車燈智能控制系統(tǒng)

1、摘要進(jìn)入90年代，電子技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，電子元器件的體積變得很小，重量減輕，電能的消耗進(jìn)一步降低。由于微處理器功能的增強(qiáng)，計(jì)算速度提高了幾倍，價(jià)格也變得非常便宜，特別是可靠性得到了極大的提高，為用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)的汽車創(chuàng)造了條件。汽車在駕駛時(shí)有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎剎車合緊開關(guān)停靠等基本操作。傳統(tǒng)的手動(dòng)控制系統(tǒng)存在一個(gè)致命漏洞：車燈完成上述動(dòng)作后司機(jī)還需要進(jìn)行復(fù)位操作才能使其恢復(fù)到初始狀態(tài)。通常情況下，司機(jī)很容易忘記關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈，這就成為發(fā)生交通事故的一大隱患。為解決此問題，運(yùn)用車燈智能控制系統(tǒng)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向燈進(jìn)行控制，取到很好的效果。完成此功能可以有三種設(shè)計(jì)方案：第一種是利用數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種

2、方案所需硬件設(shè)備較多、造價(jià)高、電路復(fù)雜、難以維護(hù)；第二種方案是利用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，此種方案雖然電路不是很復(fù)雜，硬件要求也不是很高，但它利用的是開關(guān)的機(jī)械傳動(dòng)理論，很容易引起機(jī)械誤差，也很難維護(hù)；第三種是利用單片微機(jī)，通過軟件控制來(lái)完成的裝置，利用單片微型計(jì)算機(jī)來(lái)控制汽車前燈和尾燈的點(diǎn)亮和閃爍，能讓汽車的前燈和尾燈根據(jù)需要自動(dòng)點(diǎn)亮和熄滅。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)不僅從根本上解決了傳統(tǒng)的手動(dòng)控制汽車尾燈的詬病，完成了汽車轉(zhuǎn)向燈的自動(dòng)化控制，而且電路簡(jiǎn)單，對(duì)硬件設(shè)備的要求不是很高，且造價(jià)低，便于維護(hù)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，轉(zhuǎn)向燈，程序,自動(dòng)控制AbstractEnteringthe1990s,havingmade

3、enormousprogressinelectronictechnology,thevolumeoftheelectronicdevicesandcomponentsbecameverysmall,weightlightens,theconsumptionoftheelectricenergyisreducedfurther.Becauseoftheenhancementofthefunctionofthemicroprocessor,thecomputationalspeedhasraisedseveraltimes,thepricebecomesverycheaptoo,especiall

4、ydependabilityhasgotgreatimprovement,fortransformingthetraditionalautomobileandcreatingtheconditionwithelectronictechnology.Theautomobilehasleftthatturns,turnsandbrakestoshutthetightswitchtostopetc.andoperatebasicallyinrightwhiledriving.Thetraditionalmanualcontrolsystemhasadeadlyloophole:Thedriverne

5、edstoberestoredtothethroneandoperatedenablingit'sresumingtheinitialstateafterthecarlightfinishesabove-mentionedmovements.Generally,thedriverisveryapttoforgettoclosethesteeringlight,thisbecomesagreathiddendangerofthetrafficaccident.Inordertosolvethisproblem,usetheintelligentcontrolsystemofthecarl

6、ighttocontrolthesteeringlightoftheautomobile,fetchtoverygoodresult.Therecanbethreekindsofdesignplansinthisfunctiontofinish:Thefirstkindmakesuseofdigitallogicalcircuittorealize,butthiskindofschemenecessaryhardwareequipmentismore,thefabricationcostishigh,thecircuitiscomplicated,difficulttomaintain;The

7、secondkindofschemeistomakeuseofsimulationcircuittoberealized,thoughthecircuitisnotverycomplicatedforthiskindofscheme,thehardwarerequiresitisnotveryhigh,butwhatitutilizedisthemechanicaldrivetheoryoftheswitch,itisveryapttocausethemechanicalerror,verydifficulttosafeguard;Thethirdkindutilizesthesinglesl

8、iceofcomputers,controlthedevicefinishedthroughthesoftware,makeuseofsinglesliceofmicrocomputerstocontrolthelightingandglimmeringofautomobileheadlightandtaillight,maketheheadlightandtaillightoftheautomobilelightandgooutautomaticallyaccordingtotheneed.Practiceindicates,shouldnotmerelysolvetraditionalco

9、ntrollingthecondemningoftheautomobiletaillightsystematicallymanuallyfundamentally,theautomationoffinishingthesteeringlightoftheautomobileiscontrolled,andthecircuitissimple,therequisitionforhardwareequipmentisnotveryhigh,andthefabricationcostislow,easytosafeguard.Keyword:MCU,Steeringlight,program,aut

10、omaticalliescontrol目錄摘要IAbstractII.1緒言1.1 選題背景11.2 課題研究的目的11.3 國(guó)內(nèi)外概況11.4 課題研究的主要工作82系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)91.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析93總體設(shè)計(jì)具體電路設(shè)計(jì)12芯片簡(jiǎn)介12MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)15匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)介1.6單元電路設(shè)計(jì)1.7應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)18系統(tǒng)試運(yùn)行184數(shù)據(jù)計(jì)算及仿真閃爍信號(hào)的產(chǎn)生20仿真及結(jié)果分析20總結(jié)與展望22致謝23參考文獻(xiàn)24附錄261緒言選題背景進(jìn)入90年代，電子技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，電子元器件的體積變得很小，重量減輕，電能的消耗進(jìn)一步降低。由于微處理器功能的增強(qiáng)，

11、計(jì)算速度提高了幾倍，價(jià)格也變得非常便宜，特別是可靠性得到了極大的提高，為用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)的汽車創(chuàng)造了條件1。汽車在駕駛時(shí)有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、?？康然静僮?。傳統(tǒng)的手動(dòng)控制系統(tǒng)存在一個(gè)致命漏洞：車燈完成上述動(dòng)作后司機(jī)還需要進(jìn)行復(fù)位操作才能使其恢復(fù)到初始狀態(tài)。通常情況下，司機(jī)很容易忘記關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈，這就成為發(fā)生交通事故的一大隱患。為解決此問題，運(yùn)用車燈自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向燈進(jìn)行控制，取到很好的效果。課題研究的目的通過設(shè)計(jì)基于MCS-5俾片機(jī)控制的汽車轉(zhuǎn)向燈，加深對(duì)單片機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的理論學(xué)習(xí)，并通過實(shí)物設(shè)計(jì)掌握單片機(jī)和電子技術(shù)的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外概況(1)汽車燈產(chǎn)生的背景據(jù)說第一個(gè)汽車前大燈是家

