1、 硬件：時鐘電路片硬件：時鐘電路片 軟件：片內定時器軟件：片內定時器 在單片機計時的過程中，每一次秒加在單片機計時的過程中，每一次秒加1，都與規定的作，都與規定的作息時間息時間，如比較相等就進行電鈴或擴音設備的開關控制。，如比較相等就進行電鈴或擴音設備的開關控制。 本系統共有本系統共有4項控制內容：接通電鈴和斷開電鈴；項控制內容：接通電鈴和斷開電鈴； 接通和斷開擴音設備。接通和斷開擴音設備。 由由P1口輸出控制碼進行控制，其控制碼定義為：口輸出控制碼進行控制，其控制碼定義為： 接通電鈴：接通電鈴：0FEH 斷開電鈴：斷開電鈴：0FDH 接通擴音設備：接通擴音設備：7FH 斷開擴音設備：斷開擴音

2、設備：0BFH時鐘產生時鐘產生+5V+5V由由P1口輸出控制碼進行控制：口輸出控制碼進行控制：接通電鈴：接通電鈴：0FEH斷開電鈴：斷開電鈴：0FDH接通擴音設備：接通擴音設備：7FH斷開擴音設備：斷開擴音設備：0BFH P1.7 P1.6 P1.1 P1.0電鈴通電鈴通 1 0電鈴斷電鈴斷 0 1擴音通擴音通 0 1 擴音斷擴音斷 1 0 構造構造4個字節的存儲字，放在外部個字節的存儲字，放在外部RAM（6116）50H開始的存儲區中：開始的存儲區中：格式：格式： 開關設備控制碼字節開關設備控制碼字節 時字節時字節 分字節分字節 秒字節秒字節存儲單元存儲單元開控制碼開控制碼時時分分秒秒關控制

3、碼關控制碼時時分分秒秒50H57H0FEH0800000FDH08001058H5FH0FEH0850000FDH08501060H67H0FEH0900000FDH09001068H6FH0FEH0950000FDH09501070H77H7FH0952000BFH10050078H7FH0FEH1010000FDH10101080H87H0FEH1100000FDH11001088H8FH0FEH1110000FDH11101090H97H0FEH1200000FDH12001098H9FH0FEH1330000FDH1330100A0H0A7H0FEH1420000FDH1420100A

4、8H0AFH0FEH1430000FDH1430100B0H0B7H0FEH1520000FDH1520100B8H0BFH7FH1521000BFH1550000C0H0C3H00H(返返回回) 為時鐘記時程序，使用內部為時鐘記時程序，使用內部RAM單元：單元： 20H 秒單元秒單元 21H 分單元分單元 22H 時單元時單元 每運行一次秒加每運行一次秒加1操作時（參見操作時（參見P158162），都調用時），都調用時間比較子程序。間比較子程序。記時時間與存儲字中的預置時間進行比較：記時時間與存儲字中的預置時間進行比較： 相等：相等：作息時間已到，發出開關控制碼，控制電鈴或擴音設備作息時間已

5、到，發出開關控制碼，控制電鈴或擴音設備 的開的開/斷；斷； 不等：不等：子程序返回。子程序返回。 50H存儲區首地址；存儲區首地址； R0 存儲區地址指針；存儲區地址指針； 2EH存儲區地址指針暫存單元；存儲區地址指針暫存單元； 6AH存開關控制碼；存開關控制碼； 6BH6DH依次存放存儲字的小時值、分值和秒值。依次存放存儲字的小時值、分值和秒值。內部內部RAM中：中：LOOP1： MOVR0，#4CH；存儲字存儲區首地址減；存儲字存儲區首地址減4MOV2EH，R0；送存儲區地址指針暫存單元；送存儲區地址指針暫存單元LOOP2： MOVR0，2EHMOVR3，#04H；循環；循環4次次MOVR

