146.         return 0;
  147. }

  149. void Time0_Init()
  150. {
  151.         AUXR = 0x80;                    //定時(shí)器0為1T模式
  152.     TMOD = 0x04;                    //設(shè)置定時(shí)器0為16位自動(dòng)重裝載外部記數(shù)模式
  153.     TH0 = TL0 = 0xff;               //設(shè)置定時(shí)器0初始值
  154.     TR0 = 0;                        //定時(shí)器0開(kāi)始工作
  155.     ET0 = 1;                        //開(kāi)定時(shí)器0中斷
  156. }

  158. void Timer1Init(void)                //50毫秒@11.0592MHz
  159. {
  160.         AUXR &= 0xBF;                //定時(shí)器時(shí)鐘12T模式
  161.         TMOD &= 0x0F;                //設(shè)置定時(shí)器模式
  162.         TL1 = 0x00;                //設(shè)置定時(shí)初值
  163.         TH1 = 0x4C;                //設(shè)置定時(shí)初值
  164.         TF1 = 0;                //清除TF1標(biāo)志
  165.         TR1 = 0;                //定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)時(shí)
  166.         ET1 = 1;
  167. }

  169. void Timer2Init(void)                //50毫秒@11.0592MHz
  170. {
  171.         AUXR &= 0xFB;                //定時(shí)器時(shí)鐘12T模式
  172.         T2L = 0x00;                //設(shè)置定時(shí)初值
  173.         T2H = 0x4C;                //設(shè)置定時(shí)初值
  174.         IE2  |=  (1<<2);    //允許中斷
  175.         AUXR |= 0x10;                //定時(shí)器2開(kāi)始計(jì)時(shí)
  176.         IE2 |= 0x04;                    //開(kāi)定時(shí)器2中斷
  177. }

  179. //調(diào)整時(shí)間
  180. bit change_time()
  181. {
  182.         u8 x,k,temp_0,temp_1,show_flag;
  183.         u8 time[3]={0};
  184.         x=Read_Ds1302(0x85);
  185.         time[0]=((x&0xf0)>>4)*10+(x&0x0f);
  186.         x=Read_Ds1302(0x83);
  187.         time[1]=((x&0xf0)>>4)*10+(x&0x0f);
  188.         x=Read_Ds1302(0x81);
  189.         temp_0=x;
  190.         time[2]=((x&0xf0)>>4)*10+(x&0x0f);
  191.         x=0;
  192.         show_flag=1;
  193.         while(1)
  194.         {
  195.                 if(show_flag)
  196.                 {
  197.                         dis_num(x*3,time[x]/10);
  198.                         dis_num(x*3+1,time[x]%10);
  199.                 }
  200.                 switch(x)
  201.                 {
  202.                 case 0:{dis_num(2,10);dis_num(3,time[1]/10);dis_num(4,time[1]%10);dis_num(5,10);dis_num(6,time[2]/10);dis_num(7,time[2]%10);}break;
  203.                 case 1:{dis_num(0,time[0]/10);dis_num(1,time[0]%10);dis_num(2,10);dis_num(5,10);dis_num(6,time[2]/10);dis_num(7,time[2]%10);}break;
  204.                 case 2:{dis_num(0,time[0]/10);dis_num(1,time[0]%10);dis_num(2,10);dis_num(3,time[1]/10);dis_num(4,time[1]%10);dis_num(5,10);}break;
  205.                 }
  206.                 k=scan_key();
  207.                 if(k==7)
  208.                 {
  209.                         Write_Ds1302(0x8e,0x00);
  210.                         Write_Ds1302(0x80,(((time[2]/10)<<4)|(time[2]%10)));
  211.                         Write_Ds1302(0x82,(((time[1]/10)<<4)|(time[1]%10)));
  212.                         Write_Ds1302(0x84,(((time[0]/10)<<4)|(time[0]%10)));
  213.                         Write_Ds1302(0x8e,0x80);
  214.                         return 0;
  215.                 }
  216.                 if(k!=0)
  217.                 {
  218.                         switch(k)
  219.                         {
  220.                                 case 4:{x++;if(x==3)x=0;}break;
  221.                                 case 11:{time[x]++;if(time[x]>59)time[x]=0;}break;
  222.                                 case 10:{if((x!=0)&(time[x]==0))time[x]=60;if((x==0)&(time[x]==0))time[x]=13;time[x]--;}break;
  223.                         }
  224.                 }
  225.                 temp_1=Read_Ds1302(0x81);
  226.                 if(temp_1!=temp_0)
  227.                 {
  228.                         temp_0=temp_1;
  229.                         show_flag=!show_flag;
  230.                 }
  231.                         
  232.         }
  233. }

