微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)高速公路警示燈的設(shè)計(jì)

1、pcb圖，仿真 語言程序 原理圖等全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系153893706課程設(shè)計(jì)說明書課 程 名 稱: 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 題 目: 高速公路警示燈的設(shè)計(jì) 年級/專業(yè)/班: 09汽電 3班 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號(hào): 開 始 時(shí) 間: 2012 年 07 月 02 日完 成 時(shí) 間: 2012 年 07 月 06 日課程設(shè)計(jì)成績：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績（30）技術(shù)水平與實(shí)際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書（計(jì)算書、圖紙、分析報(bào)告）撰寫質(zhì)量（45）總 分（100）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄摘要 21 引言 3 1.1 問題的提出 3 1.2 任務(wù)與分析 32 方案設(shè)計(jì) 5 2.1

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 5 2.2 系統(tǒng)總體框圖 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 3.1 89c5單片機(jī)7 3.2 光敏電阻 94系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 12 4.1 proteus軟件環(huán)境介紹 12 4.2 keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí) 13 4.3 protel軟件環(huán)境介紹 14 4.3系統(tǒng)軟件分析 15 4.4 程序流程圖 16 5 系統(tǒng)調(diào)試過程 19結(jié)論 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27摘 要現(xiàn)在，隨著微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)無處不在。單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要組成部分，作為嵌入式系統(tǒng)的先頭兵，片上系統(tǒng)的先行者，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了各行各業(yè)，尤其是與控制相關(guān)的領(lǐng)域，極大的提高了產(chǎn)品的智

3、能化程度和技術(shù)水平，已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)十分重要的技術(shù)領(lǐng)域。隨著社會(huì)需求和單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，各類智能產(chǎn)品、控制系統(tǒng)都是以單片機(jī)技術(shù)為核心來進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)采用msc51系列單片機(jī)89c51和相關(guān)的光電檢測設(shè)備及設(shè)計(jì)智能路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線條件通過8051芯片的p3.7口控制高速公路警示燈的開關(guān)功能，并且實(shí)現(xiàn)對亮燈規(guī)律的控制。隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，高速公路的警示燈已不簡單是為了給司機(jī)朋友提神，更應(yīng)該是一種美的享受。關(guān)鍵詞：警示燈 單片機(jī)技術(shù) 規(guī)律 設(shè)計(jì)1 引 言1.1 問題的提出隨著我國加入世界貿(mào)易組織（wto），為了創(chuàng)造一個(gè)良好的投資環(huán)境，塑造一個(gè)美麗的國際化城市，更

4、好的與國際接軌，全國各大城市的市政建設(shè)步伐都逐步加快，高速公路系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，因此為公路提供更高安全可能的警示燈工程得以迅猛發(fā)展。由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在路燈警示燈的工程中被廣泛應(yīng)用。近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷走向深入。單片機(jī)技術(shù)中的計(jì)時(shí)系統(tǒng)是單片機(jī)的一個(gè)典型的應(yīng)用。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市之間高速公路的增多，為防止司機(jī)過于疲勞駕駛，減小在高速公路上發(fā)生意外的可能，特別是司機(jī)疲勞駕駛時(shí)發(fā)生意外的可能性更大，通常要開啟警示燈以確保安全。本系統(tǒng)采用msc-51系列單片機(jī)89c51和相關(guān)的光電檢測設(shè)備及繼電設(shè)備來設(shè)

5、計(jì)智能光控路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線條件通過8051芯片的p3.7口控制路燈開關(guān)的功能。為提高警示效果，警示燈盡量工作在閃爍狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)的是一款太陽能警示燈，電路采用太陽能電池板，具有手控和光控兩種功能。自動(dòng)控制狀態(tài)下，天黑以后該電路能控制警示燈自動(dòng)開啟，并使其工作在閃爍狀態(tài)，而在白天又能將警示燈自動(dòng)關(guān)閉。也可采用手動(dòng)控制，白天也可使其工作，便于調(diào)整，成本低廉,使用方便。利用51系列單片機(jī)可編程控制八位邏輯i/o端口實(shí)現(xiàn)路燈的智能化，達(dá)到節(jié)能，自動(dòng)控制的目的。1.2任務(wù)與分析本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制中心是89c51單片機(jī)。首先，在protel軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計(jì)。然后在8051軟

