计算机单片总体方案设计.doc

计算机单片总体方案设计 摘　　要. II 前　　言. 1 目　　录. 2 1 单片机的发展及应用. 3 1.1 单片机的发展. 3 1.2 单片机的应用. 4 2 总体方案设计. 5 2.1系统框图. 5 2.2显示控制方案. 5 2.3键盘控制方案. 5 3 硬件设计. 6 3.1 89S51单片机的简介. 6 3.2 89S51单片机的引脚. 10 3.3 89S51I/O接口组成及功能. 11 3.4 74LS164的功能. 11 3.5 键盘接口工作原理. 13 3.6 七段LED显示工作原理. 15 3.7 电路原理. 16 4设计思路. 18 4.1 主程序模块. 18 4.2静态显示模块. 19 4.3 按键程序模块. 19 5 系统调试. 21 5．1 在伟福中的调试. 21 5．2 在Keil中的调试并连接实验箱. 22 6 结 论. 26 致　　谢. 27 参考文献. 28 附　录A 29 ? ? ? 1 单片机的发展及应用 1.1 单片机的发展 单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具有生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于工业控制领域，因此又称为微控器。 ??? 1971年微处理器研制成功不久，就出现了单片微型计算机即单片机，但最早的单片机是1位的，处理能力有限。 果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段： 第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单片机”一词即由此而来。 第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。 （1).完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。 （2).CPU外围功能单元的集中管理模式。 （3).体现工控特性的地址空间及位操作方式。 （4).指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。 第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 1.2 单片机的应用 ??单片机的应用很广，分别在以下领域中得到了广泛的应用。 工业自动化：在自动化技术中，无论是过程控制技术、数据采集技术还是测控技术，都离不开单片机。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种机械、微电子和计算机技术为一体的综合技术（例如机器人技术、数控技术）中，单片机将发挥非常重要的作用特别是近些年来，随着计算机技术的发展，工业自动化也发展到了一个新的高度，出现了无人工厂、机器人作业、网络化工厂等，不仅将人从繁重、重复和危险的工业现场解放出来，还大大提高了生产效率，降低了生产成本。 仪器仪表：目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。在自动化测量仪器中，单片机应用十分普及。单片机的使用有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积，易于携带和使用，加速仪器仪表向数字化、智能化和多功能化方向发展。 消费类电子产品：该应用主要反映在家电领域。目前家电产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度。例如，电子游戏、照相机、洗衣机、电冰箱、空调、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。在这些设备中使用了单片机后，其功能和性能大大提高，并实现了智能化、最优化控制 信方面：较高档的单片机都具有通信接口，因而为单片机在通信设备中的应用创造了很好的条件。例如，在微波通信、短波通信、载波通信、光纤通信、程控交换等通信设备和仪器中都能找到单片机的应用。 武器装备：在现代化的武器装备中， 如飞机、军舰、坦克、导单、鱼雷制导、智能武器设备、航天飞机导航系统，都有单片机在其中发挥重要作用。 终端及外部设备控制：计算机网络终端设备，如银行终端，以及计算机外部设备如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等，在这些设备中都使用了单片机。 近年来随着科技的飞速发展，同时带动自动控制系统日新月异更新，单片机的应用正在不断地走向深入。 ? 2