單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)論文.doc

單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng) 學(xué) 生： 王傳龍 學(xué) 號(hào)： 2007231205 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 07級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)高職班 系院名稱(chēng)： 工業(yè)工程系 指導(dǎo)教師： 孟 慶 平 二O一O年六月十六日目 錄任務(wù)書(shū)3開(kāi)題報(bào)告5工作進(jìn)度表6指導(dǎo)檢查記錄7正文8摘要8第1章 緒 論81.1課題背景81.2課題來(lái)源9第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)92.1 控制器92.2 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)102.3 并行I/O口102.4 時(shí)鐘電路與時(shí)序102.5 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域11第3章 電路的硬件設(shè)計(jì)113.1 復(fù)位電路113.2 時(shí)鐘電路123.3 按鍵電路123.4 相關(guān)控制電路133.4.1 控制打鈴電路133.4.2 時(shí)間表顯示電路143.5 數(shù)碼管顯示電路143.6 電源電路設(shè)計(jì)14第4章 電路的軟件設(shè)計(jì)144.1 軟件程序內(nèi)容144.2 軟件流程圖154.3 定時(shí)程序設(shè)計(jì)154.3.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)的基本方法164.3.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)步驟164.4程序說(shuō)明16第5章 結(jié)論與展望175.1 結(jié)論175.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)17參考文獻(xiàn)18評(píng)審表19濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 專(zhuān)業(yè)2007年級(jí) 2009 年 10 月 20 日批準(zhǔn) 專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人： 高瑞麗 發(fā)放經(jīng)手人： 高瑞麗 1畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng) 2學(xué)生完成全部任務(wù)期限： 2010 年 6 月 20 日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要內(nèi)容，是教學(xué)過(guò)程中不可或少缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)和創(chuàng)新能力的綜合檢驗(yàn)。目的在于使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融合貫通，進(jìn)一步提搞學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和工作作風(fēng)，為以后從事實(shí)際性的工作奠定良好的基礎(chǔ)。二、選題要求（一）選題原則1具有創(chuàng)新性；2具有實(shí)用性；3具有實(shí)踐性。（二）學(xué)生可結(jié)合自己的愛(ài)好、特長(zhǎng)和工作環(huán)境，在以下參考選題中選擇一個(gè)課題；也可根據(jù)所學(xué)內(nèi)容和實(shí)習(xí)崗位自愿選擇課題組成課題組，每個(gè)組人員不得超過(guò)3人，但論文不能完全相同。參考選題如下：1數(shù)控車(chē)間供電設(shè)計(jì)2三相交流異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)3雙水位自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)4電動(dòng)機(jī)間歇自動(dòng)正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計(jì)。5聲控自動(dòng)門(mén)電路的設(shè)計(jì)。6傳送帶自動(dòng)控制電路。7自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9載人電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)以上為參考題目，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)習(xí)工種，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)自選題目。（三）學(xué)生自選課題，自擬題目的原則與方向。1自選課題應(yīng)遵循如下原則：1）所選課題必須與自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)相結(jié)合；2）所選課題必須與自己所在的工作崗位相結(jié)合；3）所選課題必須與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。2自選課題方向1）你所在實(shí)習(xí)單位，生產(chǎn)技術(shù)狀況及革新措施的研究；2）你所在實(shí)習(xí)單位，產(chǎn)品加工工藝的不合理環(huán)節(jié)及完善措施的研究。3）你所在實(shí)習(xí)單位，設(shè)備常見(jiàn)的典型故障及排除維修技術(shù)的研究。三、任務(wù)要求1進(jìn)程要求1）提出選題的初步設(shè)想。2）搜集、整理與畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文有關(guān)的、充分的、準(zhǔn)確的信息資料，擴(kuò)充查閱范圍。3）分析、篩選已有的信息資料，提出研究設(shè)想與計(jì)劃。