基于單片機和fpga的出租車計費系統單片機和電子技術專業畢業設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 入一個未知沒有出口的循環中執行，而不是指 CPU 停止一切的運行，不再執行任何程序。 累加器（ Accumulator）： 累加器是眾多寄存器中最重要的一個寄存器，通常以簡寫 Acc 代表累加器， 8051 的指令中有許多指令和 Acc 寄存器有關，也有多個指令非通過 Acc 不可，基本上， 8051 的指令中賦予 Acc 累加器的權限最大。 Intel 公司建議程序的執行盡量以 Acc 為主。 B寄存器（ B Register）： B寄存器是一個一般用途的工作寄存器，當 8051 使用乘除指令時，則一定要通過 B 寄存器來做運算。 中斷優先順序控制寄存器（ IPC,Interrupt Priority Control）： 這個寄存器中存放中斷時的優先順序表，若對應的位設成 1 時，代表中斷有較高的中斷優先權。 允許中斷控制寄存器（ IEC,Interrupt Enable Control）： 此寄存器內含系統允許中斷的中斷源設置值， 8051 共有 5 個中斷可供選擇， 8052 則有 6 個中斷源， IEC 寄存器內另有一個位簡稱 EA 位，若 EA ＝ 0 時就禁止系統所有的中斷要求。 7 串行輸出入緩沖寄存器（ SBUF,Serial Buffer）： 所有待送出或剛進入的串行數據值都存放在此寄存器中， 8051 的串行通信是非常簡單的，只要一設置完通信協議后，再執行一個 MOVSBUF， A 指令，就可立即將并行數據值轉化成串行數據送到外部。 串行通信控制寄存器 （ SCON,Serial ControL 或稱 UART）： 此寄存器主要在設置串行通信的模式，當串行數據已經送完或數 據已收妥時，會有對應的位被設置成 1，這些位也可以當成中斷要求信號，請求 CPU 執行特定的串行中斷服務程序。 定時 /計數控制寄存器（ TCON,Timer/Counter Control）： 這個寄存器可以控制定時 /計數器的打開或關閉，若一經打開且計數到溢位時， TCON上亦有對應的位被設成 1， CPU 必須針對此位的狀態，決定是否重新設置定時 /計數值。 堆棧指標寄存器（ SP,Stack Pointer）： 8051 利用 SP 指引最近一次存入堆棧內的地址，每當我們在程序中調用其他子程序時，原程序的返回地址就會自 動存入內部 DATA MEMORY 組成的堆棧（ Stack）中，而當子程序執行到 RET 指令時， CPU 會自動由堆棧中取回原先存入的返回地址，繼續執行原程序。每當 CPU將 8位值存入堆棧時，我們稱之為 PUSH（推入），這時 SP 值會增加 1，反之堆棧中取回 8位值時，則稱之為 POP（提回），此時 SP值會減少 1。 在寫 8051 單片機的控制程序時，在程序起始狀態階段一定要設置 SP 值，以便程序有足夠的堆棧空間，也可以利用軟件程序隨時機動調整的堆棧指標 SP 的值。 特殊功能寄存器區（ SFR,Special Function Register） 8051 單片機內部將多個寄存器統稱成 SFR，代表其特定的功能，甚至 Port0、 PortPort3 也都是屬 SFR 的成員之一，在這些 SFR 中有部分的寄存器可以進行位尋址，表 是這些 SFR 寄存器的整理，其中加（ *）記號的寄存器可進行位尋址。 表 可進行位尋址的 SFR 寄存器 SFR 寄存器 部分可進行位尋址的寄存器 算術運算寄存器 Acc（ *）、 B（ *）、 PSW（ *） 指標類寄存器 SP、 DPL、 DPH 并行輸入 /出端口 P0（ *）、 P1（ *）、 P2（ *）、 P3（ *） 中斷控制寄存器 IP（ *）、 IE（ *） 定時 /計數寄存器 TMOD、 TCON（ *）、 TL0、 TH0、 TL TH1 串行通信寄存器 SCON（ *）、 SBUF AT89S51 單片機簡介 AT89S5l 是新型高檔單片機。 它的主要特性是： 8 片內含有 32 KB 的 Flash 程序存儲器，擦寫周期為 1000 次 。 