12、用手提燈。1887年，一個(gè)駕駛員在黑暗的曠野上迷路時(shí)，一位農(nóng)民用手提燈把他引回家。1898年，哥倫比亞號(hào)電動(dòng)汽車把電用于前燈和尾燈，這樣車燈就誕生了。最初的前大燈不能調(diào)光，所以在會(huì)車時(shí)有些晃眼，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，后來(lái)采用了附加光度調(diào)節(jié)器。這種前大燈可以在垂直方向移動(dòng)，但駕駛員必須下車搬動(dòng)夾具裝置。1906年，世界上第一次用一個(gè)蓄電池供電的電燈照明，汽車轉(zhuǎn)向燈得以快速發(fā)展并普及。1909年，首次把乙烘燈作為變光裝置。轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的使用非常有趣，1916年，美國(guó)一個(gè)名叫C-H托馬斯的人把一帶電池的燈泡裝在手套上，這樣夜間行車時(shí)，對(duì)方駕駛員就能看到他打的手勢(shì)；同年，美國(guó)使用了行車燈。1920年，當(dāng)選用

13、倒檔裝置時(shí)，開始使用倒車燈。1920年，美國(guó)通用汽車公司首先裝了內(nèi)燈。1925年，導(dǎo)航公司推廣了雙絲燈泡，遠(yuǎn)光和近光的調(diào)節(jié)通過裝在轉(zhuǎn)向柱上的開關(guān)來(lái)控制。1926年，通用汽車公司把大燈變光開關(guān)從方向盤移到地板。1938年，第一次采用封閉的內(nèi)燈；同年，別克汽車制造商提供了轉(zhuǎn)向燈作為選用的附件，但當(dāng)時(shí)只在汽車尾部安裝。到1940年以后，汽車前面也裝有轉(zhuǎn)向信號(hào)燈了，而且信號(hào)開關(guān)具有隨時(shí)調(diào)節(jié)的功能。1998年，美國(guó)電氣公司將電燈拋物面反射鏡推廣于大燈，側(cè)燈和尾燈2。(2)單片機(jī)的發(fā)展歷程微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ?、生活領(lǐng)域中去的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它已深入應(yīng)用到非微型計(jì)算機(jī)所無(wú)法

14、應(yīng)用的領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了極大的影響。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，它以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，越來(lái)越普及地應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域3。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱為單片機(jī)，它在一塊芯片上集成了中央處理部件（CPU）、存儲(chǔ)器（RAMROM9定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和各種輸入/輸出接口，可見單片機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)原來(lái)就是為了實(shí)時(shí)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的，因此，又稱微控制器，1974年，美國(guó)仙童（Fairchild）公司研制的世界第一臺(tái)單片微型機(jī)F8,該機(jī)由兩塊集成電路芯片組成，結(jié)構(gòu)奇特，具有與眾不同的指令系統(tǒng)，深受民用電器和儀器儀表領(lǐng)域的歡迎和重視。從此，單片機(jī)開始迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，

15、現(xiàn)已成為微型計(jì)算機(jī)的重要分支。單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展過程：第一代單片機(jī)（1974-1976）:這是單片機(jī)發(fā)展的起步階段，在這個(gè)時(shí)期生產(chǎn)的單片機(jī)特點(diǎn)是：制造工藝落后和集成度低，而且采用了雙片形式。典型的代表產(chǎn)品有Fairchild公司的F8和Mostek387公司的3870等。第二代單片機(jī)（1976-1978）:這是單片機(jī)的第二發(fā)展階段，這個(gè)時(shí)代生產(chǎn)的單片機(jī)隨之已能在單塊芯片內(nèi)集成CPU并行口、定時(shí)器、RA防口ROM1功能部件，但性能低、品種少、應(yīng)用范圍也不是很廣，典型的產(chǎn)品有Intel公司的MCS-48系列機(jī)。1976年9月Intel公司推出MCS-4M片機(jī)后，單片機(jī)就受到了大用戶的歡

16、迎。由于其應(yīng)用廣泛，因此使各有關(guān)公司都爭(zhēng)相推出各自的單片機(jī)。如GI公司推出PIC1650系列單片機(jī)，ROCKWELL司也推出了與6502微處理器兼容的R6500系列單片機(jī)，他們都是8位單片機(jī)，片內(nèi)有8位中央處理器（CPU）、并行I/O口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和容量有限的存儲(chǔ)器（RAMROM1）Z及簡(jiǎn)單的中斷功能。1978年下半年MOTOTOLA司也推出M6800系列單片機(jī)，ZILOG公司相繼推出Z8單片機(jī)系列。1980年INTEL公司在MCS-48系列基礎(chǔ)上又推出了高性能的MCS-51系列單片機(jī)。這類單片機(jī)均帶有串行I/O口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為16位，片內(nèi)存儲(chǔ)容量（RAMROM）防目應(yīng)增大，并有多

17、優(yōu)先級(jí)中斷處理功能。第三代單片機(jī)（1979-1982）:這是八位單片機(jī)成熟的階段，這一代單片機(jī)和前兩代相比，不僅存儲(chǔ)容量和尋址范圍大，而且中斷源、并行I/O口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)都有了不同程度的增加，更有甚者是新集成了全雙工穿行通信接口電路。在指令系統(tǒng)方面，普遍增設(shè)了乘除法和比較指令。這一時(shí)期生產(chǎn)的單片機(jī)品種齊全，可以滿足各種不同領(lǐng)域的需要。代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-51系列機(jī),Motorola公司的MC6801系歹U機(jī),TI公司的TMS7000C歹U機(jī)，止匕外,Rockwell、NSGI和日本松下等公司也先后生產(chǎn)了自己的單片機(jī)系列。1982年MOSTEK司和Intel公司先后推出了性

