通信工程單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與程序仿真指導(dǎo)

2023年5月《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門技術(shù)性、應(yīng)用性很強(qiáng)1)24小時(shí)計(jì)時(shí)功能選用溫度傳感器DS18B20采集環(huán)境溫度，并用2位LED顯示屏顯示環(huán)境溫度集分度集分溫采部示分顯部各部分關(guān)系如圖1:CPU選用8051對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制：a.它將定期數(shù)據(jù)輸出到LED,實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示；c.接受溫度傳感器輸入的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換，然后輸出到2位的顯示部分采用動(dòng)態(tài)顯示方式，分為時(shí)間的顯示和溫度的顯示兩部分，共需8位LED顯示屏。輩口輩口采用獨(dú)立式按鍵，分別為功能移位鍵、功能加鍵、功能減鍵和定鬧鍵。溫度傳感器提議使用DS18B20,該芯片簡(jiǎn)介如下：DS18B20是DALLAS企業(yè)生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為-55℃~+125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫辨別率可達(dá)0.0625℃,被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多種DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。位位和和DS18B20內(nèi)部構(gòu)造如圖2所示，重要由四部分構(gòu)成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如圖3所示，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND為甲4.7kPL0T0線裝置+3V-+5.5Vp4.7kpo-以MCS-51系列單片機(jī)為例，圖4為DS18B20與微處理器的經(jīng)典連接。圖4中上方為DS18B20采用寄生電源方式，其VDD和GND端均接地，圖4中下方DS18B20采用外接電源方式，其VDD端用3V～5.5V電源供電。電源電路包括變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四個(gè)部分，穩(wěn)壓器使用三線集成穩(wěn)壓判斷單片機(jī)芯片及時(shí)鐘系統(tǒng)與否正常工作有一種簡(jiǎn)樸的措施，就是用萬用表測(cè)量單片機(jī)晶振引腳(18、19腳)的對(duì)地電壓，以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬用表測(cè)量為例：18腳對(duì)地約2.24V,19腳對(duì)地約2.09V。對(duì)于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的措施來判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第9腳對(duì)地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和+5V連接一下，模擬一下上電復(fù)位，假如單片機(jī)能正常工作了，闡明這個(gè)復(fù)位電路有問題。根據(jù)元器件種類和體積以及技術(shù)規(guī)定將其布局在電路板上的合適位置。可以先從體積較大的器件開始，如單片機(jī)底座、電源穩(wěn)壓器、變壓線圈、鎖存器、溫度傳感器等。待體積較大的元器件布局好之后，小型的電子元器件就可以根據(jù)間隙面積靈活布配。二極管、電感器、阻容元件的裝配方式一般有直立式、俯臥式和混合式三種。①直立式。這種安裝方式見圖6。電阻、電容、二極管等都是豎直安裝在印刷電路板上的。這種方式的特點(diǎn)是：在一定的單位面積內(nèi)可以容納較多的電子元件，同步元件的排列也比較緊湊。缺陷是：元件的引線過長(zhǎng)，所占高度大，且由于元件的體積尺寸不一致，其高度不在一種平面上，欠美觀，元器件引腳彎曲，且密度較大，元器件之間輕易引腳碰觸，可靠性欠佳，且不太適合頻率較高的電路采用。寸和構(gòu)造形式有關(guān)，可以靈活處理。見圖8。1)電路板是矩形，元件排列的長(zhǎng)度方向一般應(yīng)與電路板的長(zhǎng)邊平行，這樣2)應(yīng)盡量地縮短元件及元件之間的引線。盡量防止3)應(yīng)以功能電路的關(guān)鍵器件為中心，外圍元件圍繞它進(jìn)行布局。4)要注意多種門電路多出端的處理，或接電源端或接地端，并按照對(duì)的的5)元器件的配置和布局應(yīng)有助于設(shè)備的裝配、檢查、高度與維修。