6、件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的源代碼來源。把.hex文件加載到at89c51單片機(jī)芯片，然后在proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路，警示燈就可以正常工作了。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由：at89c51為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)的處理和初值的設(shè)定。光敏電阻為本例的核心模塊，由他提供外界環(huán)境的信息并傳遞給89c51用于處理，處理后的信號(hào)傳遞給警示燈。 本系統(tǒng)可分為以下三大模塊：1、at89c51模塊：用于數(shù)據(jù)處理，和外圍的時(shí)鐘芯片通信，并控制時(shí)鐘傳輸過程，采集時(shí)間信息并予以處理。2、光敏電阻模塊：用于實(shí)現(xiàn)對外界環(huán)境的解讀，并

7、且傳遞外界的信號(hào)給89c51，這是一種簡單的傳遞方式，在現(xiàn)實(shí)生活中也比較的適合。3、程序：包括單片機(jī)控制時(shí)鐘芯片的接口程序（實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和時(shí)鐘芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸過程）和單片機(jī)控制和輸入信號(hào)的接口程序，以及用于控制警示燈閃爍的程序。2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案通過查閱相關(guān)的資料，設(shè)計(jì)初期我主要從是通過外界環(huán)境控制還是人為控制做了一定的糾結(jié)，最后將兩個(gè)控制系統(tǒng)都添加進(jìn)去了，由于警示燈的閃爍頻率是由系統(tǒng)的程序設(shè)定出的，為此，我專門在網(wǎng)上查找了很多資料，最后確定了紅燈閃爍5下，藍(lán)燈閃爍5下，然后共同閃爍的循環(huán)工作方式。 設(shè)計(jì)的時(shí)候有兩種方案供我選擇，分別是采用方案一：使用光敏電阻直接提供給51單片機(jī)輸入信號(hào)，并

8、進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)程序操作；方案二：使用光敏電阻和三極管聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的方式，提供給單片機(jī)輸入傳感信號(hào)。（1）使用光敏電阻直接提供給51單片機(jī)輸入信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)程序操作此系統(tǒng)的硬件部分主要是由89c2051單片機(jī)，74ls48芯片，uln2003芯片所組成。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，但是難以實(shí)現(xiàn)且不符合系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)用性等原則。（2）使用光敏電阻和三極管聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的方式，提供給單片機(jī)輸入傳感信號(hào)。 此系統(tǒng)的硬件部分主要是由89c51單片機(jī)和其他一些時(shí)鐘控制系統(tǒng)組成的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，接口較多，既能實(shí)現(xiàn)需要的功能，同時(shí)也可以在其基礎(chǔ)上擴(kuò)展出更多的。軟件設(shè)計(jì)的部分，程序也比較簡單，符合設(shè)計(jì)要求。最后確定

9、設(shè)計(jì)的方案采用第二種。2.2 系統(tǒng)總體框圖時(shí)鐘芯片復(fù)位電路光控電路xtalrst p1.0at89c51單片機(jī) p1.1 p3.7警示燈（紅警示燈（藍(lán)人工控制圖2.1 系統(tǒng)總體框圖 當(dāng)程序啟動(dòng)后，程序進(jìn)入初始化階段。單片機(jī)將從光控電路中讀出的光照強(qiáng)度，并經(jīng)轉(zhuǎn)化后形成高低電平送入單片機(jī)中，并控制警示燈的閃爍。當(dāng)需要人工調(diào)節(jié)警示燈的開關(guān)時(shí)，只需要按下人工控制電路的開關(guān)即可；如果需要調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度對警示燈的控制情況，只需要調(diào)節(jié)光控電路中的調(diào)節(jié)變阻器即可調(diào)節(jié)，電阻越小，警示燈開始工作的時(shí)間越早。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 89c51單片機(jī)at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fper