4）向指導(dǎo)教師提出開(kāi)題報(bào)告（見(jiàn)附頁(yè)）。5）構(gòu)思論文框架，編寫(xiě)論文提綱，撰寫(xiě)論文初稿。6）提請(qǐng)指導(dǎo)老師審閱，并根據(jù)老師的指導(dǎo)意見(jiàn)做進(jìn)一步修訂，裝訂成冊(cè)。2成果要求1）畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)提交設(shè)計(jì)圖紙和相應(yīng)的說(shuō)明書(shū)。圖紙須規(guī)范、完整、清晰、正確，格式符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求；說(shuō)明書(shū)須規(guī)范、詳實(shí)，應(yīng)包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、正文（摘要、正文內(nèi)容，結(jié)語(yǔ)，參考文獻(xiàn)）、附錄等。書(shū)寫(xiě)認(rèn)真、清楚，字?jǐn)?shù)不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文內(nèi)容。2）畢業(yè)論文應(yīng)包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、正文（前言、摘要、關(guān)鍵詞，正文內(nèi)容、結(jié)語(yǔ)、參考文獻(xiàn)）、附錄等；書(shū)寫(xiě)認(rèn)真、清楚，字?jǐn)?shù)以15000字左右為宜。4實(shí)驗(yàn)（調(diào)研）部分內(nèi)容要求：1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與論文題目一致，數(shù)據(jù)真實(shí)。2）調(diào)研內(nèi)容詳實(shí)，調(diào)研結(jié)論應(yīng)具備普遍性。5文獻(xiàn)查閱及翻譯要求：1）參考文獻(xiàn)應(yīng)與論文內(nèi)容相一致。2）參考文獻(xiàn)不少于8篇。3）參考文獻(xiàn)的格式參考濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文格式要求。4）翻譯文獻(xiàn)應(yīng)與原文內(nèi)容一致。6發(fā)出日期：2009年10月31日。指 導(dǎo) 教 師： 高瑞麗 （簽名）學(xué) 生：_（簽名）畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告姓 名王傳龍班 級(jí)07級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)學(xué) 號(hào)2007231205課題名稱(chēng)單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)課題綜述（選題依據(jù)及可行性）：實(shí)施方案（資料準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)獲取、實(shí)施步驟、保障措施）：進(jìn)度計(jì)劃（按11月10日6月20日分配時(shí)間）：11月10日30日 提出畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文選題的初步設(shè)想12月1日31日 搜集、整理與畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文有關(guān)的資料 1月1日1月20日 提交開(kāi)題報(bào)告1月21日4月20日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文的初稿，交指導(dǎo)教師審閱4月21日5月20日 畢業(yè)論文修改完善，并提交給指導(dǎo)老師審閱定稿5月21日6月20日 畢業(yè)論文打印裝訂，并提交給指導(dǎo)老師指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽 名： 日 期：濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度表學(xué)生姓名：王傳龍學(xué)號(hào)：2007231205專(zhuān)業(yè)年級(jí)：07級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)指導(dǎo)教師：高瑞麗 論文（設(shè)計(jì)）題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng) 序號(hào)日期工作安排要求111月10日30日提出畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文選題的初步設(shè)想符合客觀實(shí)際212月1日31日搜集、整理與畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文有關(guān)的資料認(rèn)真仔細(xì)閱讀31月1日1月20日提交開(kāi)題報(bào)告按時(shí)完成任務(wù)41月21日4月20日完成畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文的初稿，交指導(dǎo)教師審閱按時(shí)完成任務(wù)54月21日5月20日畢業(yè)論文修改完善，并提交給指導(dǎo)老師審閱定稿按時(shí)完成任務(wù)65月21日6月20日畢業(yè)論文打印裝訂，并提交給指導(dǎo)老師按時(shí)完成任務(wù)76月20日7月5日論文答辯答辯流暢濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作指導(dǎo)、檢查登記表學(xué)生姓名：王傳龍學(xué)號(hào)：2007231205專(zhuān)業(yè)年級(jí)：07級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)指導(dǎo)教師：高瑞麗 論文（設(shè)計(jì)）題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng) 序號(hào)日期指導(dǎo)、檢查內(nèi)容學(xué)生簽名打印后手填打印后手填注：日期和指導(dǎo)、檢查內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。