电子信息科学与技术论文

电子信息科学与技术论文内容摘要：

4K D 5 6 0 2 8V D 3V D 23 0 0 KGB6V 11 数功能完成定时 45 分钟并使报警电路发出报警声，用以提醒学生休息。 89c52 单片机内有两个可编程的定时器 /计数器，满足诸如对外部脉冲进行记数，产生精确的定时时间，作串行口的波特发生器等功能的需要。 它们具有两种工作模式 (计数器模式和定时器模式 )及 4 种工作方式 (方式 0，方式 1，方式 2，方式 3)。 其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对它的特殊功能寄存器的编制，可以方便的选择适当的工作模式和工作方式。 当定时器 /计数器 为定时工作方式时，计数器的加 1 信号由振荡器的 12 分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加 1，直至计 数 满溢出为止。 显然，定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。 因一个机器周期等于 12 个振荡周期，所以计数频率 fcount=1/12osc。 如果晶振为 12MHz，则计数周期为： T=1/（ 12106 ） Hz1/12=1μs 这是最短的定时周期。 若要延长定时时间，则需要改变定时器的初值，并要适当选择定时器的长度 (如 8 位、 13 位、 16 位等 )。 当定时器 /计数器为计数工作方式时，通过引脚 T0 和 T1 对外部信号计数，外部脉 冲的下降沿将触发计数。 计数器在每个机器周期的 S5P2 期间采样引脚输入电平。 若一个机器周期采样值为 1， 下一个机器周期采样值为 0，则计数器加 1。 此后的机器周期 S3P1 期间，新的计数值装入计数器。 所以检测一个由 1至 0 的跳变需要两个机器周期，故外部事年的最高计数频率为振荡频率的 1/24。 例如，如果选用 12MHz 晶振，则最高计数频率为。 虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保某给定电平在变化前至少被采样一次 ，外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。 工作方式控制寄存器 TMOD 用 于控制定时器 /计数器的工作模式及工作方式，它的字节地址为 89H。 定时器 /计数器的两个作用是用来精确的模拟一段时间间隔 (作定时器用 )或累计外部输入的脉冲个数 (作计数器用 )。 当作定时器用时，在其输入端输入周期固定的脉冲个数，即可计算出所定时间的长度。 当 89c52 内部的定时器 /计数器被选定为定时器工作模式时，记数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增 1，因此，定时器 /计数器的输入脉冲和机器周期一样，为时钟频率的 1/12。 本设计采用的时钟周期为 6MHz，记数速度为 500KHz，输入脉冲的时间间隔 为 秒。 [10] 单片机控制电路 单片机控制电路由 89c52 单片机的 和 T0和 T1 定时 /计数器通过单片机的汇编语言来实现。 定时时间为 50 分钟，其计时初值可计算如下： 12 50*60=3000s=30000*100ms 100ms 用 T0 定时设置 T0 工作方式 1， 30000 次用 T2 计数，设 T2 工作方式为 11。 T0 的定时初值为： 2^16100ms/2us=15536=C3B0H； T1 的计数初值为 6553630000=35536=8AD0H 其中 T0 为定时器， T1 为计数器，定时器 T0 定时 100ms 后，计数器 T1 计数一次，此时，定时器 T0 进行中断服务程序 ZDT0 进行定时器 T0 循环定时进入下一个定时周期，当满足又一次定时满 100ms 时，再由计数器 T1 计数一次，如此循环下去，直到满足计数器 T1 计数30000 次，计数器 T1 进入中断服务程序 ZDT1，其功能是使单片机的 引脚发送一个脉冲触发定时报警发声电路，由定时报警发声电路发出报警信号，使学生意识到已经学习了 45分钟了，需要休息一下，进而达到保护学生视力的目的。 此时，学生应关闭视力保护器电源，休息后在开启电源以进行节能。 开启电源后，定 时器 T0 和计数器 T1 进行到下一循环，对定时器进行赋值， T0 定时， T 计数，再进行报警。 定时用的 c 语言程序见附录。 定时器报警发声电路 图 27 为定时器报警发声原理图。 如图 27 所示，利用单片机的定时功能通过 产生一个振荡脉冲方波，该脉冲加至 VT6 的的基极，在脉冲为高电平期间导通，为 IC2 提供了工作电压源。 IC2 采用语音集成电路 HFC5219，它内存有“时间到了请休息”的语音信号，采用电平、不保持触发方式，一旦得电平触发，便迅速播出内存 的语声信号，并经由 VT5，图 27 定时器报警发声原理图 R2R31KV T 590 1 2V T 6V S ST G 1V D D O S CO /PH F C 52 19 GB V1ML E DSBV T 390 1 3B... 13 VT3 组成的复合级放大器放大，驱动扬声器 B 发出告诫声。 