10、omfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。圖3.1 89c51單

11、片機(jī)引腳圖89c51單片機(jī)與早期intel的8051/8751/8031芯片的外部引腳和指令系統(tǒng)完全兼容，只不過用flash rom 替代了rom/eprom而已3。89c51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。圖3-2 89c51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖89c51單片機(jī)包含中央處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）、程序存儲(chǔ)器（rom）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)的幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在加以說明： ·中央處理器（cpu）： 中央處理器(cpu)是整個(gè)單片機(jī)的核心部分，是八位數(shù)據(jù)的處理器，能處理八位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或者代碼，cpu負(fù)責(zé)控制，指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的

12、工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）： 89c51內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，他們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)。所以，用戶使用的ram只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶的定義的字形表。·程序存儲(chǔ)器（rom）：程序存儲(chǔ)器是用來存放已調(diào)試完成的程序和常數(shù)表格的。為了提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用程序通常固化在片內(nèi)rom中。cpu設(shè)置了一個(gè)專用寄存器程序計(jì)數(shù)器pc，用以存放將要執(zhí)行的指令地址。pc的長度為16位，故程序存儲(chǔ)器的尋址范圍為64kb（0000h

13、ffffh），也就是說，51系列單片機(jī)具有64kb的程序存儲(chǔ)器空間。·定時(shí)/計(jì)數(shù)器（rom）： 89c51單片機(jī)有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，通過對機(jī)器周期計(jì)數(shù)達(dá)到定時(shí)的目的，通過對外部事件計(jì)數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)之目的。·并行輸入輸出（i/o）口： 89c51共有四組8位i/o口（p0、p1、p2或p3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)在整個(gè)傳輸過程中，并排前進(jìn)，有多少個(gè)數(shù)據(jù)線就能同時(shí)傳送多少位數(shù)據(jù)。并行通信的特點(diǎn)是硬件連線多、傳送速率高，一般適用于近距離、高速率的通信領(lǐng)域。如：計(jì)算機(jī)主板與硬盤、打印機(jī)等之間的通信。·雙全雙工串行口：89c51內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它

14、設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。數(shù)據(jù)在傳輸過程中一位一位的串行傳輸，硬件連接比較簡單。最簡單時(shí)只需3根連線即可實(shí)現(xiàn)串行通信，相對于并行通信來講其通信速率低，一般適用于短距離數(shù)據(jù)通信。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常采用串行通信方式。3.2 光敏電阻介紹光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電

15、效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110m歐,在強(qiáng)光條件（100lx）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（0.40.76）m的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡化。通常，光

16、敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）就激發(fā)出電子空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極常采用梳狀圖案，它是在一定的掩膜下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“r”或“rl”、“rg”表示。其結(jié)構(gòu)如圖2.4所示：圖3-3 光敏電阻的結(jié)構(gòu)圖在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交

17、流電壓。光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度，如圖2.5所示。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其

18、電阻率變小，從而造成光敏電阻的阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 proteus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首先是在proteus軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件，proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它eda工具一樣的原理布圖、pcb自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的。針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時(shí)調(diào)

19、試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是proteus lite可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊達(dá)到更好的效果 proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、avr、pic等常用的mcu及其外圍電路（如lcd，ram，rom，鍵盤，馬達(dá)，led，ad/da，部分spi器件，部分iic器件.）。其實(shí)proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真mcu，當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)

20、然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下，proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真mcu及外圍電路。另外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。proteus軟件主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1、設(shè)計(jì)和仿真軟件proteus 是一個(gè)很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。2、它允許對電路設(shè)計(jì)采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個(gè)特定符號(hào)來代替元器件，并完成不會(huì)對真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。3、它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號(hào)的圖表。4、它可以仿真

