單片機(jī)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)詳解（二）

　　在上電或復(fù)位過(guò)程中，控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。

　　無(wú)論用戶使用哪種類(lèi)型的單片機(jī),總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。

　　基本的復(fù)位方式

　　單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。

　　1、手動(dòng)按鈕復(fù)位

　　手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平(圖1)。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。

　　圖1

　　2、上電復(fù)位

　　AT89C51的上電復(fù)位電路如圖2所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1?F。上電復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms;晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖2的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。

　　圖2

　　3、積分型上電復(fù)位

　　常用的上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位電路如圖3所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門(mén)的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開(kāi)，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。

　　根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，下面給出這種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。

　　圖3中：C：=1uF，Rl=lk，R2=10k

　　圖3 積分型上電復(fù)位電路

二、編制單片機(jī)應(yīng)用程序的步驟和難點(diǎn)

　　1前言

　　如何編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用程序，這是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的題目，也是1項(xiàng)艱苦而細(xì)致的工作。如果按照一定的步驟并且找出難點(diǎn)，事先對(duì)這些難點(diǎn)加以處理，能夠收到事半功倍的效果。下面根據(jù)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剬?shí)際開(kāi)發(fā)中必經(jīng)的幾個(gè)步驟和可能遇到的難處理。對(duì)于1個(gè)單片機(jī)應(yīng)用程序，其編制過(guò)程如圖1所示。

　　2編制步驟

　　2.1搞清功能和編寫(xiě)方案

　　接到一個(gè)單片機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件之后，并不是馬上動(dòng)手編寫(xiě)程序，而是仔細(xì)研究用戶提出的技術(shù)要求或者技術(shù)說(shuō)明，根據(jù)這些技術(shù)要求和技術(shù)說(shuō)明，也就是客戶要求，把程序應(yīng)該具備的主要功能寫(xiě)清楚，寫(xiě)仔細(xì)，這是最關(guān)鍵的工作。如不清楚，應(yīng)向客戶和使用者問(wèn)清楚，否則在設(shè)計(jì)完成以后會(huì)發(fā)現(xiàn)有些功能由于事先沒(méi)有考慮清楚再重新設(shè)計(jì)將會(huì)很麻煩，可能有些需要重新增加的功能很容易補(bǔ)充，而有些可能由于沒(méi)有事先考慮周全而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

　　2.2編寫(xiě)總流程圖和各功能模塊流程圖

　　根據(jù)要完成的程序功能寫(xiě)出總流程圖，根據(jù)總流程圖把整個(gè)程序劃分成幾個(gè)主要的功能模塊，每個(gè)功能模塊都要寫(xiě)出基本流程圖，這主要是為以后的程序編寫(xiě)起到一個(gè)指導(dǎo)作用。當(dāng)然，在實(shí)際的程序編寫(xiě)過(guò)程中肯定會(huì)有一些改動(dòng)，1個(gè)基本的流程會(huì)指導(dǎo)您在寫(xiě)程序的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)太大的偏差。例如，編寫(xiě)鍵盤(pán)掃描并且區(qū)分是功能鍵還是數(shù)字鍵的子程序，如果是功能鍵就轉(zhuǎn)相應(yīng)的功能處理程序;如果是數(shù)字鍵就在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示出來(lái);可以寫(xiě)出其流程圖，如圖2所示。

　　2.3準(zhǔn)備編程所需的資料

　　這些資料主要是編程語(yǔ)言方面的書(shū)籍、雜志等。因?yàn)槌绦蛘Z(yǔ)言的有些資料任何編程人員都不可能記得太清楚，如每條指令的含義，具體操作每條指令所牽涉的硬件電路等。如果資料準(zhǔn)備得比較充分，可以放在案邊，若有需要，順手查閱。

　　2.4人機(jī)界面的編程

　　用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目人機(jī)界面相對(duì)簡(jiǎn)單。若為L(zhǎng)ED顯示，應(yīng)根據(jù)LED的位數(shù)選取簡(jiǎn)單、明燎、用戶一看便知的提示符;顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)應(yīng)充分考慮用戶提出的技術(shù)要求。