6、1，#23HLOOP3： INCR0；地址指針加；地址指針加4，得開關控制碼地址，得開關控制碼地址DJNZR3，LOOP3MOV2EH，R0；暫存開關控制碼地址；暫存開關控制碼地址MOVR3，#03H；循環；循環3次次MOVXA，R0；讀取控制碼；讀取控制碼JZA，LOOP5；控制碼為；控制碼為“0”（結束）（結束）則返回則返回MOV6AH，A；存控制碼；存控制碼LOOP4： INCR0 ；地址指針增量：；地址指針增量：50H51H（時）（時）52H（分）（分）53H（秒）（秒）DECR1 ；記時單元地址減量：；記時單元地址減量：23H22H（時）（時）21H（分）（分）20H（秒）（秒）MO

7、VXA，R0；讀取作息時間；讀取作息時間（時、分、秒）（時、分、秒）MOV6BH，A；存作息時間；存作息時間MOVA，R1；讀取記時時間；讀取記時時間CJNEA，6BH，LOOP2；記時時間；記時時間（A）與預置作息時間與預置作息時間（6BH）比較：比較： 不等則轉，繼續讀下面的控制碼（時、分、秒）不等則轉，繼續讀下面的控制碼（時、分、秒）DJNZR3，LOOP4；共讀取；共讀取 3次次MOVA，6AH；開關控制碼送；開關控制碼送ACPLA；取反（增大驅動能力）；取反（增大驅動能力）MOVP1，A；開關控制碼輸出；開關控制碼輸出LOOP5： RET；返回；返回+5VbcABC水塔水位控制原理圖

8、傳傳感感器器底底部部下下限限上上限限P P1 1. .0 0P P1 1. .1 10 0：電電機機工工作作1 1：電電機機停停止止一、控制原理：一、控制原理：虛線表示允許水位變化的上下限。虛線表示允許水位變化的上下限。水塔由電機帶動水泵供水，單片水塔由電機帶動水泵供水，單片機控制電機轉動以達到對水位控機控制電機轉動以達到對水位控制的目的。制的目的。當水位上升，達到上限時，因水當水位上升，達到上限時，因水導電，導電，B、C棒連通棒連通+5V。b、c均為均為“1”，應停止電機和水泵的，應停止電機和水泵的工作，不再供水；工作，不再供水；當水位降到下限時，當水位降到下限時，B、C棒都不棒都不能與能與

9、A棒導電。棒導電。 b、c均為均為“0”，應啟動電機，帶動水泵工作，給應啟動電機，帶動水泵工作，給水塔供水；水塔供水；當水位處于上下限之間時，當水位處于上下限之間時，B與與A棒導通。棒導通。 b為為“1”， c為為“0”，無論怎樣都應維持原有的工作狀無論怎樣都應維持原有的工作狀態。態。二、控制電路：二、控制電路：上下限水位信號由上下限水位信號由P1.0和和P1.1輸入，這輸入，這2個信號共有個信號共有4種組合狀態：種組合狀態：輸輸 入入輸輸 出出操操 作作C（P1.1）B（P1.0）P1.2(電機電機)P1.3 (報警報警)0001電機運轉電機運轉011維持原狀維持原狀100故障報警故障報警1

10、111電機停轉電機停轉控制信號由控制信號由P1.2端輸出，去控制電機。端輸出，去控制電機。為了提高控制的可靠性，使用了光電耦合；為了提高控制的可靠性，使用了光電耦合；由由P1.3輸出報警信號，驅動一支發光二極管進行光報警。輸出報警信號，驅動一支發光二極管進行光報警。0：電機工作：電機工作1：電機停止：電機停止水塔水位控制電路水塔水位控制電路程序：程序：ORGORG8000H8000HAJMPAJMPLOOPLOOPLOOPLOOP： ORLORLP P1 1，#03H #03H ；P P1.01.0=P=P1.11.1=1=1，為檢查水位狀態做準備，為檢查水位狀態做準備MOVMOVA A，P