18、能更高的16位單片機(jī)MK68200口MCS-96系歹1J,NS公司和NES司也分別在原來(lái)的8位單片機(jī)的基礎(chǔ)上推出了16位單片機(jī)HPC1604年口以PD783<乂系列。1987年Intel公司又宣布了性能比8096高兩倍的CMO型80C196,1988年推出帶EPROMs87C196單片機(jī)。由于16位單片機(jī)的推出時(shí)間較遲，價(jià)格昂貴，開發(fā)設(shè)備有限等多種原因，至今還未得到廣泛的應(yīng)用。而8位單片機(jī)已能滿足大部分應(yīng)用的需要，因此，在推出16位單片機(jī)的同時(shí)，高性能的新型8位單片機(jī)也不斷問世。如MOTORO公司推出了帶A/D轉(zhuǎn)換和多功能I/O的68MC1K歹1J,ZILOG公司推出了帶有DM制能的SU

19、PER8Intel公司在1987年也推出了帶DMA®FIFO的UPI-452等。第四代單片機(jī)（1983年以后）：這是十六位單片機(jī)和八位高性能單片機(jī)并行發(fā)展的時(shí)代，十六位機(jī)的特點(diǎn)是，工藝先進(jìn)，集成度高和內(nèi)部功能強(qiáng)，加法運(yùn)算速度可達(dá)到1us以上，而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語(yǔ)言，如PL/MPLUSC和Forth語(yǔ)言等.代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-9繇列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783XX系列和NS公司的HPC16040。目前國(guó)際市場(chǎng)上8位，16位單片機(jī)系列已有很多，但是，在國(guó)內(nèi)使用較多的系列是Intel公司的產(chǎn)品，其中又以MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用尤為廣泛。然而

20、，由于十六位單片機(jī)價(jià)格比較貴，銷售量不大，大量應(yīng)用領(lǐng)域需要的是高性能，大容量和多功能新型八位單片機(jī).這些單片機(jī)有Intel公司的88044（雙CPU工作）,Zilog公司的Super8（含DMA1道）,Motorola公司的MC68CH1的含E2prom及A/D電路）和WD公司的65C124（內(nèi)含網(wǎng)絡(luò)接口電路）等等6。目前，八位高性能單片機(jī)已成為主流，單片機(jī)發(fā)展具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:CPU功能增強(qiáng)；內(nèi)部資源增多；引腳的多功能化；低電壓低功耗化。現(xiàn)在單片機(jī)可以說是百花齊放、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

21、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)用提供廣闊的天地7o縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：CPU的發(fā)展增加CPU勺字長(zhǎng)或提高時(shí)鐘頻率均可提高CPU勺數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)算速度。CPU的字長(zhǎng)已有8位，16位和32位。時(shí)鐘頻率高達(dá)20MHZ勺單片機(jī)也已出現(xiàn)。還有的8位單片機(jī)具算術(shù)邏輯運(yùn)算部件（ALU）卻是16位內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。如NES司的nPD7800系列的8位單片機(jī)，MITSUBISI公司的M37700系列單片機(jī)。他們的數(shù)據(jù)處理能力和速度比一般8位單片機(jī)強(qiáng)，如nPD7800系列單片機(jī)作一次16位乘以16位的乘法用3.2仙316位除以8位的除法用3

22、.0S。32位除以16位的除法用8.3另外，單片機(jī)內(nèi)部采用雙CPUS構(gòu)也能大大提高處理能力，如ROCKWELL司的R6500/21和R65C29t1片機(jī)。由于片內(nèi)有兩個(gè)CPUfg同時(shí)工作，可以更好地處理外圍設(shè)備的中斷請(qǐng)求，克服了單CPUS多重高速中斷響應(yīng)時(shí)的實(shí)效問題。如INTEL公司的8044,它的內(nèi)部實(shí)際上是由8051和SIU通信處理雞組成，由SIU來(lái)管理SDLC勺通信。這樣既加快了通信處理的速度，同時(shí)，還減輕了8051的處理負(fù)擔(dān)。片內(nèi)存儲(chǔ)器的發(fā)展i早期單片機(jī)的片內(nèi)存儲(chǔ)器，一般RAMfc64128字節(jié)，ROMfc1K-2K字節(jié)，尋址范圍為4K字節(jié)。新型單片機(jī)片內(nèi)RAMfc256字節(jié)，ROM達(dá)

23、16K字節(jié)。如INTEL公司的8052,片內(nèi)ROMfc8K字節(jié)。通用儀器公司的70120片內(nèi)ROM容量為12K字節(jié)。片內(nèi)RO矯量最大的是日立公司的MC6301Y；16K字節(jié)。新型單片機(jī)的尋址范圍可擴(kuò)大到64K字節(jié)，甚至128K字節(jié)（其中隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMS!為64K字節(jié)，只讀存儲(chǔ)器ROMg量64K字節(jié)）。這類單片機(jī)有INTEL公司的MCS-51系列和ZILO腔司的Z8601,Z8603,Z8611,Z8681等。ii片內(nèi)EPRO環(huán)始E2PROML早期單片機(jī)內(nèi)ROMT的采用可擦式的只讀存儲(chǔ)器EPROM然而EPROM、須要高壓編程，紫外線擦除，給使用帶來(lái)不便。近年來(lái)，推出的電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2

24、PROM可在正常工作電壓下進(jìn)行改寫，并能在斷電的情況下，保持信息不丟失。因此，有些廠家開始用EEPROM代原來(lái)的片內(nèi)EPROM口TI公司和SEEQ公司的72710（1K字節(jié)E2PROM）72720（2K字節(jié)E2PROM）MOTOROLA的68HC11A2（2K?節(jié)E2PROM）68HC805C4（2K?節(jié)E2PROM）TEXASZ器公司的77C82（8K字節(jié)E2PROM）由于寫入E2PROM1數(shù)據(jù)能永久保存，因此，有些廠家已開始將E2PROMB作片內(nèi)RAM甚至用作片內(nèi)通用存儲(chǔ)器。這樣就可省去備用電池了。iii片內(nèi)程序的保密措施為了使片內(nèi)EPROM（EP2ROM）容不被復(fù)制，因此，一些廠家對(duì)片內(nèi)