論文要求1、請(qǐng)認(rèn)真閱讀任務(wù)書(shū)和論文格式要求。老師填寫(xiě)的內(nèi)容不得做任何修改2、正文應(yīng)參照下文格式，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、字體字號(hào)，標(biāo)題號(hào)等都應(yīng)符合要求，每一段的開(kāi)頭都應(yīng)空兩個(gè)字符。3、參考文獻(xiàn)應(yīng)嚴(yán)格按照樣板格式書(shū)寫(xiě)單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)摘要：本設(shè)計(jì)論文介紹了用MCS-51單片機(jī)控制的數(shù)字鐘的硬件結(jié)構(gòu)與軟件設(shè)計(jì),給出了匯編語(yǔ)言源程序。此數(shù)字鐘是一個(gè)將“時(shí)”、“分”、“秒”顯示于人的視覺(jué)器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為12小時(shí)，顯示滿刻度為12時(shí)59分59秒99毫秒，另外應(yīng)有校時(shí)功能。電路由時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、時(shí)鐘計(jì)數(shù)器、譯碼驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字顯示電路以及時(shí)間調(diào)整電路組成。用晶體振蕩器產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這里采用石英晶體振蕩器。根據(jù)60秒為1分、60分為1小時(shí)、24小時(shí)為1天的計(jì)數(shù)周期，分別組成兩個(gè)60進(jìn)制（秒、分）、一個(gè)12進(jìn)制（時(shí)）的計(jì)數(shù)器。構(gòu)成秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能。顯示器件選用數(shù)碼管顯示器。在譯碼顯示電路輸出的驅(qū)動(dòng)下，顯示出清晰、直觀的數(shù)字符號(hào)。針對(duì)數(shù)字鐘會(huì)產(chǎn)生走時(shí)誤差的現(xiàn)象，在電路中就設(shè)計(jì)有有校準(zhǔn)時(shí)間功能的電路。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；MCS-51；數(shù)字鐘；計(jì)時(shí)第1章 緒 論1.1 課題背景單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS-48開(kāi)始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為”。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)的結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機(jī)多功能定時(shí)器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開(kāi)發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司以專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來(lái)稱(chēng)呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì)8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱(chēng)呼為MCS-51系列單片機(jī)，因?yàn)镸CS只是Intel公司專(zhuān)用的單片機(jī)系列型號(hào)。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類(lèi)：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專(zhuān)用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。1.2 課題來(lái)源在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)等。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的，其定時(shí)準(zhǔn)確性和重復(fù)精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，使用起來(lái)很不方便。根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對(duì)多路電器進(jìn)行控制，同時(shí)又可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴。它可以執(zhí)行不同的時(shí)間表（考試時(shí)間和日常作息時(shí)間）的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)間。這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動(dòng)，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。第2章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)MCS-51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。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）、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（SFR）。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成，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（SFR）的集中控制方式。