基于单片机的电梯控制系统毕业论文(完整)概要

模拟电梯控制系统设计

1.4单片机的发展趋势

现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有: (1) 低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。像80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

(2) 微型单片化

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

(3) 主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

1.5单片机的主要生产厂家和机型

目前世界是较为著名的部分8位单片机的生产厂家和部分主要机型如下: Intel(美国英特尔)公司: MCS-51/96及其增强系列.

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NS(美国国家半导体)公司: NS8070系列. RCA(美国无线电)公司: CDP1800系列.

TI(美国得克萨斯仪器仪表)公司: TMS7000系列. Cypress(美国Cypress半导体)公司: CYXX系列. Rockwell(美国洛克威尔)公司: 6500系列. Motorola(美国摩托罗拉)公司: 6805系列.

Fairchild(美国仙童)公司: FS系列和3870系列. Zilog(美国齐洛格)公司: Z8系列和SUPER系列. Atmel(美国Atmel)公司: AT89系列. National(日本松下)公司: MN6800系列.

Hitachi(日本日立)公司: HD6301,HD65L05,HD6305系列. NEC(日本电气)公司: Ucom87,(upd7800)系列. Philips(荷兰菲利浦)公司:P89C51XX系列.

其中Intel公司的MCS-51系列及其增强型系列在8位单片机市场中占的份额最大,达50%左右.

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第二章 硬件系统实现

2.1功能模块图

在本设计中需用到AT89S51芯片,1个数码管,一个蜂鸣器,复位电路,8个按键,24个发光二极管。

复位键 输入 时钟电路

图2.1 功能模块

AT89S51 单片机 输出 显示 2.2各功能模块介绍

2.2.1 AT89S51芯片

本设计主要采用AT89S51芯片。AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个

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全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。

此外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作。掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。主要功能性能如表2.1所示:

表2.1 AT89S51芯片的主要功能 ·兼容MCS-51指令系统 · 4k可反复擦写(>1000次)ISP Flash ROM · 32个双向I/O口 · 4.5-5.5V工作电压 · 2个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率0-33MHz · 全双工UART串行中断口线 · 128x8bit内部RAM · 2个外部中断源 · 低功耗空闲和省电模式 · 中断唤醒省电模式 · 3级加密位 · 看门狗(WDT)电路 · 软件设置空闲和省电功能 · 灵活的ISP字节和分页编程 · 双数据寄存器指针

引脚功能说明

VCC:电源电压。 GND:地。

P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线同时转换成地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。

P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。 表2.2 P1端口引脚的第二功能 端口引脚 第二功能 P1.5 MOSI(用于ISP编程) P1.6 MISO(用于ISP编程) P1.7 SCK (用于ISP编程)

P2口:P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

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