21、目前流行的單片機(jī)，如pics, atmel-avr, motorola, 8051 等。5、在設(shè)計(jì)綜合性方案中,還可以利用ares開發(fā)印制電路板。4.2 keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)keil c51是美國keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用c來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。keil c51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到keil c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多

22、數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)閏pu可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于mcs-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的a51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，keil軟件是目前最流行開發(fā)mcs-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持keil即可看出。keil提供了包括c編譯器、

23、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uvision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行keil軟件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram、20m以上空閑的硬盤空間、win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用c語言編程，那么keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用c語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知

24、識(shí)keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)1. 系統(tǒng)概述keil c51是美國keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用c來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。keil c51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到keil c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹keil c51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2.

25、keil c51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)c51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖(1)所示，其中uvision與ishell分別是c51 for windows和for dos的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編輯c或匯編源文件。然后分別由c51及a51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由lib51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)l51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.abs)。abs文件由oh51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex文件，以供調(diào)試器dscope51或tscope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板

26、進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如eprom中。使用獨(dú)立的keil仿真器時(shí)，注意事項(xiàng):仿真器標(biāo)配11.0592mhz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 仿真芯片的31腳（/ea）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi)rom，不能使用片外rom；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部rom（其cpu的/ea引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。4.3系統(tǒng)軟件分析 任何一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，它們都有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，少了任何一個(gè)部分都不可能稱之為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)，它們之間是相

27、互依存的一個(gè)整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)操作平臺(tái)；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂，它對硬件系統(tǒng)起到擴(kuò)充和完善的作用?？上攵浖到y(tǒng)與硬件系統(tǒng)同等重要，下面為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程：1 警示燈的閃爍頻率這是通過延時(shí)函數(shù)來控制燈的閃爍頻率，延時(shí)函數(shù)和系統(tǒng)本身的機(jī)器周期有著密切的關(guān)系，延時(shí)函數(shù)是在51單片機(jī)的最小系統(tǒng)的晶振的控制之下來實(shí)現(xiàn)功能的。2.警示燈的閃爍規(guī)律警示燈在高速公路上，通過它的燈光閃爍來提醒周圍司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛，而警示燈的閃爍規(guī)律對司機(jī)的提醒程度是不同的，找到一個(gè)有效地閃爍規(guī)律是很有必要的。所以通過程序的讓警示燈同程度的閃爍就可以達(dá)到上面的效果。3.警示燈光控和

28、手控光控是通過掃面與光敏電阻相連的io口的高低電平的變化來控制警示燈的亮滅。然而在現(xiàn)實(shí)生活中往往會(huì)出現(xiàn)某些特殊情況，白天也需要警示燈的閃爍，所以就設(shè)置了一個(gè)手動(dòng)控制開光。4.4 程序流程圖（1）主程序流程圖ny.開始背景光檢測初始化警示燈亮背景光強(qiáng)低于預(yù)設(shè)值圖4.1 程序流程圖主程序流程圖說明： 因?yàn)榫緹舻拈_啟條件是在需要沒有光照的條件下進(jìn)行，既是在黑暗的條件下。程序的初始化以后就是對接口p3.7的一個(gè)檢查過程，由于p3.7口會(huì)輸出一個(gè)高電平，所以應(yīng)該使得在p3.7口為低電平的時(shí)候，警示燈亮，這就是光敏電阻電路所需要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)功能，既判斷背景光的亮度是否低于預(yù)設(shè)值，是的話，就開啟警示燈。（2