25、EPRO瞰E2PROM）用力口鎖技術(shù)，如INTEL公司8X252，力口鎖后的EPRO瞰E2PROM）程序只能供片內(nèi)CPUS取，不能從片外讀取。否則必須先開鎖，開鎖時(shí)，CPUfe自動(dòng)擦除EPRO瞰E2PRO姆的信息，達(dá)到了程序保密的目的。加強(qiáng)片內(nèi)輸入輸出接口的功能最初的單片機(jī)，片內(nèi)只有并行輸入/輸出接口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，他們的功能也較差，在實(shí)際應(yīng)用中往往還要通過特殊的接口擴(kuò)展功能，增加應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。近幾年來(lái)，新型單片機(jī)內(nèi)的接口，無(wú)論從類型和數(shù)量上都很大的發(fā)展。這不僅大大提高了單片機(jī)的功能，并使系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也大大簡(jiǎn)化了，例如，有些單片機(jī)的平行I/O口，能直接輸出大電流和高電壓，可直接用以

26、驅(qū)動(dòng)熒光顯示管(VFD),液晶顯示管(LCD)和七段數(shù)碼顯示管(LED)等。這樣就減少了應(yīng)用系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器。再如有些單片機(jī)，片內(nèi)含有A/D轉(zhuǎn)換器則在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中可省掉外部A/D轉(zhuǎn)換器。目前，在單片機(jī)中已出現(xiàn)的各類新穎接口有數(shù)十種：如A/D轉(zhuǎn)換器。LED驅(qū)動(dòng)器，VFD驅(qū)動(dòng)器，正弦波發(fā)生器，聲音發(fā)生器，字符發(fā)生器，波特率發(fā)生器，鎖相環(huán)，頻率合成器，脈寬調(diào)制器等，雖然一個(gè)單片機(jī)內(nèi)只含有若干接口，但其功能卻比初期的單片機(jī)強(qiáng)得多。如INTEL公司的UPI-452,它含有兩個(gè)DMA空制器和128字節(jié)的FIFO緩沖器。因此，用它可作高速主機(jī)(80286/80386)的通用外設(shè)接口。例如以UPI-452中的

27、128字節(jié)的FIFO作為高速主機(jī)與慢速傳送數(shù)據(jù)的緩沖器，然后通過UPI-452中的DM饋制器進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳送。單片機(jī)在工藝上的提高單片機(jī)的制造工藝直接影響其性能。早期的單片機(jī)采用PMOS：藝。目前8位單片機(jī)中有二分之一產(chǎn)品已CMOS：,16位單片機(jī)也已開始推出CMO竽品。如68HC20080C196等。為了進(jìn)一步降低功耗，日立公司的HD6370楙口RC心司的CDP6805E25設(shè)有等待和停止兩種工作方式。等待方式時(shí)，震蕩器工作，CPU停止，存儲(chǔ)器和寄存器的內(nèi)容不變。停止方式時(shí)，震蕩器和CPUtB停止工作，存儲(chǔ)器和寄存器內(nèi)容也不變。等待方式時(shí)，由于CPU亭止工作，使單片機(jī)的總功耗大為下降。停止方

28、式時(shí)，則單片機(jī)的功耗最小，例如RC心司的CDP8605E2在5V工作電壓下，正常功耗為35MWV等待方式和停止方式時(shí)的功耗分別僅為5MW和5仙W此外，采用CMOS：藝的單片機(jī)，其工作電源范圍較寬。如用NMOS：業(yè)的單片機(jī)，工作電源一般為4.5-5.5V。采用COMS：藝的單片機(jī)，如RCA司的CDP1804A34-6.5V。功耗大小與電源電壓成正比，所以降低電源電壓即可降低功耗，但是降低電壓會(huì)降低指令執(zhí)行速度，也即降低單片機(jī)的運(yùn)算速度。故一般希望在一定速度的前提下，盡量降低工作電壓以減小功耗。隨著新型單片機(jī)片內(nèi)接口電路的增多，外引腳也增多。為減少外引腳線，目前主要采用兩種方法，其一是采用新穎的通

29、信總線以減少外引線。另外是改進(jìn)外封裝。如采用扁平引腳封裝，方形引腳封裝和疊背式封裝，它們的引腳都比雙列直插式封裝要多得多。片內(nèi)ROW固化應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件將一些應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件固化于片內(nèi)ROW,以便簡(jiǎn)化用戶編制用戶程序，為用戶開發(fā)和應(yīng)用提供方便。如RUPI-44系列單片機(jī)，把通信控制軟件固化在片內(nèi)，使用戶的通信程序大大簡(jiǎn)化。又如INTEL公司在有的MCS-5俾片機(jī)內(nèi)固化PL/M51語(yǔ)言，在8052BH中固化了BASIC解釋程序，用戶不僅可以用匯編語(yǔ)言編程，還可以BASIC語(yǔ)言編程等。而且還允許BASIC語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言相互調(diào)用。需要快速控制時(shí)，可以用匯編語(yǔ)言，如采樣，A/D轉(zhuǎn)換等。在做復(fù)雜的數(shù)

30、據(jù)運(yùn)算時(shí)，則又可以用匯編語(yǔ)言來(lái)調(diào)用BASIC中現(xiàn)成的運(yùn)算子程序?？梢娝饶軡M足速度方面的要求，又能簡(jiǎn)化用戶編程。再如RC慫司的68HCO5D2片內(nèi)固化了鍵盤管理程序，甚至在CDP1804PJ固化了PASCA語(yǔ)言等網(wǎng)。單片機(jī)的技術(shù)還在不斷發(fā)展，新型單片機(jī)還將不斷涌現(xiàn)。當(dāng)前單片機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)微機(jī)產(chǎn)量的80犯上。在我國(guó)低檔8位單片機(jī)于80年代初就開始應(yīng)用，目前已轉(zhuǎn)向高檔8位單片機(jī)的應(yīng)用，也有不少單位已轉(zhuǎn)向16位彈片機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用。MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mVV而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mWfc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洸補(bǔ)金屬氧

31、化物半導(dǎo)體工藝）。像80C51就采用了HMO卸高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和CHMOS（補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。CMOS!然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在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。微型單片化?，F(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膿寬調(diào)制電路）、WDTf門狗）、有些單片機(jī)將LCD儆晶