11、P1 1JNBJNBACC.ACC.0 0，ONEONE；P P1.01.0=0=0則跳轉則跳轉JBJBACC.ACC.1 1，TWOTWO；P P1.11.1=1=1則跳轉則跳轉BACKBACK： ACALLACALLD10SD10S；P P1.01.0=1=1、P P1.11.1=0=0維持原狀時就延時維持原狀時就延時10S10SAJMPAJMPLOOPLOOPONEONE：JNBJNBACC.ACC.1 1，THREETHREE；P P1.11.1=0=0則跳轉則跳轉CLRCLR93H93H（P P1.31.3）；P P1.01.0=0=0、P P1.11.1=1=1時，時，P P1.3

12、1.3=0=0啟動報警裝置啟動報警裝置SETBSETB92H92H（P P1.21.2）；P P1.21.2=1=1停止電機工作停止電機工作FOURFOUR： SJMPSJMPFOURFOURTHREETHREE：CLRCLR92H92H；P P1.01.0= =P P1.11.1=0=0時啟動電機時啟動電機AJMPAJMPBACKBACKTWOTWO： SETBSETB92H92H；停止電機工作；停止電機工作AJMPAJMPBACKBACK延時子程序延時子程序D10SD10S（延時（延時10S10S）：）：ORGORG8030H8030HMOVMOVR R3 3，#19H#19H；R R3

13、3=25D=25DLOOP3LOOP3：MOVMOVR R1 1，#85H#85H；R R1 1=133D=133DLOOP1LOOP1：MOVMOVR R2 2，#0FAH#0FAH ；R R2 2=250D=250DLOOP2LOOP2：DJNZDJNZR R2 2，LOOP2LOOP2DJNZDJNZR R1 1，LOOP1LOOP1DJNZDJNZR R3 3，LOOP3LOOP3RETRET1T1T1T1T1T1T2T2T2T2T2T2T2T2T計算延時時間：（若計算延時時間：（若fosc=6MHzfosc=6MHz，則，則T=2ST=2S）t=t= (2 (22S2S250)+32

14、50)+32S2S133+3133+32S2S25+325+32S2S = = 3345106 S 3345106 S 3.3 S 3.3 S （10S ?10S ?）電熱箱采用電熱絲加熱，由雙向可控硅控制加熱量的大小；電熱箱采用電熱絲加熱，由雙向可控硅控制加熱量的大小；溫度傳感器檢測電熱箱內的溫度，經放大與溫度傳感器檢測電熱箱內的溫度，經放大與A/DA/D轉換后進入單片機；轉換后進入單片機；單片機將設定的溫度值與檢測到的電熱箱中的實際溫度進行比較，單片機將設定的溫度值與檢測到的電熱箱中的實際溫度進行比較，并調節運算后，發出控制信號經光電隔離器去驅動雙向可控硅以調并調節運算后，發出控制信號經光

15、電隔離器去驅動雙向可控硅以調節加在電熱絲的電壓，從而控制電熱箱的溫度。節加在電熱絲的電壓，從而控制電熱箱的溫度。電熱箱單片機溫控系統結構框圖電熱箱單片機溫控系統結構框圖單片機具有溫度設定、顯示、給出采樣溫度反饋值、單片機具有溫度設定、顯示、給出采樣溫度反饋值、 輸出溫度控制量以及作調節器運算等功能。輸出溫度控制量以及作調節器運算等功能。采用掃描的方法，采用掃描的方法，輸出輸出3 3 位的位的BCDBCD碼，從碼，從0000000019991999共共20002000個數碼。內部有時鐘源（振蕩器）。個數碼。內部有時鐘源（振蕩器）。V VR R：基準電壓輸入線，其值為：基準電壓輸入線，其值為200

16、mV200mV或或2V2V；V VX X：被測電壓輸入線，最大為：被測電壓輸入線，最大為199.9mV199.9mV或或1.999V1.999V。DSDS4 4DSDS1 1：分別是個、十、百、千位的選通脈沖輸出線；：分別是個、十、百、千位的選通脈沖輸出線；Q Q3 3Q Q0 0 ：BCDBCD碼數據輸出線，動態地輸出千位、百位、十位、個位值。碼數據輸出線，動態地輸出千位、百位、十位、個位值。即即DSDS4 4有效時，有效時，Q Q3 3Q Q0 0表示的是個位值（表示的是個位值（0 09 9）；依次類推。）；依次類推。EOCEOC與與INTINT0 0相接使得相接使得MC14433MC14