电路采用 电池供电。 LH169A 的工作电压为 ~5V。 M 可采用 3（ mm） *40（ mm）的铜或铁板 (片 )，焊上带有隔离皮的导线后连至电路板上的 C1 的一端，导线的外皮与电源地相连，如图 27 所示。 VT VT5 分别采用小功率三极管 9013， 9012，要求 h=100； R R3 采用 RTX1/8W型碳膜电阻器； B 选用 YD571 型电动式扬声器。 [10] 3 开发系统软件设计 由于简单的程序可以用汇编明显提高执行 速度，但在大型程序开发时，需要考虑多方面因素，工程开发周期等需要合理选择编程语言，所以本文主要采用单片机 c 语言来完成软件设计和程序代码的编写，程序简单易懂，可执行性强。 关于本系统 的开发软件的说明 Keil Software 的 89c52 开发工具提供以下程序，你可以用它们来编译你的 C 源码，汇编你的 c 源程序，连接和重定位你的目标文件和库文件，创建 HEX 文件，调试你的目标程序。 (1)Windows 应用程序 uVision2 是一个集成开发环境，它把项目管理，源代码编辑，程序调试等集成到一个功能强大的环境 中。 (2)C52 美国标准优化 C 交叉编译器从你的 C 源代码产生可重定位的目标文件。 (3)A52 宏汇编器从你的 8052 汇编源代码产生可重定位的目标文件。 (4)BL52 连接 /重定位器组合你的由 C52 和 A52 产生的可重定位的目标文件，生成绝对目标文件。 (5)LIB52 库管理器组合你的目标文件，生成可以被连接器使用的库文件。 (6)OH52 目标文件到 HEX 格式的转换器从绝对目标文件创建 Intel HEX 格式的文件。 (7)RTX52 实时操作系统简化了复杂和对时间要求敏感的软件项目。 uVision2 集成开发环境集成了一个项目管理器，一个功能丰富、有错误提示的编辑器，以及设置选项，生成工具，在线帮助。 利用 uVision2 创建你的源代码并把它们组织到一个能确定你的目标应用的项目中去。 uVision2 自动编译，汇编，连接你的嵌入式应用，并为你的开发提供一个单一的焦点。 源代码由 uVision2 IDE 创建，并被 C52 编译或 A52 汇编。 编译器和汇编器从源代码生成可重定位的目标文件。 Keil C52 编译器完全遵照 ANSI C 语言标准，支持 C 语言的所有标准特性。 另外，直接支持 89c52 结构的几 个特性被添加到里面。 14 Keil A52 宏汇编器支持 89c52 及其派生系列的全部指令集。 LIB52 库管理器允许你从由编译器或汇编器生成的目标文件创建目标库。 库是一种被特别地组织过并在以后可以被连接重用的对象模块。 当连接器处理一个库时，仅仅那些被使用的目标模块才被真正使用。 它们是为专业开发人员而设计的，但所有层次的编程人员都可以用它们来获得 8052 微控制器的绝大部分应用。 Keil Software 安装及辅助单片机 设计的方法概述 以下是 Keil Software 安装的步骤： 1．阅读与你试图完成的 工作或任务相关的章节。 2．确定你所用的是最新的版本，到 核对升级内容以确定你使用的是最新版本。 3．分析所发现的问题，确定它是汇编器的问题，还是编译器，连接器，库管理器或其他的开发工具的问题。 4．进一步通过减少你的代码到几行使问题更明确。 当你使用 Keil Software 工具时，你的项目开发流程和其它软件开发项目的流程极其相似。 以下是 Keil Software 使用时的步骤： 1．创建一个项目，从器件库中选择目标器件，配置工具设置。 2．用 C 语言或汇编语言创建源程序。 3．用项目管 理器生成你的应用。 4．修改源程序中的错误。 5．测试，连接应用。 图 31 为系统开发流程图，如图所示，一个完整的 89c52 工具集的框图可以最好地表述此开发流程。 每一个组件在下面详细描述。 系统软件设计 软件采用 Keil Software，使用单片机汇编语言。 因为汇编可以完成有些 C 语言完成不了的操作。 程序中对时间要求苛刻的部分可以用内嵌汇编来重写，以 促进 速度上的显著提高。 但是，开发和测试汇编代码是一件辛苦的工作，它将花费更长的时间，因而要慎重选择要用汇编的部分。 一个 合格 的程序员应该是写出 高质量 标准化 程序。 主程序的流程采用模块的方法设计，先规划出各功能子模块，然后各个击破，这也是软 15 件开发的方式，可以由简入难，比较符合人的思维习惯。 图 33 使定时器 T0 的中断程序流程图，图 34 使计数器 T1 终端服务流程图，其程序设计原理如下： 单片机控制电路由 89c52 单片机的 和 T0和 T1 定时 /计数器通过单片机的汇编语言来实现。 定时时间为 45 分钟，其计时初值可计算如下： 50*60=3000s=30000*100ms 100ms 用 T0 定时设置 T0 工作方式 1， 300。