32、）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。止匕外，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去面封裝）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。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，ATME公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的Winbond系列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山

33、。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集（RISC）也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的HOLTE心司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。此外還有MOTOROLA司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(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90當(dāng)今,計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到生產(chǎn)，生活的各個(gè)方面。其中單片機(jī)雖然問世不久，然而體積小、廉價(jià)、功能強(qiáng)，其銷售額以每年近80%勺速率增長(zhǎng)。它的性能不斷提高，適用范圍越來(lái)越寬，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)占有日益重要的地位

34、10。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片微機(jī)或單片機(jī)，又稱微控制器。它是在一塊半導(dǎo)體芯片上，集成了CPUROMI/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成了一臺(tái)完整的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。由于集成電路技術(shù)的進(jìn)步，片內(nèi)甚至還可包含HSOHIS、A/D轉(zhuǎn)換器、PWM1稱為“片內(nèi)外設(shè)”的特殊功能部件。隨著單片機(jī)功能的增強(qiáng)，由單片機(jī)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功能也日益增強(qiáng)。它一樣可以配用打印機(jī)、繪圖儀、CR邙外圍設(shè)備，一樣可以聯(lián)網(wǎng)。特別是1987年Intel公司在MCS-96勺基礎(chǔ)上繼續(xù)推出了MCS-196又陸續(xù)出現(xiàn)了許多新趨向，例如HSOHIS發(fā)展為EPA數(shù)據(jù)傳送有了PTS配合大功率晶體管的應(yīng)用，有了波形發(fā)生器，

35、拓展了在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的突出地位，并使它不斷拓寬應(yīng)用范圍，增添了新的活力。單片機(jī)的應(yīng)用結(jié)束了計(jì)算機(jī)專業(yè)人員“壟斷”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用時(shí)代，它既給各種專業(yè)人員，特別是許多工程技術(shù)人員帶來(lái)了學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)（不單操彳使用）的緊迫性，同時(shí)也帶來(lái)了可能性，因?yàn)榻M成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)變得容易，平凡，增強(qiáng)了人們進(jìn)入這一領(lǐng)域的自信心。單片機(jī)的特點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片集成度很高，它將微型計(jì)算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片上，具有下列特點(diǎn)：體積小，重量輕，價(jià)格便宜，耗電少；根據(jù)工控環(huán)境要求設(shè)計(jì)，且許多功能部件集成在芯片內(nèi)部，具信號(hào)通道受外界影響小，故可靠性高，抗干擾性能優(yōu)于采用一般的CPU控制功能強(qiáng)，運(yùn)行速度快.其結(jié)構(gòu)組

36、成與指令系統(tǒng)都著重滿足工控要求.有極其豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令，有很強(qiáng)的位處理功能和I/O邏輯操作功能；片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量不可能很大，引腳常不夠用，且兼第二功能以至第三功能.但存儲(chǔ)器和I/O接口都易于擴(kuò)展。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需的CPU存儲(chǔ)器、輸入/輸出部件和時(shí)鐘電路等。因此它具有體積小、使用靈活、成本低、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強(qiáng)、可在各種惡劣的環(huán)境下，可靠的工作等特點(diǎn)。所以說單片機(jī)是近來(lái)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)崛起的一棵新苗。特別是它的強(qiáng)大的面向控制的能力，使它在工業(yè)控制、智能儀表、外設(shè)控制、家用電器、機(jī)器人、軍事裝置等方面得到了廣泛的應(yīng)用。1983年9月在巴黎召開的第九屆世界計(jì)算機(jī)會(huì)議上

37、，對(duì)單片機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用給予了充分肯定，認(rèn)為8位單片機(jī)向多功能，低功耗，低價(jià)格的方向發(fā)展將逐步取代模擬控制的趨勢(shì)，整個(gè)工業(yè)設(shè)備和工藝將進(jìn)行一次以普及應(yīng)用微機(jī)為特征的技術(shù)改造11。單片機(jī)主要可用于以下幾個(gè)方面i因?yàn)樗哂小靶?，輕，兼，省”的特點(diǎn)，尤其耗電少，又可使供電電源的體積小,重量輕，所以特別適用于“電腦型產(chǎn)品”，在家用電器，玩具，游戲機(jī),聲像設(shè)備,電子稱，收銀機(jī)，辦公設(shè)備，廚房設(shè)備等許多產(chǎn)品上得到應(yīng)用；ii適用于儀器,儀表,不僅能完成測(cè)量,還具有處理(運(yùn)算,誤差修正,線性化,零漂處理)，監(jiān)控等功能，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化；iii有利于“機(jī)電一體化”技術(shù)的發(fā)展，多用于數(shù)控機(jī)械，縫紉機(jī)械，醫(yī)療設(shè)

38、備,汽車等；iv廣泛應(yīng)用于打印機(jī)，繪圖儀等許多計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，特別是用于只能終端，可大大減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)；v用于各種工業(yè)控制，如溫度控制，液面控制，生產(chǎn)線順序控制等；vi宜于多機(jī)應(yīng)用.例如機(jī)床加工中心，具各種功能可分散由各個(gè)單片機(jī)子系統(tǒng)分別完成，上級(jí)主機(jī)則負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理，協(xié)調(diào).又如要求較高的數(shù)據(jù)檢測(cè)采集系統(tǒng)，每一采集通道如是一個(gè)單片機(jī)子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)快速采集和預(yù)處理，然后再由主機(jī)進(jìn)行集中處理和控制，以構(gòu)成大型的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)12o上面的歸納還不算完整，但已可知單片機(jī)的應(yīng)用已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，而且可以預(yù)期，隨著單片機(jī)性能的進(jìn)一步提高，它的應(yīng)用將更趨廣泛.它對(duì)我