片內數據存儲器內含 512 字節的 RAM； 具有可編程 32 線 I/O 口（ P0， P1， P2 和 P3口）； 具有 3個可編程定時器 T0， T1和 T2； 中斷系統是具有 8 個中斷源、 6 個中斷矢量、 2級中斷優先權的中斷結構； 具有一個全雙工 UART 串行口； 低功耗工作方式為空閑模式和掉電模式； 具有雙數據指針 DPTR0 和 DPTR1； 具有 3級程序鎖定位； 具有硬件看門狗定時器 WDT； AT89S51 工作電源為 ～ （ AT89LV51RC 為 ～ ）； AT89S51 最高工作頻率為 33MHZ（ AT89LV51RC 為 12MHZ）； 具有斷電標志 POF． AT89S5l 與 51 系列單片機相比具有如下特點 ① 程序存儲器由 8 KB 增加到 32 KB； ② 片內數據 存儲器由 256 宇節增加到 512 字節； ③ 數據指針由 1 個增加到 2個； ④ 增加了看門狗定時器， CPU在執行程序過程中，由于瞬時的干擾使程序陷入死循環狀態， WDT（ Watchdog Timer）是使 CPU 擺脫這種困境而自動恢復的一種方法； ⑤ 退出掉電方式由單純硬件復位方式增加到硬件復位和中斷兩種方式； ⑥ 新增加了斷電標志 POF． 9 89S51 的內部框圖 振 蕩 器 和時 鐘 電 路C P U總 線 擴 展控 制 器程 序 存 儲 器( 4 K B )并 行 可 編 程I / O 口中 斷 控 制 可 編 程 串 行 口兩 個 1 6 位定 時 器 / 計 數 器數 據 存 儲 器( 1 2 8 字 節 )外 時 鐘 源外 部 事 件 計 數 圖 89S51的內部框圖 引腳排列及功能 ： AT89S51 有 3種封裝形式： PDIP． PLCC 和 TQFP． PDIP 封裝的引腳排列如圖所示。 P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17INT 1INT 0T 1T 0X 2X 1RE S E TRDWRVP/EAP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27RX DTX DPSENPALE /AT 89 S 51P 1 . 0P 1.1P1. 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 71234567813121514311918V CCX 1X 2917163938373635343332D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 72122232425262728A 8A 9A 10A 11A 12A 13A 14A 1510113029＋ C 110 ? FR 110 k ?S 3SW _ PBC 330 pFC 130 pFCRYS TA L12 MX 2X 1P 1 . 7P 1 . 6S 1 SW _ PBS 2 SW _ PBV CCGNDGND 圖 單片機電路板 ①Ｉ／Ｏ口線 10 P0 口 —— 8位、漏極開路的雙向 1／ O口。 當使用片外存儲器及外擴 I／ O 口時， P0 口作為低字節地址／數據復用線。在編程時，P0 口可用于接收指令代碼宇節；在程序校驗時， P0 口可輸出指令字節（這時需要加外部上拉電阻）。 P0 口也可作通用 I/O 口使 用．但需加上拉電阻．變為準雙向口。當作為普通輸入時，應將 輸出鎖存器置 1． PO 口可驅動 8個 TTL 負載． P1 口 —— 8位、準雙向 I／ O口，具有內部上拉電阻。 P1 口是為用戶準備的 1／ O 雙向口。在編程和校驗時，可用做輸入低 8 位地址。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置 1． P1 口可驅動 4 個 TTL 負載。 表 引 腳 替代功能 說 明 T2 定時器 2的外部事件輸入端； 可編脈沖輸出端 T2EX 定時器 2 的捕捉／重裝觸發器輸入端； 定時器 2的計數 方向控制端 P2口 —— 8 位、準雙向 1／ O 口．具有內部上位電阻． 當使用片外存儲器或外擴 1／ O 口時． P2 口輸出高 8 位地址。