  235. bit menu_1()//顯示時(shí)間和設(shè)置時(shí)間                                
  236. {
  237.         u8 k,x;
  238.         x=0;
  239.         while(1)
  240.         {
  241.                 show_time();
  242.                 k=scan_key();
  243.                 if(k==4)
  244.                 {
  245.                         change_time();
  246.                 }
  247.                 switch(k)
  248.                 {
  249.                 case 6:{mode=1;return 1;}break;
  250.                 case 5:{mode=2;return 1;}break;
  251.                 case 9:{mode=3;return 1;}break;
  252.                 }
  253.         }
  254. }

  256. u8 V[2]={0,0};

  258. bit change_V() //修改電壓上下限
  259. {
  260.         u8 k,x,show_flag,temp_0,temp_1;
  261.         x=0;
  262.         show_flag=1;
  263.         temp_0=Read_Ds1302(0x81);
  264.         while(1)
  265.         {
  266.                 if(show_flag)
  267.                 {
  268.                         if(x)
  269.                         {
  270.                                 dis_num(4,V[1]/10);
  271.                                 dis_num(5,V[1]%10);
  272.                                 dis_num(6,0);
  273.                                 dis_num(7,0);
  274.                         }
  275.                         else
  276.                         {
  277.                                 dis_num(0,V[0]/10);
  278.                                 dis_num(1,V[0]%10);
  279.                                 dis_num(2,0);
  280.                                 dis_num(3,0);
  281.                         }
  282.                 }
  283.                 if(x)
  284.                 {
  285.                         dis_num(0,V[0]/10);
  286.                         dis_num(1,V[0]%10);
  287.                         dis_num(2,0);
  288.                         dis_num(3,0);
  289.                 }
  290.                 else
  291.                 {
  292.                         dis_num(4,V[1]/10);
  293.                         dis_num(5,V[1]%10);
  294.                         dis_num(6,0);
  295.                         dis_num(7,0);
  296.                 }

  298.                 k=scan_key();

  300.                 temp_1=Read_Ds1302(0x81);
  301.                 if(temp_1!=temp_0)
  302.                 {
  303.                         temp_0=temp_1;
  304.                         show_flag=!show_flag;
  305.                 }

  307.                 if(k!=0)
  308.                 {
  309.                         switch(k)
  310.                         {
  311.                         case 4:{x++;if(x==2)x=0;}break;
  312.                         case 11:{
  313.                                         if((x==1)&(V[0]>V[1])&(V[1]<95))
  314.                                                 V[x]+=5;
  315.                                         if((x==0)&(V[0]<95))
  316.                                                 V[x]+=5;
  317.                                         }break;
  318.                         case 10:{
  319.                                         if((x==0)&(V[0]>V[1])&(V[0]>4))
  320.                                                 V[x]-=5;
  321.                                         if((x==1)&(V[1]>4))
  322.                                                 V[x]-=5;
  323.                                         }break;
  324.                         }
  325.                 }
  326.                 if(k==6)
  327.                 {
  328.                         write_eeprom(0,V[0]);
  329.                         delay_ms(50);
  330.                         write_eeprom(1,V[1]);        
  331.                         return 1;                 
  332.                 }
  333.         }
  334. }