39、國(guó)許多產(chǎn)品的升級(jí)換代，工廠企業(yè)設(shè)備更新將起著十分巨大的作用。1.4課題研究的主要工作(1)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試；(2)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試；(3)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的鏈接調(diào)試、固化、脫機(jī)(脫離開發(fā)裝置)運(yùn)行。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容在各種操作時(shí)信號(hào)燈應(yīng)輸出的信號(hào)見表2.1表2.1信號(hào)燈蜿出信W堂眼糜住使表校左轉(zhuǎn)彎燈儀表較右轉(zhuǎn)膂燈左頭燈右頭燈右屋燈左轉(zhuǎn)彎臺(tái)上左轉(zhuǎn)開關(guān)）閃爍閃爍內(nèi)燃右轉(zhuǎn)變（含上右轉(zhuǎn)開關(guān)）閃烽閃爍閃爆臺(tái)緊急開關(guān)閃爍閃燃閃爍閃爍閃爍閃爍剎車（鈿陣開美）亮亮在曾彎時(shí)剎車閃爍閃爍閃爍n右轉(zhuǎn)重時(shí)剎車閃爍閃爆亮閃爍S1W，合緊急開關(guān)閃蜥閃爍閃爍閃爍克元左轉(zhuǎn)隼時(shí)剎車臺(tái)緊急

40、開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍鳧右轉(zhuǎn)彎時(shí)的陣臺(tái)緊急開關(guān)閃蜥閃爆閃爍閃爍無(wú)閃燒?？浚ê贤？块_關(guān)30H2閃爍30Hz閃爍30Hz閃爍30HZ閃爍（2）設(shè)計(jì)要求根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求及實(shí)驗(yàn)條件自選方案設(shè)計(jì)出原理電路圖，分析工作原理。安裝調(diào)試所設(shè)計(jì)的電路，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、調(diào)試總結(jié)報(bào)告及使用說明書。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析實(shí)現(xiàn)上述功能，可以有三種設(shè)計(jì)方案。各個(gè)方案具體分析如下：方案一：用數(shù)字邏輯電路來(lái)完成使用數(shù)字邏輯電路完成設(shè)計(jì)所需要器件如下：本設(shè)計(jì)可采用、74LS32四2輸入端或門一片、75451兩路二輸入與門、74LS05反向器一片、導(dǎo)線若干。圖2.1為此方案實(shí)現(xiàn)上述功能最簡(jiǎn)單的接法。由圖可

41、見用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)，所用硬件少、造價(jià)低，但電路復(fù)雜，難以維護(hù)。特別是轉(zhuǎn)向時(shí)難以確定、準(zhǔn)確度低，基本無(wú)法達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。方案二：用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)圖如圖2.2所示：原理：左轉(zhuǎn)圖2.1用數(shù)字邏輯電路完成的汽車轉(zhuǎn)向燈控制系統(tǒng)圖2.2用模擬電路完成的汽車轉(zhuǎn)向燈控制系統(tǒng)按本方案設(shè)計(jì)的汽車轉(zhuǎn)向燈電路，能在20s左右自動(dòng)關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈電源，從而避免因忘記關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈使導(dǎo)致交通事故。利用電容器的充放電原理，如按一下按紐開關(guān)AN,電源E對(duì)G充電,BG導(dǎo)通Ji吸合，左轉(zhuǎn)向燈亮；當(dāng)Ci兩端電壓通過Ri、&放電至小于BG導(dǎo)通電壓時(shí)，BGi截止,Ji釋放使轉(zhuǎn)向燈自動(dòng)關(guān)閉.燈亮?xí)r間取決于R、R、Ci。同理，AN

42、控制右轉(zhuǎn)彎的燈。為了防止剛左轉(zhuǎn)彎后又向右轉(zhuǎn)彎，此時(shí)左燈還亮，AN2和AN連動(dòng)，向右轉(zhuǎn)時(shí)短路G,反之依然。注意不能同時(shí)按下ANiAN2,以免電源短路。方案三：用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。使用單片機(jī)系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)所需器件如下：805i一片，發(fā)光二級(jí)管七個(gè)，74LS322輸入端或門一片、7545i兩路二輸入與門、74LS05反向器一片、7427三3輸入或非門一片、七個(gè)三極管，五個(gè)電阻，一個(gè)5V的直流電源，五個(gè)單刀單執(zhí)開關(guān)，導(dǎo)線若干。開始時(shí)，先初始化Pi，使它的發(fā)光二極管處于全熄滅的狀態(tài)。然后從Pi.0、P1.1口輸入兩個(gè)開關(guān)量來(lái)控制左右燈的亮和不亮。那么，計(jì)算機(jī)只需對(duì)此開關(guān)量進(jìn)行識(shí)別、判斷，它判斷的邏輯過程如下

43、：如果發(fā)現(xiàn)P1.0不為高電平，則再判斷P1.1是否為高電平，若P1.1也不為高電平，則說明左右燈都不亮。若P1.1為高電平，則說明左轉(zhuǎn)燈亮。延時(shí)置標(biāo)志位。然后返回程序，進(jìn)入下一次結(jié)果的判斷。如果發(fā)現(xiàn)P1.0為高電平，而且P1.1不為高電平，則又燈亮。延時(shí)，置標(biāo)志位返回主程序；若P1.1為高電平，則燈都不亮。延時(shí)清標(biāo)志位，返回主程序，進(jìn)行下一次的結(jié)果的識(shí)別和判斷。方案比較：第一種方案電路簡(jiǎn)單，但無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求；第二種方案在一定條件下可滿足實(shí)際要求，但在道路復(fù)雜需頻繁轉(zhuǎn)向時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確顯示汽車當(dāng)前行駛狀況，故也不滿足設(shè)計(jì)要求；第三種方案相對(duì)完善，可準(zhǔn)確的反映汽車當(dāng)前行駛狀況。所以這里采用第三種設(shè)計(jì)

44、方案。3總體設(shè)計(jì)具體電路設(shè)計(jì)芯片簡(jiǎn)介80C518051單片機(jī)是美Intel公司在1980年推出MCS-51單片機(jī)，的第一個(gè)成員,MCS是Intel公司的注冊(cè)商標(biāo)。凡Intel公司生產(chǎn)的以8051為核心單元的其他派生單片機(jī)卻不能稱為8051系列。也就是說，MCS-51系列是專指Intel公司生產(chǎn)的以8051為核心單元的單片機(jī)，而8051系列泛指所有公司的所有單片機(jī)。80C51系列單片機(jī)包括Intel公司的MCS-51單片機(jī)，又包括了以8051為核心單元的世界許多公司生產(chǎn)的單片機(jī)，比如PHILIPS的83C552及51LPC系列等、SIEMENS勺SAB8051冷、AMD勺8053等、OKI的MS