17、433每次每次A/DA/D結束后，同時啟動下一次轉換，使其處于結束后，同時啟動下一次轉換，使其處于連續的連續的A/DA/D轉換中，并使得單片機在中斷服務程序中讀入該次轉換結果。轉換中，并使得單片機在中斷服務程序中讀入該次轉換結果。雙向可控硅導通，電熱絲通電；雙向可控硅導通，電熱絲通電；雙向可控硅截止，電熱絲斷電。雙向可控硅截止，電熱絲斷電。8155 I/O8155 I/O端口的負載能力不足以驅動光電耦合器的發光端口的負載能力不足以驅動光電耦合器的發光二極管，用二極管，用14131413作為功放。作為功放。對于溫度控制系統，系統具有大熱慣性，系統對于溫度控制系統，系統具有大熱慣性，系統采用采用脈

18、沖寬度調制脈沖寬度調制的控制方法。的控制方法。 也可用也可用PIDPID算法、算法、SmithSmith算法、算法、DalinDalin算法等。算法等。采用帶轉速單閉環的直流電動機調速系統；采用帶轉速單閉環的直流電動機調速系統；由晶閘管由晶閘管直流電動機構成；直流電動機構成；主要包括轉速給定、轉速反饋、主要包括轉速給定、轉速反饋、PIDPID調節器、調節器、 晶閘管脈沖觸發電路；晶閘管脈沖觸發電路；由紙長設定、紙長脈沖反饋構成。由紙長設定、紙長脈沖反饋構成。（1cm/1cm/脈沖）；脈沖）；（與（與INTINT0 0配合）；配合）； （V=D/nTcV=D/nTc）；）；（通過延時）；（通過延

19、時）；（由（由DAC0832DAC0832提供）。提供）。由撥盤設置；由撥盤設置；由模擬電壓經由模擬電壓經ADC0809ADC0809轉換后設置；轉換后設置；分別用于顯示轉速分別用于顯示轉速（前（前2 2位）和走紙長度（后位）和走紙長度（后4 4位）。位）。 設置設置81558155的的PAPA口和口和PBPB口為基本輸入方式，口為基本輸入方式， PCPC口為基本輸出方式，口為基本輸出方式， 則則81558155的控制字為的控制字為11001100=0CCH11001100=0CCH； 計數器取分頻系數為計數器取分頻系數為1000D=03E8H1000D=03E8H， 并輸出方波信號，并輸出方

20、波信號， 則計數器初值應設置成則計數器初值應設置成010100 0011 1110 1000B00 0011 1110 1000B =43E8H =43E8H （撥盤（撥盤815580C51815580C51）MOVMOVR R0 0，#00H#00H；寫控制字（；寫控制字（81558155設定）設定）MOVMOVA A，#0CCH#0CCHMOVXMOVXRR0 0，A AMOVMOVR R1 1，#04H#04H；寫計數器（；寫計數器（T T0 0）初值與工作方式）初值與工作方式MOVMOVA A，#0E8H#0E8H；置；置TL0TL0MOVXMOVXRR1 1，A AINCINCR R

21、1 1MOVMOVA A，#43H#43H；置；置TH0TH0MOVXMOVXRR1 1，A AMOVMOVR R0 0，#01H#01H；把；把PAPA口內容讀入單片機口內容讀入單片機RAM7FHRAM7FHMOVXMOVXA A，RR0 0；讀紙長給定；讀紙長給定MOVMOV7FH7FH，A AINCINCR R0 0；把；把PBPB口內容讀入單片機口內容讀入單片機RAM7EHRAM7EHMOVXMOVXA A，RR0 0MOVMOV7EH7EH，A AINCINCR R0 0；把；把#01H#01H由由PCPC口輸出（口輸出（PC.PC.0 0=1=1）MOVMOVA A，#01H#01