焊前務(wù)必認(rèn)準(zhǔn)元件數(shù)值，會(huì)認(rèn)元件上的標(biāo)識(shí)和會(huì)光二極管、電解電容、9014三極管等元件，時(shí)間過長(zhǎng)輕易導(dǎo)致元器件損壞系統(tǒng)的特點(diǎn)簡(jiǎn)介全空間硬件斷點(diǎn)，不受任何條件限制，支持地址、多種仿真器，多類CPU仿真所有集成在一種環(huán)境下?？煞抡?1系列，196系列，PIC系列，飛利蒲企業(yè)的552、LPC764、DALLAS320,華邦438等51增邏輯分析儀由交互式軟件菜單窗口對(duì)系統(tǒng)硬件的邏輯或時(shí)序進(jìn)行同步實(shí)時(shí)采樣，并實(shí)時(shí)在線調(diào)試分析，采集深度32K(E2023/L),最高時(shí)基采樣頻率達(dá)20MHz,40路波形，可精確實(shí)時(shí)反應(yīng)顧客程序運(yùn)行時(shí)的歷史時(shí)間。系統(tǒng)在使用通訊功能的調(diào)試時(shí)，假如通訊不正常，查找原因是非常耗時(shí)和低效的，您很難弄清晰問題究竟在什么地方，是波特率不對(duì)，是硬件信道有問題，是通訊協(xié)儀有問題，是發(fā)方出錯(cuò)還是收方出錯(cuò)。有了邏輯儀，狀況則完全不一樣樣，用它可以分別或者同步對(duì)發(fā)送方、接受方的輸入或者輸出波形進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、對(duì)比、測(cè)量等多種直觀的分析，可以將實(shí)際輸出通訊報(bào)文的波形與源程序相比較，可立即發(fā)現(xiàn)問題所在，從而極大地以便了調(diào)試。7.強(qiáng)大的追蹤器功能追蹤功能以總線周期為單位，實(shí)時(shí)記錄仿真過程中CPU發(fā)生的總線事件，其觸發(fā)條件方式同邏輯分析儀。追蹤窗口在仿真停止時(shí)可搜集顯示追蹤的CPU指令記憶信息，可以以總線反匯編碼模式、源程序模式對(duì)應(yīng)顯示追蹤成果。屏幕窗口顯示波形圖最多追蹤記憶指令32K并通過仿真器的斷點(diǎn)、單步、全速運(yùn)行或多種條件組合斷點(diǎn)來完畢追蹤功能?？偩€跟蹤可以跟蹤程序的運(yùn)行軌跡?？梢杂涗涇浖\(yùn)行時(shí)間。開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介雙擊桌面WAVEWAVEFORWINDOWSWAVE進(jìn)入本開發(fā)環(huán)境，其界面及重要功能如圖9中所注。偉V2.80[E2000/L+POD-8I5X(8031)][G:\單片\vave\BI\Untitled]如圖10所示，在試驗(yàn)開始時(shí)要先根據(jù)需要設(shè)置好仿真器類型、仿真頭類型以及CPU類型，并注意與否"使用偉福軟件模擬器",若使用硬件仿真，請(qǐng)注意[G:\[G:\單片機(jī)\vaveWIMUatitled仿真器設(shè)置區(qū)2.文獻(xiàn)窗口如圖11,可在此窗口下進(jìn)行包括新建、打開、保留等文獻(xiàn)操作。搜索(S)項(xiàng)目P)執(zhí)行B)窗口Y)仿真器Q)幫助003.編譯文獻(xiàn)窗口如圖12,在此窗口下可將源文獻(xiàn)編譯成目的文獻(xiàn)。搜索S)項(xiàng)目@)執(zhí)行B)編譯()4.執(zhí)行窗口[L2000/L+[L2000/L+YODeatitled圖13執(zhí)行窗口5.窗口窗口CPU窗口單片機(jī)用戶板程序\單片機(jī)用戶板程序\CULT1A\Untitled]BP3值7654320值010偉福軟件模擬器(8031)[G:\搜索(S)項(xiàng)目@)執(zhí)行R)7:07HR5,#87H圖15CPU窗口b.數(shù)據(jù)窗口偉福V2.80[E2000/L+POD-8I5I(8031)][GaveBIIUntitledX文件E)編輯(區(qū))搜索(5)項(xiàng)目P)執(zhí)行&)窗口(①)仿真器Q)幫助Q值00000000值00000000CPU窗口項(xiàng)目窗口P)信息窗口)觀察窗口)0000H82683θLJMP003SHCPU窗口數(shù)據(jù)官口電)跟蹤窗口T)邏輯分析窗口L)疊排窗口(C)平排窗口①)ACC:EOH7:07H?2CPU窗口圖16數(shù)據(jù)窗口20000060000000000000000000088000600006880080088088000000000000000000000000000圖17DATA(內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口)偉福V2.80:軟件模擬器(8031)[G:\單片機(jī)用戶板程序VIULT1A\Untitled]X文件(F)編輯(E)提索(S)項(xiàng)目(P)執(zhí)行(R)窗口(Y)仿真器(0)幫助00..0..F......C.H...e.0830..t..t*...t...uX...t...uX.00075075DDu....u.Pu..u....u.Pu..77EEub.....d.X.ub.....d.X.EE5858圖18CODE(程序數(shù)據(jù)窗口)