2.1 控制器控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲(chǔ)器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)控制邏輯電路，由定時(shí)控制邏輯產(chǎn)生各種定時(shí)信號(hào)和控制信號(hào)，再送到單片機(jī)的各個(gè)部件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過(guò)程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過(guò)程。控制器主要包括程序計(jì)數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時(shí)序控制邏輯電路。2.2 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器采用的是哈佛結(jié)構(gòu),即程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間截然分開(kāi),程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各有自己的尋址方式,尋址空間和控制系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于單片機(jī)面向控制的實(shí)際應(yīng)用極為方便,有利.在8051/8751彈片擊中,不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及眾多的特殊功能寄存器,而且還具有極強(qiáng)的外存儲(chǔ)器的擴(kuò)展能力,尋址能力分別可達(dá)64KB,尋址和操作簡(jiǎn)單方便.MCS-51的存儲(chǔ)器空間可劃分為如下幾類(lèi):1. 程序存儲(chǔ)器單片機(jī)系統(tǒng)之所以能夠按照一定的次序進(jìn)行工作,主要是程序存儲(chǔ)器中存放了經(jīng)調(diào)試正確的應(yīng)用程序和表格之類(lèi)的固定常數(shù)。程序?qū)嶋H上是一串二進(jìn)制碼,程序存儲(chǔ)器可以分為片內(nèi)和片外兩部分。8031由于無(wú)內(nèi)部存儲(chǔ)器,所以只能外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器來(lái)存放程序。MCS-51單片機(jī)復(fù)位后,程序存儲(chǔ)器PC的內(nèi)容為0000H,故系統(tǒng)必須從0000H單元開(kāi)始取指令,執(zhí)行程序.程序存儲(chǔ)器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動(dòng)地址.一般在該單元存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令,跳向用戶(hù)設(shè)計(jì)的主程序的起始地址。2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有128個(gè)字節(jié)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM,作為用戶(hù)的數(shù)據(jù)寄存器,它能滿足大多數(shù)控制型應(yīng)用場(chǎng)合的需要,用作處理問(wèn)題的數(shù)據(jù)緩沖器。MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)存儲(chǔ)器的字節(jié)地址為00H-7FH.MCS-51單片機(jī)對(duì)其內(nèi)部RAM的存儲(chǔ)器有很豐富的操作指令,從而使得用戶(hù)在設(shè)計(jì)程序時(shí)非常方便。地址為00H-1FH的32個(gè)單元是4組通用工作寄存器區(qū),每個(gè)區(qū)含8個(gè)8位寄存器,編號(hào)為R7-R0。用戶(hù)可以通過(guò)指令改變PSW中的RS1,RS0這二位來(lái)切換當(dāng)前的工作寄存器區(qū),這種功能給軟件設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的方便,特別是在中斷嵌套時(shí),為實(shí)現(xiàn)工作寄存器現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容保護(hù)提供了極大的方便。3. 特殊功能寄存器(SFR-Special Function Register)特殊功能寄存器反映了MCS-51單片機(jī)的狀態(tài),實(shí)際上是MCS-51單片機(jī)各功能部件的狀態(tài)及控制寄存器.SFR綜合的,實(shí)際的反應(yīng)了整個(gè)單片機(jī)基本系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)及工作方式.SFR實(shí)質(zhì)上是一些具有特殊功能的片內(nèi)RAM單元,字節(jié)地址范圍為80H-FFH.特殊功能寄存器的總數(shù)為21個(gè),離散的分布在該區(qū)域中,其中有些SFR還可以進(jìn)行位尋址.128個(gè)字節(jié)的SFR塊中僅有21個(gè)字節(jié)是由定義的.對(duì)于尚未定義的字節(jié)地址單元,用戶(hù)不能作寄存器使用,若訪問(wèn)沒(méi)有定義的單元,則將得到一個(gè)不確定的隨機(jī)數(shù).2.3 并行I/O口MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。實(shí)際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個(gè)口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS 型負(fù)載。P2口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口、P2口、P3口各I/O口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口做輸入口使用時(shí)，要向該口先寫(xiě)“1”，另外準(zhǔn)雙向I/O口無(wú)高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱(chēng)為雙向三態(tài)I/O 口。