45、M80C154、ATME公司的FLASK片機(jī)89C51等、DALLA宓司的DS5001等、華邦公司的W78C5僅W77C51等13。從MCS-4M片機(jī)發(fā)展到今天的新一代單片機(jī)，大致經(jīng)歷了三代.如以Intel8位單片機(jī)為例，這三代的劃分大致如下：第一代：以MCS-4源列單片機(jī)為代表，屬于低性能單片機(jī)階段；第二代：以MCS-51系列的8051、8052單片機(jī)為代表。擴(kuò)大了片內(nèi)存儲(chǔ)容量和外部尋址空間；增強(qiáng)了并行口，增設(shè)了全雙工用行口1/O;增加了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)并擴(kuò)張了長(zhǎng)度；增強(qiáng)了中斷系統(tǒng)；具備較強(qiáng)的指令尋址和運(yùn)算等功能；增設(shè)了很有特色的布爾處理機(jī)?？梢钥闯?，這一代單片機(jī)主要的技術(shù)特征是為單片機(jī)

46、設(shè)置了完善的外部并行總線和具有多機(jī)識(shí)別功能的串行通信接口。規(guī)范了功能單元的特殊功能寄存器控制模式及適應(yīng)控制器特點(diǎn)的布爾處理系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，為發(fā)展具有良好兼容性的新一代單片機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ)。第三代：以80C51系列單片機(jī)為代表。80C51系列單片機(jī)保留了MCS-51單片機(jī)的所有特性，內(nèi)部組成基本相同。80C51系列單片機(jī)增設(shè)了兩種可以用軟件進(jìn)行選擇的低功耗工作方式：空閑方式和掉電方式。內(nèi)部帶有程序存儲(chǔ)器的為80C51,不帶的為80C31。本設(shè)計(jì)采用80C51單片機(jī)完成所需功能14o80C51的基本結(jié)構(gòu)包括：中央處理器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并行I/O口,串行I/O口,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)，定時(shí)電路及

47、元件。(1)中央處理器單片機(jī)的中央處理器和通用微處理器基本相同，是單片機(jī)的核心，主要完成運(yùn)算和控制功能，又增設(shè)了“面向控制”的處理功能，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在單片機(jī)中，用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量和數(shù)據(jù)，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。一般在單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置一定容量的RAM這樣小容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以高速RAM勺形式集成在單片機(jī)內(nèi)，以加快單片機(jī)運(yùn)行的速度，而且這種結(jié)構(gòu)的RAME可以使存儲(chǔ)器的功耗下降很多。(3)并行I/O口單片機(jī)往往提供了許多功能強(qiáng)，使用靈活的并行輸入/輸出弓I腳，用于檢測(cè)與控制，有些I/O引腳還有多種功能，比如可以數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)線，地址總線的地址線，控制總線的控制線

48、等。單片機(jī)I/O引腳的驅(qū)動(dòng)能力也逐漸增大，甚至可以直接驅(qū)動(dòng)外擴(kuò)的LED顯示器。(4)串行I/O口目前高檔8為單片機(jī)均設(shè)置了全雙工串行I/O，用來(lái)實(shí)現(xiàn)與某些終端設(shè)備進(jìn)行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相連的能力，甚至用多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng).隨著應(yīng)用的拓展，有些型號(hào)的單片機(jī)內(nèi)部還包含有兩個(gè)串行I/O口。(5)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中，往往需要精確的定時(shí)，或者需對(duì)外部時(shí)間進(jìn)行記數(shù)。為了減少軟件開銷和提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制能力，因而在單片機(jī)的內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器/記數(shù)器電路，80C51共有兩個(gè)16位定時(shí)器/記數(shù)器，80C52共有三個(gè)16位定時(shí)器/記數(shù)器。(6)中斷系統(tǒng)80C51的中斷功能較強(qiáng)

49、，具有內(nèi)、外共五個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。(7)定時(shí)電路及元件計(jì)算機(jī)的整個(gè)工作是在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，按照嚴(yán)格的時(shí)序有規(guī)律的一個(gè)節(jié)拍一個(gè)節(jié)拍的執(zhí)行各種操作.單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有定時(shí)電路，只需外接震蕩元件即可工作.外接震蕩元件一般采用晶體震蕩器，或選用廉價(jià)的RC震蕩器，也可用外部時(shí)鐘源，作為震蕩元件.近來(lái)有的單片機(jī)將震蕩元件也集成在芯片內(nèi)，這樣不僅大大縮小了單片機(jī)的體積，同時(shí)也方便了使用。由上可見，單片機(jī)在機(jī)構(gòu)上突破了常規(guī)的按邏輯功能劃分的芯片，由多片構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，將構(gòu)成計(jì)算機(jī)的許多功能集成在一塊晶體芯片上，在眾多的單片機(jī)中，又以80C51的結(jié)構(gòu)具有顯著特點(diǎn)，形成了主流機(jī)型，被多家單片機(jī)廠家

50、選作內(nèi)核15。80C51的引腳及其功能：80C51有40弓|腳雙歹1直插,44弓|腳(PQFP/TQFP)口44弓|腳(PLCC)封裝形式.按引腳的功能可分為三類(1)電源和晶震VCC-運(yùn)行和程序效驗(yàn)時(shí)接電源正端VSS-接地XTAL1-輸入到單片機(jī)內(nèi)部振蕩器的反向放大器.當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS片機(jī),此引腳接地；對(duì)CHMO單片機(jī),此引腳做驅(qū)動(dòng)端XTAL2-反向放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器.當(dāng)采用外部振蕩器時(shí),XTAL2接收振蕩器信號(hào)(2)I/O(輸入/輸出)共4個(gè)口,32根I/O線P0-8位，漏極開路的雙向I/O口當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器時(shí)，作低8位地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用.在程序效驗(yàn)期間，輸出