29、）人工調(diào)節(jié)警示燈的開啟流程圖。yn燈警示燈關(guān)等待響應(yīng)初始化警示燈亮自動(dòng)控制開關(guān)是否開啟圖4.2 警示燈人工控制開關(guān)流程圖人工控制警示燈開關(guān)流程圖說明： 當(dāng)未按下控制開關(guān)時(shí)，警示燈受到光感電路控制，在白天的時(shí)候熄滅，晚上的時(shí)候亮起，在按下開關(guān)以后，系統(tǒng)為p3.7口提供一個(gè)低電平，用于實(shí)現(xiàn)控制警示燈的閃爍，按下開關(guān)以后，警示燈無條件開啟，實(shí)現(xiàn)白天的對警示燈的開關(guān)控制。(3)警示燈閃爍控制警示燈開啟紅燈閃爍5次，藍(lán)燈關(guān)閉藍(lán)燈閃爍5次，紅燈關(guān)閉兩燈同時(shí)閃爍3次警示燈是否關(guān)閉程序終止yn 圖4.3 警示燈閃爍控制流程圖警示燈閃爍控制說明：警示燈通過開關(guān)開啟過后，就應(yīng)該有一定的閃爍規(guī)律使其能夠得到一定的效

30、果，我們這次的設(shè)計(jì)以紅藍(lán)交替閃爍為起點(diǎn)，循環(huán)往復(fù)閃爍，直到警示燈被芯片控制關(guān)閉。（4）人工控制開關(guān)優(yōu)先級高于光控電路開關(guān)。 警示燈關(guān)閉人工控制開關(guān)是否開啟yn光照是否不足警示燈開啟yn圖4.4 人工控制與光控電路光照控制的優(yōu)先級人工控制與光控電路光照控制的優(yōu)先級說明： 由于人為控制燈光開關(guān)的時(shí)間是隨時(shí)的，而光控電路通過光照控制時(shí)間是有限的，所以從追求功能更完善的角度來說，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮是否人工控制，然后再考慮光控是否成功。這也是控制功能中比較重要的一步，它決定了警示燈是否能夠在白天或者任何時(shí)刻工作的能力。5 系統(tǒng)調(diào)試過程通過上面的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對

31、所設(shè)計(jì)好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤，從而進(jìn)行下一步的修改。（1） 在protel 99 se中，對硬件電路圖進(jìn)行erc電氣規(guī)則檢查。圖5.1警示燈原理圖程序經(jīng)過調(diào)試顯示“0錯(cuò)誤，0警告”。表示程序調(diào)試通過。圖5.2程序調(diào)試結(jié)果（2） protues調(diào)試圖5.3警示燈仿真圖 (3)電路板的規(guī)劃圖5.4 警示燈pcb板結(jié) 論本次設(shè)計(jì)在對警示燈的光感控制方面的基本要求之外，加入了更多趣味性元素，比如燈的閃爍頻率、次數(shù)、個(gè)數(shù)等控制方面，還能對警示燈進(jìn)行自動(dòng)控制，這是一個(gè)很有意義的題目，感謝我的指導(dǎo)老師陳飛老師為我提供了一個(gè)這么好的題目。我在本次設(shè)計(jì)首次采用了ds1302時(shí)鐘芯片，此芯片穩(wěn)定性好，并且功能強(qiáng)大。而主要的芯片at89c51單片機(jī)，在系統(tǒng)中作為一個(gè)處理裝置，一口接受到外界給予的控制信號(hào)，并對其作出判斷識(shí)別，并且執(zhí)行相應(yīng)的處理；本系統(tǒng)采用的是硬件和軟件共同組合的辦法，其最大特點(diǎn)是：軟件設(shè)計(jì)獨(dú)特、可靠，硬件電路簡單，安裝方便易于實(shí)現(xiàn)，相對也比較簡單，沒有太多的危險(xiǎn)。 這次的設(shè)計(jì)很有意思，也和汽車相關(guān)的知識(shí)有一定的關(guān)系，希望將來能夠在這里面學(xué)到更多的知識(shí)，并且應(yīng)用于汽車的內(nèi)部，進(jìn)一步學(xué)習(xí)到汽車內(nèi)部的電子器件。 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師陳飛老師的帶領(lǐng)下，