2.4 時(shí)鐘電路與時(shí)序時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機(jī)工作時(shí)所必需的時(shí)鐘信號(hào)。MCS-51單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，MCS-51單片機(jī)應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行進(jìn)行工作，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)的關(guān)系。在執(zhí)行指令時(shí)，CPU首先要到程序存儲(chǔ)器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時(shí)序電路產(chǎn)生一系列控制信號(hào)去完成指令所規(guī)定的操作。CPU發(fā)出的時(shí)序信號(hào)有兩類(lèi)，一類(lèi)用于片內(nèi)對(duì)各個(gè)功能部件的控制，這列信號(hào)很多。另一類(lèi)用于片外存儲(chǔ)器或I/O端口的控制，這部分時(shí)序?qū)τ诜治?、設(shè)計(jì)硬件接口電路至關(guān)重要。這也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)者普遍關(guān)心的問(wèn)題。2.5 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為以下幾個(gè)方面。1智能儀表用單片機(jī)系統(tǒng)取代老式的測(cè)量、控制儀表，實(shí)現(xiàn)從模擬儀表向數(shù)字化、智能化儀表的轉(zhuǎn)化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量?jī)x表、電能計(jì)量?jī)x表等。 2. 測(cè)控系統(tǒng) 用單片機(jī)取代原有的復(fù)雜的模擬數(shù)字電路，完成各種工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等工作。 3電能變換 應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)變頻調(diào)速控制電路。 4通信 用單片機(jī)開(kāi)發(fā)通信模塊、通信器材等。 5機(jī)電產(chǎn)品 應(yīng)用單片機(jī)檢測(cè)、控制傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化，提高了機(jī)電產(chǎn)品的可靠性，增強(qiáng)了產(chǎn)品的功能。 6智能接口在數(shù)據(jù)傳輸中，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與微機(jī)通信。第3章 電路的硬件設(shè)計(jì)3.1 復(fù)位電路 MCS-51單片機(jī)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)器與復(fù)位電路相連，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)。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。電路圖如下：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。3.2 時(shí)鐘電路時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路圖如下：MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。3.3 按鍵電路 按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的I/O端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為抖動(dòng)。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間的常長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5-10ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生互相影響。 電路圖如下： P1.0口表示功能移位鍵，按鍵選擇要調(diào)整的時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位或分個(gè)位。 P1.1口表示數(shù)字“+“鍵，按一下則對(duì)應(yīng)的數(shù)字加1。 P1.2口表示數(shù)字“-”鍵，按一下則對(duì)應(yīng)的數(shù)字減1。 P1.3口表示時(shí)間表的切換，程序默認(rèn)為日常時(shí)間表，當(dāng)按下該開(kāi)關(guān)，使輸入為低電平時(shí)，表示當(dāng)前執(zhí)行的是考試時(shí)間表，并有綠發(fā)光二極管顯示。再按鍵，使鍵抬起，輸入維高電平時(shí)，表示當(dāng)前執(zhí)行的是日常作息時(shí)間表，用紅發(fā)光二級(jí)管顯示。3.4 相關(guān)控制電路3.4.1 控制打鈴電路P1.5口控制繼電器進(jìn)而控制電鈴工作。當(dāng)時(shí)鐘當(dāng)前的時(shí)間和當(dāng)前所執(zhí)行的時(shí)間表的時(shí)間一致時(shí)，相應(yīng)得標(biāo)志位為1，P1.5口輸出高電平，控制繼電器閉合，從而合上開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電鈴進(jìn)行打鈴。打鈴一定時(shí)間，標(biāo)志位置0，P1.5輸出低電平，繼電器打開(kāi)，電鈴?fù)Ｖ构ぷ?。電路圖如下：3.4.2 時(shí)間表顯示電路因?yàn)樵撾娐房梢詧?zhí)行兩個(gè)時(shí)間表，即正常作息時(shí)間表和考試時(shí)間表。為了能夠從外觀上看出當(dāng)前正在執(zhí)行的是那種時(shí)間表。為此，在電路中加上了紅、綠兩個(gè)不同的發(fā)光二極管，當(dāng)紅發(fā)光二極管接通時(shí)，表示當(dāng)前正在執(zhí)行日常作息時(shí)間表；當(dāng)綠發(fā)光二極管接通時(shí)則表示當(dāng)前正在執(zhí)行的是考試時(shí)間表。