22、H；接信號燈：走紙到否？；接信號燈：走紙到否？MOVXMOVXRR0 0，A A 走紙長度的設置由走紙長度的設置由4 4位撥盤設定，走紙的檢測信號來自線位撥盤設定，走紙的檢測信號來自線速度不變的碼盤脈沖。兩脈沖間的距離表示一定的紙長（脈沖速度不變的碼盤脈沖。兩脈沖間的距離表示一定的紙長（脈沖當量），當反饋脈沖的引入量達到一定數量后，可使設定值不當量），當反饋脈沖的引入量達到一定數量后，可使設定值不斷做減斷做減1 1記數，直至為記數，直至為0 0后停車。后停車。 采用脈沖當量為采用脈沖當量為1cm/1cm/脈沖，當走紙長度單位為脈沖，當走紙長度單位為10m10m時，時，10001000個反饋脈沖

23、可使紙長設定值減個反饋脈沖可使紙長設定值減1 1。由。由T T1 1來實現。由于來實現。由于1000D=03E8H1000D=03E8H，T T1 1的記數初值應為（的記數初值應為（03E8H03E8H）補補=FC18H=FC18H，工作，工作于方式于方式1 1。注：注： 10m/1cm=1000D10m/1cm=1000D 每每1010米減米減1 1T1INTT1INT：PUSHPUSHA A；保護；保護PUSHPUSHPSWPSWMOVMOVTHTH1 1，#0FCH#0FCH；重置初值；重置初值MOVMOVTLTL1 1，#18H #18H DECDEC7FH7FH；紙長減；紙長減1 1

24、MOVMOVA A，7FH7FHANLANLA A，#0FH#0FH；取低位；取低位CJNECJNEA A，#0FH#0FH，EDED；判斷是否在；判斷是否在BCDBCD碼范圍碼范圍DECDEC7FH7FH；BCDBCD碼調整（碼調整（7FH7FH）=#0FH=#0FH DECDEC7FH 7FH =15=15DECDEC7FH 7FH ； （15-6=915-6=9）DECDEC7FH 7FH DECDEC7FH 7FH DECDEC7FH7FHEDED：POPPOPPSWPSW；恢復；恢復POPPOPA ARETIRETI；中斷返回；中斷返回PIPPIP：JNBJNBP P3.33.3，N

25、EXT5NEXT5；無斷紙信號則返回；無斷紙信號則返回MOVMOVR R5 5，#0AH#0AH；延時（；延時（0AH=10D0AH=10D）LOOP2LOOP2：MOVMOVR R7 7，#32H#32H；32H=50D32H=50DLOOP1LOOP1：MOVMOVR R6 6，#00H#00HDJNZDJNZR R6 6，$ $DJNZDJNZR R7 7，LOOP1LOOP1DJNZDJNZR R5 5，LOOP2LOOP2JNBJNBP P3.33.3，NEXT5NEXT5；再判斷有無斷紙信號；再判斷有無斷紙信號AJMPAJMPEDED；有斷紙信號則停機；有斷紙信號則停機NEXT5N

26、EXT5：RETRET小小 結結 單片機應用系統是以單片機為核心，擴展外圍芯片和電路，單片機應用系統是以單片機為核心，擴展外圍芯片和電路，能完成一定任務的微機系統。能完成一定任務的微機系統。 單片機具有體積小、成本低、抗干擾強、使用方便靈活等優單片機具有體積小、成本低、抗干擾強、使用方便靈活等優點，已廣泛應用于生產和科技等各個領域。點，已廣泛應用于生產和科技等各個領域。1 1、確定系統控制方案，徹底了解控制對象和控制要求。、確定系統控制方案，徹底了解控制對象和控制要求。 高速對象（電機調速、圖像語音識別等）還是高速對象（電機調速、圖像語音識別等）還是 慢速對象（溫度、流量等過程控制）；慢速對象