  336. bit menu_2() //顯示電壓
  337. {
  338.         u16 i;
  339.         u8 k;
  340.         while(1)
  341.         {
  342.                 dis_num(0,10);
  343.                 dis_num(1,1);
  344.                 dis_num(2,10);
  345.                 i=ad();
  346.                 i=(u16)((float)i*19.6+0.5);
  347.                 dis_num(4,i/1000);
  348.                 dis_num(5,i%1000/100);
  349.                 dis_num(6,i%100/10);
  350.                 dis_num(7,i%10);
  351.                 k=scan_key();
  352.                 if(k==4)
  353.                 {
  354.                         change_V();
  355.                 }
  356.                 switch(k)
  357.                 {
  358.                 case 7:{mode=0;return 1;}break;
  359.                 case 5:{mode=2;return 1;}break;
  360.                 case 9:{mode=3;return 1;}break;
  361.                 }
  362.         }

  364. }

  366. u16 timer=0;
  367. u16 zhouqi=0;
  368. u16 c_flag=0;
  369. u8 over_flag=0;

  371. bit menu_3() //頻率周期顯示
  372. {
  373.         u8 k,ft=0;
  374.         u16        f,t;
  375.         EA=1;
  376.         TR0=1;
  377.         TR1=1;
  378.         while(1)
  379.         {
  380.                 dis_num(0,10);
  381.                 dis_num(1,2);
  382.                 dis_num(2,10);
  383.         
  384.                 if(over_flag)
  385.                 {        
  386.                         ET0=1;
  387.                         TR0=1;
  388.                         TR1=1;
  389.                         over_flag=0;
  390.                         f=c_flag*10;
  391.                         c_flag=0;
  392.                         
  393.                 }
  394.                 k= scan_key();
  395.                 if(k==4)
  396.                         ft=!ft;
  397.                 switch(k)
  398.                 {
  399.                 case 7:{mode=0;return 1;}break;
  400.                 case 6:{mode=1;return 1;}break;
  401.                 case 9:{mode=3;return 1;}break;
  402.                 }
  403.                 if(ft)          //f
  404.                 {               
  405.                         dis_num(3,f/10000);
  406.                         dis_num(4,f%10000/1000);
  407.                         dis_num(5,f%10000%1000/100);
  408.                         dis_num(6,f%100/10);
  409.                         dis_num(7,f%10);        
  410.                 }
  411.                 else
  412.                 {
  413.                         t=1000000/f;
  414.                         dis_num(3,t/10000);
  415.                         dis_num(4,t%10000/1000);
  416.                         dis_num(5,t%10000%1000/100);
  417.                         dis_num(6,t%100/10);
  418.                         dis_num(7,t%10);
  419.                 }
  420.         }        
  421. }


  424. bit menu_4()        //查詢(xún)
  425. {
  426.         u8 k;
  427.         while(1)
  428.         {
  429.                 dis_num(6,0);
  430.                 dis_num(7,read_eeprom(2));
  431.                 k= scan_key();
  432.                 if(k==4)
  433.                 {
  434.                         k=0;
  435.                         while(1)
  436.                         {
  437.                                 dis_num(0,read_eeprom(3)/10);
  438.                                 dis_num(1,read_eeprom(3)%10);
  439.                                 dis_num(2,10);
  440.                                 dis_num(3,read_eeprom(4)/10);
  441.                                 dis_num(4,read_eeprom(4)%10);
  442.                                 dis_num(5,10);
  443.                                 dis_num(6,read_eeprom(5)/10);
  444.                                 dis_num(7,read_eeprom(5)%10);
  445.                                 k=scan_key();
  446.                                 if((k==7)|(k==6)|(k==5)|(k==4))
  447.                                         break;        
  448.                         }
  449.                 }