有了紅綠兩發(fā)光二極管表示，就可以明顯看出當(dāng)前執(zhí)行的是何種時(shí)間表，不會(huì)混淆。電路圖如下： 3.5 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。1.數(shù)碼管的工作原理數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽(yáng)極連在一起，稱(chēng)為共陽(yáng)極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱(chēng)為共陰極數(shù)碼管。本文用到的6個(gè)數(shù)碼管均是共陰極的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，它就會(huì)發(fā)光。每個(gè)二極管就是一個(gè)筆劃，若干個(gè)二極管發(fā)光時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)顯示字符。將單片機(jī)的I/O口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的a-g相連，高電平的位對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。本文的6個(gè)數(shù)碼管均采用動(dòng)態(tài)顯示方式，顯示當(dāng)前的時(shí)間。整個(gè)顯示電路應(yīng)用了2個(gè)164芯片，1個(gè)244芯片。第一個(gè)164芯片把從單片機(jī)傳出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。164只能存儲(chǔ)8位數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)單片機(jī)輸出第9-14位數(shù)據(jù)的時(shí)候，第一個(gè)164芯片中的8位數(shù)據(jù)就被傳到第二個(gè)164芯片中，這8位數(shù)據(jù)就是段選信號(hào)，控制數(shù)碼管將要顯示的字符。第9-14位數(shù)據(jù)輸出后，控制244芯片的單片機(jī)的P1.7口置為高電平，244芯片選通。這六位數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)244芯片以后是片選信號(hào)，即控制動(dòng)態(tài)顯示的是哪一位數(shù)碼管。在片選信號(hào)和段選信號(hào)的控制下，數(shù)碼管就正確的動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的時(shí)間。3.6 電源電路設(shè)計(jì)電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。通過(guò)變壓器變壓，使得220V電壓變?yōu)? V，在通過(guò)橋式整流，電容的濾波作用，穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓作用，可輸出5V的穩(wěn)定電壓。第4章 電路的軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件程序內(nèi)容本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、中斷子程序、打鈴子程序、時(shí)鐘顯示子程序、查詢(xún)時(shí)間表切換程序和延時(shí)子程序等等。另外由于電路中有四個(gè)按鍵，還另外設(shè)計(jì)了防抖動(dòng)程序來(lái)防止干擾。4.2 軟件流程圖軟件程序整個(gè)流程圖如下開(kāi)始初始化是是否按時(shí)間表切換鍵切換時(shí)間表查詢(xún)功能移位鍵否調(diào)整時(shí)間是是否與時(shí)間表時(shí)間匹配調(diào)用打鈴子程序否4.3 定時(shí)程序設(shè)計(jì)單片機(jī)的定時(shí)功能也是通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自單片機(jī)的內(nèi)部，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過(guò)1個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間，計(jì)數(shù)器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶體，則計(jì)數(shù)頻率為1MHz，即每過(guò)1us的時(shí)間計(jì)數(shù)器加1。這樣可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以根據(jù)定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的初值。MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器具有4種工作方式，其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器的編程，可以方便的選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器兩種工作模式和4種工作方式。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在方式0時(shí)，為13位的計(jì)數(shù)器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所構(gòu)成。TLX低5位溢出則向THX進(jìn)位，THX計(jì)數(shù)溢出則置位TCON中的溢出標(biāo)志位TFX.當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式1，為16位的計(jì)數(shù)器。本設(shè)計(jì)師單片機(jī)多功能定時(shí)器，所以MCS-51內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式，計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器增1。4.3.