51、指令字節(jié)，驗(yàn)證對(duì)需加外部上拉電阻。P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載；P1-8位準(zhǔn)雙向I/O口在編程/效驗(yàn)期間，用做輸入低位字節(jié)地址。P1口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載；P2-8位，準(zhǔn)雙向I/O口當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器時(shí)輸出高8位地址。在編程/效驗(yàn)期間，接受高位字節(jié)地址。P2口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載；P3-8位準(zhǔn)雙向I/O，具有內(nèi)部上拉電路P3提供各種替代功能.在提供這些功能時(shí)，具輸出鎖存器應(yīng)由程序置1。P3口可以輸出/輸入4個(gè)LSTTL負(fù)載。申行:P3.0RXD串行輸入口；P3.1TXD串行輸入口。中斷：P3.2-INTO外部中斷0輸入；P3.5-INT1外部中斷1輸入。定時(shí)器/記數(shù)器：P3.4-T0

52、定時(shí)器/記數(shù)器0外部輸入；P3.5-T1定時(shí)器/記數(shù)器1外部輸入。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通：P3.6-WR低電平有效，輸出,片外存儲(chǔ)器寫選通；P3.7-RD低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器讀選通。(3)4根控制線RST-復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效.在震蕩器工作時(shí)，在RST±作用兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將器件復(fù)位。EA/VPP-片外程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào)，低電平有效。ALE/PROG-地址鎖存允許信號(hào)，輸出。在訪問片外存儲(chǔ)器或I/O時(shí)，用于鎖存低8位地址，以實(shí)現(xiàn)低8位地址與數(shù)據(jù)的隔離。由于ALE以1/6的振蕩頻率固定速率輸出，可作對(duì)外輸出時(shí)鐘或用作外定時(shí)脈沖。在EPRO褊程期間，作輸入、輸入編程脈沖

53、。ALE可當(dāng)區(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。PSEN-片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。在從片外程序存儲(chǔ)器取指期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng)PSENt效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上P0口.PSEN可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。由于工藝和標(biāo)準(zhǔn)化，測(cè)試儀器等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限的，但單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)功能所需要的信號(hào)數(shù)目卻與實(shí)際引腳數(shù)目相差很多，這時(shí)往往定義一些引腳為多功能，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造更顯靈活16。MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)已決定了共有多少條指令以及每條指令所能執(zhí)行的操作功能，根據(jù)設(shè)計(jì)使某型計(jì)算機(jī)具有的指令的集合便構(gòu)成這一計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)共

54、有111條指令，按照他們的操作性質(zhì)可劃分成數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)操作、邏輯操作、程序轉(zhuǎn)移、位操作等5個(gè)大類。MCS-51系列單片機(jī)的指令長(zhǎng)度較短：?jiǎn)螜C(jī)器周期指令64條，雙機(jī)器周期指令45條，只有乘除兩條指令需要4個(gè)機(jī)器周期。這些指令在12MHZO1的情形下，執(zhí)行時(shí)間分別為1微秒、2微秒、4微秒?？梢?，MCS-51指令系統(tǒng)在存儲(chǔ)空間和執(zhí)行期間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也很快捷，與其應(yīng)用范圍的要求相適應(yīng)。MCS-51指令系統(tǒng)還具有簡(jiǎn)明，整齊，易于掌握的特點(diǎn)，很適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。在MCS-51旨令系統(tǒng)中，有豐富的位操作指令，形成一個(gè)相當(dāng)完整的位操作指令子集，成為該指令系統(tǒng)的重大特色。這

55、對(duì)于需要進(jìn)行大量位處理的程序?qū)?lái)明顯的簡(jiǎn)潔和方便。每一條指令通常由操作碼和操作數(shù)組成，前者表示計(jì)算機(jī)執(zhí)行該條指令將進(jìn)行何種操作，后者表示參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地址。一臺(tái)計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)也已決定了每條指令的操作碼的表示形式，這就是指令的助記符。一般都將指令功能的英文縮寫字用作助記符，以便記憶1703.1.3匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)介完成某項(xiàng)特定任務(wù)的指令的集合稱為程序。計(jì)算機(jī)是按照程序一條條依次執(zhí)行指令而工作的，用戶要計(jì)算機(jī)完成各種任務(wù)，就要設(shè)計(jì)各種應(yīng)用程序，設(shè)計(jì)程序就要用到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有三種：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器唯一能“懂”的語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫的程

56、序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序（稱為目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。但是，機(jī)器語(yǔ)言只是一種用二進(jìn)制數(shù)0、1組成的代碼，人們不易辨識(shí)、記憶，因此使用不方便，易錯(cuò),很難用它來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。高級(jí)語(yǔ)言是面向問題和計(jì)算過程的語(yǔ)言，它可通過用于各種不同的計(jì)算機(jī)，用戶編程時(shí)不必仔細(xì)了解所用的計(jì)算機(jī)的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語(yǔ)句的功能強(qiáng)，常常一個(gè)語(yǔ)句已相當(dāng)于很多條計(jì)算機(jī)指令，于是用高級(jí)語(yǔ)言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，所以使用很多。但是編制程序工作量不大，規(guī)模較小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用匯編語(yǔ)言編程也還方便，而且高級(jí)語(yǔ)言源程序要通過預(yù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的編譯程序或解釋程序才

57、能翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，而存儲(chǔ)量較小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容納不下，因此也無(wú)法配用這些工具程序,便必須應(yīng)用匯編語(yǔ)言編程了。用匯編語(yǔ)言編制程序時(shí),程序的每一個(gè)語(yǔ)句都于計(jì)算機(jī)的某一條具體指令相對(duì)應(yīng)，因此必須熟悉機(jī)器的指令系統(tǒng)。有經(jīng)驗(yàn)的程序員用匯編語(yǔ)言編出的程序具質(zhì)量?jī)?yōu)于用高級(jí)語(yǔ)言編出的程序。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，譯成機(jī)器語(yǔ)言后，后者一般長(zhǎng)度增加15%-200%占用的內(nèi)存空間相隨擴(kuò)大,執(zhí)行時(shí)間也相應(yīng)增長(zhǎng)50%-300%可見,對(duì)于要求反應(yīng)靈敏和與控制及時(shí)的工控，檢測(cè)等實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及要求體積小，系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，采用匯編語(yǔ)言編程，其優(yōu)越性比較明顯。也就是說，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)有其特定的應(yīng)用范圍，用得也相當(dāng)廣泛。學(xué)習(xí)微機(jī)原理課程時(shí)通常都伴隨著學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言程序，因?yàn)殛U述微機(jī)原理只有結(jié)合具體機(jī)型才能比較深入：