  451.                 switch(k)
  452.                 {
  453.                 case 7:{mode=0;return 1;}break;
  454.                 case 6:{mode=1;return 1;}break;
  455.                 case 5:{mode=2;return 1;}break;
  456.                 }
  457.                         
  458.         }
  459. }

  461. void main()
  462. {
  463.         u16 i,j;
  464.         P0=0X00;
  465.         P2=0XA0;
  466.         P2=0X00;
  467.         P0=0XFF;
  468.         P2=0X80;
  469.         P2=0X00;
  470.         V[0]=read_eeprom(0);
  471.         delay_ms(10);
  472.         V[1]=read_eeprom(1);
  473.         DS1302_Init();
  474.         Time0_Init();
  475.         Timer1Init();
  476.         Timer2Init();
  477.         EA=1;
  478.         while(1)
  479.         {
  480.                 switch(mode)
  481.                 {
  482.                         case 0:menu_1();break;        //shijian
  483.                         case 1:menu_2();break;        //dianya
  484.                         case 2:menu_3();break;        //zhouqi
  485.                         case 3:menu_4();break;        //chaxun
  486.                 }
  487.         }
  488. }
  489. //中斷服務(wù)程序
  490. void t0int() interrupt 1            //中斷入口
  491. {
  492.         c_flag++;        
  493. }
  494. bit t1_c=0;

  496. void t1int() interrupt 3
  497. {
  498.         if(t1_c==0)
  499.                 t1_c=1;
  500.         else
  501.         {
  502.                 t1_c=0;
  503.                 ET0=0;
  504.                 TR0=0;
  505.                 TR1=0;
  506.                 over_flag=1;
  507.         }
  508. }

  510. u8 t2_flag=0;
  511. void timer2_int (void) interrupt 12        //50ms *100  5s
  512. {
  513.         u16 i;
  514.         t2_flag++;
  515.         if(t2_flag>=100)
  516.         {
  517.                 t2_flag=0;
  518.                
  519.             i=ad();
  520.                 i=(u16)((float)i*19.6+0.5);
  521.                 if(i>V[0]*100)
  522.                 {
  523.                         write_eeprom(2,1);
  524.                         delay_ms(8);
  525.                         i=Read_Ds1302(0x85);
  526.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+i&0x0f;
  527.                         write_eeprom(3,i);
  528.                         delay_ms(8);
  529.                         i=Read_Ds1302(0x83);
  530.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+i&0x0f;
  531.                         write_eeprom(4,i);
  532.                         delay_ms(8);
  533.                         i=Read_Ds1302(0x81);
  534.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+i&0x0f;
  535.                         write_eeprom(5,i);               
  536.                 }
  537.                 if(i<V[1]*100)
  538.                 {
  539.                         write_eeprom(2,0);
  540.                         delay_ms(8);
  541.                         i=Read_Ds1302(0x85);
  542.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+(i&0x0f);
  543.                         write_eeprom(3,i);
  544.                         delay_ms(8);
  545.                         i=Read_Ds1302(0x83);
  546.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+(i&0x0f);
  547.                         write_eeprom(4,i);
  548.                         delay_ms(8);
  549.                         i=Read_Ds1302(0x81);
  550.                         i=((i&0xf0)>>4)*10+(i&0x0f);
  551.                         write_eeprom(5,i);        
  552.                 }
  553.         }
  554. }
復(fù)制代碼


    附：硬件整體設(shè)計(jì)如下所示：

    硬件整體設(shè)計(jì).png


    本篇文章部分代碼：
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ID:328014 發(fā)表于 2019-7-18 03:36 | 顯示全部樓層
好資料，51黑有你更精彩!!!
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ID:582255 發(fā)表于 2020-5-26 16:42 | 顯示全部樓層
不知道樓主實(shí)踐驗(yàn)證了沒(méi)？
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