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)的基本方法時(shí)鐘的最小計(jì)時(shí)單位是秒，但使用定時(shí)器的方式1，最大的定時(shí)時(shí)間也只能達(dá)到131ms。我們可把定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間定為50ms。這樣，計(jì)數(shù)溢出20次即可得到時(shí)鐘的最小計(jì)時(shí)單位：秒。而計(jì)數(shù)20次可以用軟件實(shí)現(xiàn)。秒計(jì)時(shí)是采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累積，計(jì)滿20次，即得到秒計(jì)時(shí)。從秒到分，從分到時(shí)是通過(guò)軟件累加并進(jìn)行比較的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內(nèi)容加1；“秒”單元滿60，則“分”單元中的內(nèi)容加1；“分”單元滿60，則“時(shí)”單元中的內(nèi)容加1；“時(shí)”單元滿24，則將時(shí)、分、秒的內(nèi)容全部清零。4.3.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)步驟（1）選擇工作方式，計(jì)算初值；（2）采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì)；（3）從秒分時(shí)的計(jì)時(shí)是通過(guò)累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)的；（4）時(shí)鐘顯示緩沖區(qū)：時(shí)鐘時(shí)間在方位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，為此在內(nèi)部RAM中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個(gè)地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時(shí)、分、秒數(shù)值；（5）主程序：主要進(jìn)行定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化編程，然后反復(fù)調(diào)用顯示子程序的方法等待中斷的到來(lái)。（6）中斷服務(wù)程序：進(jìn)行計(jì)時(shí)操作（7）加1子程序：用于完成對(duì)時(shí)、分、秒的加操作，中斷服務(wù)程序在秒、分、時(shí)加1時(shí)共有三種條調(diào)用加1子程序，包括三項(xiàng)內(nèi)容：合字、加1并進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整、分字。4.4程序說(shuō)明在整個(gè)系統(tǒng)中，在單片機(jī)的30H、31H和32H中存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)、分鐘和秒。由于要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時(shí)間，必須用到分字和合字，因此在33H、34H、35H、36H、37H和38H中存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)間的時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位、分個(gè)位、秒十位和秒個(gè)位，方便顯示。本設(shè)計(jì)有由四個(gè)輕觸按鍵組成的小鍵盤(pán)，這些按鍵可以任意改變當(dāng)前的狀態(tài)。按功能移位鍵一次，表示當(dāng)前要校對(duì)小時(shí)的十位；按第二次，表示當(dāng)前校對(duì)的是小時(shí)的個(gè)位；按第三次，則表示校對(duì)的是分鐘的十位；第四次，表示的校對(duì)的是分鐘的個(gè)位。按下數(shù)字“+” 鍵和數(shù)字“-”鍵可在當(dāng)前校對(duì)的數(shù)字上相應(yīng)加上1或者減去1。本設(shè)計(jì)采用查表方式，在程序里預(yù)先存儲(chǔ)兩個(gè)表格，即日常作息時(shí)間表和考試時(shí)間表，可以通過(guò)手動(dòng)按鍵來(lái)選擇所要執(zhí)行的時(shí)間表。并且用紅、綠發(fā)光二極管來(lái)區(qū)別當(dāng)前所執(zhí)行的時(shí)間表。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，按功能移位鍵就可以調(diào)整當(dāng)前的時(shí)間，整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能明確。顯示數(shù)據(jù)時(shí)，先把要顯示的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)SBUF中，再?gòu)腟BUF中顯示。串行口緩沖寄存器SBUF器是可直接尋址的專(zhuān)用寄存器。在物理上，它對(duì)應(yīng)著兩個(gè)寄存器，一個(gè)發(fā)送寄存器，一個(gè)接收寄存器。CPU寫(xiě)SBUF，就是修改發(fā)送寄存器；讀SBUF，就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前，CPU未能及時(shí)響應(yīng)接收器的中斷，沒(méi)有把上一幀數(shù)據(jù)讀走，而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問(wèn)題。對(duì)于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)重疊的問(wèn)題。第5章 結(jié)論與展望5.1 結(jié)論單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)理論上能很好的達(dá)到了學(xué)校教學(xué)要求，發(fā)揮了單片機(jī)在智能化方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很好的滿足當(dāng)前學(xué)校教學(xué)的需要，是一個(gè)理想的智能化的設(shè)計(jì)。