在編程／校驗時． P2 口可接收高字節 地址和某些控制信號。 P2 口也可作普通 I／ O 口使用。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置 1． P2 口可驅動 4個 TTL負載。 P3 口 —— 8位、準雙向 1／ O口，具有內部上拉電阻。 P3 口可作為普通 1／ O 口。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置 1．在編程／校驗時． P3口接收某些控制信號。它可驅動 4個 TTL 負載。 P3口還提供各種替代功能。 表 P3口 替代 功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0——（外部中斷 0） INT1——（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） WR——（外部數據存儲器寫選通） RD——（外部數據存儲器讀選通） 11 ② 控制信號線 RST—— 復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器穩定工作時，在 RST 腳施加兩個機器周期（即 24個晶振周期）以上的高電平，將器件復位。 EA—— ／ VPP—— 外部程序存儲器訪問允許信號 EA（ External Access Enable）。 當 EA—— 信號接地時，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存儲器，地址為 0000H～ FFFFH；當 EA——接地時，對 ROM的讀操作從內部程序存儲器開始，并可延續至外部程序存儲器。 在編程時，該引腳可接編程電壓（ AT89C51 的 VPP 為 5V 或 12V； AT89LV51 的 VPP 為12 V）。在編程校驗時，該引腳可接 VCC。 PSEN———— —— 片外程序存儲器讀選通信號用 PSEN(Program Store Enable)，低電平有效． 在片外程序存儲器取指令期間，當 PSEN———— 有效 時，程序存儲器的內容被送至 PO口（數據總線）；在訪問外部 RAM 時， PSEN———— 無效。 AIE/PROG———— —— 低字節地址鎖存信號 AlE（ Address latch Enable）。 在系統擴展時， AlE 的下降沿將 PO 口輸出的低 8 位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實現低字節地址和數據的分時傳送 。此外， ALE 端連續輸出正脈沖．頻率為晶振頻率的1／ 6， 可用做外部定時脈沖使用。但要注意，每次訪問外 RAM 時要丟失一個 ALE 脈沖。 在編程期間．該引腳輸入編程脈沖（ PROG———— ）。 ③ 電源線 VCC—— 電源 電壓 輸入。 GND—— 接地。 ④ 外部晶振引線 XTAL1—— 片內振蕩器反相放大器和時鐘發生線路的輸入端。使用片內振蕩器時，連接外部石英晶體和微調電容。 XTAL2—— 片內振蕩器反相放大器的輸出端。當使用片內振蕩器時，外接石英晶體 和微調電容。 當使用外部振蕩器時，引腳 XTAL1 接收外振蕩器信號， XTAIL2 懸空。 中斷控制 可采用中斷的時機： ① 當計數值數完時要做一個特定的動作。 ② 當外部信號有一個脈沖信號產生時要做某種特定的運算。 ③ 當外部某些信號成立時，必須立即處理。 ④ 當收到通信界面上的一個特定值時，必須立即反應。 ⑤ 當程序必須處理數個小程序，且這些程序必須幾乎同時都在執行中。 ⑥ 當程序必須隨時更新某項數據或顯示值。 ⑦ 當程序必須自動且隨時去檢查系統中的狀態值時。 12 上述的情形亦可采用平常的程序，以持續或經常詢問的寫法來應付，但是若系統有多個條件要詢問時，寫法就會變得相當的復雜。假如改用程序中斷的寫法，則程序的寫法就會變得較單純些，中斷程序通常有以下一個或一個以上的特征，假使我們的應用中發現有這些特征時，在程序規劃前就要考慮是否采用中斷的寫法。 特征 1：每隔一個時間間隔就必須做某件特定的事情。 特征 2：當某個條件（不論軟件或硬件線路）