27、（溫度、流量等過程控制）； 開環控制還是開環控制還是閉環控制；閉環控制；等等。等等。2 2、確定控制算法，根據系統數學模型和控制要求，選擇單片機、確定控制算法，根據系統數學模型和控制要求，選擇單片機的控制規律。的控制規律。 直流電機傳動系統多用直流電機傳動系統多用PIDPID控制，控制， 交流傳動則除交流傳動則除PIDPID外，還用矢量變換控制；外，還用矢量變換控制； 溫度調節等滯后系統多采用達林算法與施密斯預估算法等。溫度調節等滯后系統多采用達林算法與施密斯預估算法等。3 3、微機選型：綜合考慮控制要求、經濟條件等多種因素進行。、微機選型：綜合考慮控制要求、經濟條件等多種因素進行。 MCS-

28、51MCS-51系列單片機是系列單片機是8 8位高檔機；位高檔機； 在要求更高的場合，應考慮采用在要求更高的場合，應考慮采用MCS-96MCS-96系列單片機；系列單片機； 對運算速度要求更高的場合，可考慮采用數字信號處理器對運算速度要求更高的場合，可考慮采用數字信號處理器 （DSPDSP）。）。4 4、硬件設計：在系統控制方案的基礎上，根據單片機本身的、硬件設計：在系統控制方案的基礎上，根據單片機本身的 硬件資源，確定出整個系統的控制電路。硬件資源，確定出整個系統的控制電路。 單片機片內的資源應單片機片內的資源應充分充分予以利用，只有在不能滿足要求予以利用，只有在不能滿足要求 時，才需要擴展

29、。時，才需要擴展。5 5、軟件設計：依據控制算法和控制電路。、軟件設計：依據控制算法和控制電路。 通常硬件少則軟件多，反之亦然。通常硬件少則軟件多，反之亦然。程序編制法則：程序編制法則：畫框圖畫框圖確定軟件功能模塊確定軟件功能模塊確定流程圖確定流程圖 調試子程序調試子程序程序總調。程序總調。6 6、系統總調：根據制成的硬件電路和調試過的程序做系統總調。、系統總調：根據制成的硬件電路和調試過的程序做系統總調。 常用單片機常用單片機仿真仿真完成，然后固化軟件，脫開仿真器，插回單完成，然后固化軟件，脫開仿真器，插回單 片機與固化了的程序存儲器。片機與固化了的程序存儲器。總復習總復習1、數據總線的擴展

30、問題：、數據總線的擴展問題：MCS-51系列單片機的系列單片機的編址問題：程序存儲器和數據存儲器。編址問題：程序存儲器和數據存儲器。已知已知AB與與DB的數目，求地址范圍或芯片容量的數目，求地址范圍或芯片容量（字節、位）。（字節、位）。已知已知P2口的接線，確定地址的方法。口的接線，確定地址的方法。2、響應中斷的時間：、響應中斷的時間：38s。3、A/D與與D/A轉換器的性能指標：轉換器的性能指標： A/D的指標：分辨率、轉換時間、轉換精度。的指標：分辨率、轉換時間、轉換精度。4、CPU定時器定時器/計數器的計數范圍（請見計數器的計數范圍（請見P146） 計數脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖頻率計數

31、脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖頻率的的1/24。5、編址的問題及標志：、編址的問題及標志：存儲器與存儲器與I/O：統一編址；：統一編址；ROM與與RAM：分開編址；：分開編址；ROM內部與外部：統一編址；內部與外部：統一編址；RAM內部與外部：分開編址。內部與外部：分開編址。6、指令、指令RET與與RETI的含義：的含義：調用指令下一條指令的首地址。調用指令下一條指令的首地址。7、寄存器等的表示方法：、寄存器等的表示方法：如：如：PSW的表示方法。的表示方法。8、堆棧的問題：、堆棧的問題： 6、第、第3章、第章、第4章課后的作業要獨立完成。章課后的作業要獨立完成。9、定時器、定時器/計數器的計算問題：計數器的計算問題： 定時初值與波特率的計算：確定定時初值與波特率的計算：確定TH、TL的值。的值。 定時初值的計算與裝入（定時初值的計算與裝入（TH0、TL0）；）； 對外部事件進行計數（對外部事件進行計數（P148）：計數脈沖的頻）：計數脈沖的頻率不能高于振蕩脈沖頻率的率不能高于振蕩脈沖頻率的1/24。例：例：生產快餐面的流水生產