它具有一個(gè)走時(shí)精確的實(shí)時(shí)鐘，可以任意設(shè)置時(shí)間，可以控制時(shí)間表的轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘的顯示功能等?？梢酝ㄟ^(guò)按鍵操作和數(shù)字顯示。該系統(tǒng)規(guī)模小，但是功能較多，操作簡(jiǎn)單，造價(jià)低，應(yīng)用非常廣泛。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為向家庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進(jìn)了一步。同時(shí)又?jǐn)U大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。5.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過(guò)了幾十年的發(fā)展路程。縱觀幾十年來(lái)單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，拉動(dòng)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出比微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)：1.采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)高性能在過(guò)去的一段時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)的指令運(yùn)行速度一直在10MIPS以下，這對(duì)于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機(jī)來(lái)說(shuō)是足夠了，但當(dāng)單片機(jī)被應(yīng)用在通訊及DSP領(lǐng)域作為高速運(yùn)算、編碼或解碼時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)因指令運(yùn)行速度不夠而限制單片機(jī)應(yīng)用的情形，因此提高單片機(jī)指令運(yùn)行速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。2.進(jìn)一步降低功耗、基于80C51的飛利浦低功率、低系統(tǒng)成本微控制器51LPC系列是業(yè)界推動(dòng)單片機(jī)向低功耗方向發(fā)展的主導(dǎo)單片機(jī)系列之一。51LPC系列單片機(jī)采用以下三種方法降低功耗：（1）使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式；（2）使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，在低功耗模式下，振蕩器停止工作，是功耗降到最?。?）使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓EPROM操作；EPROM包含了模擬電路，當(dāng)Vcc高于4V時(shí)，可通過(guò)軟件使這些模擬電路掉電以降低功耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。3.采用Flash Memory隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，MPU的Flash版本逐漸替代了原有的OTP版本。Flash MPU具有以下優(yōu)點(diǎn)：與多次可編程的窗口式EPROM相比，F(xiàn)lash MPU的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因?yàn)镕lash MPU可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報(bào)廢和庫(kù)存；有助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計(jì)周期，使終端用戶(hù)產(chǎn)品和、更具有競(jìng)爭(zhēng)力。4.集成更多功能及兼容性目前單片機(jī)的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是在芯片上集成更多的功能。如模擬功能，包括模擬比較器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等。具體表現(xiàn)在：兼容性作為設(shè)計(jì)的第一考慮；額外的新的特點(diǎn)是透明的；使用同一種編程器；OTP使器件快速提升及標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。5.強(qiáng)抗干擾能力不斷加強(qiáng)抗干擾能力是單片機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢(shì)。ST Microelectronics公司推出的ST62系列單片機(jī)在這方面是佼佼者，其優(yōu)良的抗干擾能力使得許多大公司將其應(yīng)用在系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件上。許多單片機(jī)開(kāi)發(fā)商也正朝著這個(gè)方向努力。6.朝系列化、全面化方向發(fā)展各大單片機(jī)開(kāi)發(fā)商在增加產(chǎn)品功能的同時(shí)效力于形成產(chǎn)品的系列化=全面化，以滿足各種控制領(lǐng)域的要求，這也是單片機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)之一。日本TOSHBA公司開(kāi)發(fā)了從4位到64位的多系列單片機(jī)，日立公司也有從4.位到32位的單片機(jī)，目前還沒(méi)有哪個(gè)廠家生產(chǎn)的單片機(jī)比東芝公司的種類(lèi)多。隨著單片機(jī)性能的不斷提高，不斷的克服和彌補(bǔ)自身的不足。在各種控制領(lǐng)域，單片機(jī)將擁有更加廣闊的使用天地。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，它將一直是工程設(shè)計(jì)人員的首選控制芯片之一。參考文獻(xiàn)1 張專(zhuān)成 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