一、CPU與單片機的復位電路的作用及基本復位方式

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

　　無論用戶使用哪種類型的單片機,總要涉及到單片機復位電路的設計。而單片機復位電路設計的好壞,直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設計完單片機系統(tǒng),并在實驗室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的。

　　基本的復位方式

　　單片機在啟動時都需要復位，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)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位。

　　1、手動按鈕復位

　　手動按鈕復位需要人為在復位輸入端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之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。

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　　圖1

　　2、上電復位

　　AT89C51的上電復位電路如圖2所示，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1?F。上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電 容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms;晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。在圖2的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使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，這個負電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則程序計數(shù)器PC將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。

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　　圖2

　　3、積分型上電復位

　　常用的上電或開關復位電路如圖3所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時，按下復位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關復位的操作。

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

　　圖3中：C：=1uF，Rl=lk，R2=10k

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　　圖3 積分型上電復位電路

二、編制單片機應用程序的步驟和難點

　　1前言

　　如何編寫單片機應用程序，這是一個實踐性很強的題目，也是1項艱苦而細致的工作。如果按照一定的步驟并且找出難點，事先對這些難點加以處理，能夠收到事半功倍的效果。下面根據(jù)實際工作中的經(jīng)驗，談談實際開發(fā)中必經(jīng)的幾個步驟和可能遇到的難處理。對于1個單片機應用程序，其編制過程如圖1所示。

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　　2編制步驟

　　2.1搞清功能和編寫方案

　　接到一個單片機項目設計文件之后，并不是馬上動手編寫程序，而是仔細研究用戶提出的技術要求或者技術說明，根據(jù)這些技術要求和技術說明，也就是客戶要求，把程序應該具備的主要功能寫清楚，寫仔細，這是最關鍵的工作。如不清楚，應向客戶和使用者問清楚，否則在設計完成以后會發(fā)現(xiàn)有些功能由于事先沒有考慮清楚再重新設計將會很麻煩，可能有些需要重新增加的功能很容易補充，而有些可能由于沒有事先考慮周全而無法實現(xiàn)。

　　2.2編寫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出總流程圖，根據(jù)總流程圖把整個程序劃分成幾個主要的功能模塊，每個功能模塊都要寫出基本流程圖，這主要是為以后的程序編寫起到一個指導作用。當然，在實際的程序編寫過程中肯定會有一些改動，1個基本的流程會指導您在寫程序的過程中不會出現(xiàn)太大的偏差。例如，編寫鍵盤掃描并且區(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)相應的功能處理程序;如果是數(shù)字鍵就在相應的數(shù)碼管上顯示出來;可以寫出其流程圖，如圖2所示。

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　　2.3準備編程所需的資料

　　這些資料主要是編程語言方面的書籍、雜志等。因為程序語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。如果資料準備得比較充分，可以放在案邊，若有需要，順手查閱。

　　2.4人機界面的編程

　　用單片機實現(xiàn)的項目人機界面相對簡單。若為LED顯示，應根據(jù)LED的位數(shù)選取簡單、明燎、用戶一看便知的提示符;顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)應充分考慮用戶提出的技術要求。

　　2.5分析編程的難點和技術解決方案

　　即使1個熟練的編程人員，編程過程中會遇到一些困難。為了能比較順利地完成程序設計，應根據(jù)程序所完成的功能和程序流程對整個程序的框架分析一下，并根據(jù)自己掌握的技能定位整個程序的難點，然后找到最佳的算法。例如對于稍微大一點的項目，鍵盤掃描和顯示部分的程序編制應該是單片機編程的難點。

　　(1)無論是鍵盤掃描還是顯示過程都和硬件部分息息相關

　　送片選信號選取鍵盤就必須搞清單片機芯片是高電平選通還是低電平選通;選通鍵盤后，還需要讀回鍵盤的狀態(tài)。對讀回的鍵盤狀態(tài)還要進行防抖處理;若鍵盤抖動，放棄讀回的數(shù)據(jù)，重新讀鍵盤狀態(tài);若確定為鍵盤按下，才能對按鍵值進行處理;處理后的鍵值送顯示或作為其它使用。由此可知以上的每一過程都和硬件電路打交道。

　　(2)鍵盤掃描和顯示牽涉到的算法比較復雜

　　因為掃描鍵盤的過程就是遍歷每個按鍵，識別抖動，識別按鍵是否松開等過程;除此之外還要延遲合適的時間，以便再次讀取鍵值。顯示過程也要遍歷每個數(shù)碼管或液晶字符;其中查表過程，送顯示過程都要用到比較復雜的循環(huán)遍歷算法。

　　(3)數(shù)字鍵和功能鍵的區(qū)分

　　是數(shù)字鍵就送顯示，是功能鍵就轉(zhuǎn)相應的功能子程序，把兩者結(jié)合起來就構(gòu)成比較復雜的散轉(zhuǎn)程序。MCS51單片機有現(xiàn)成的散轉(zhuǎn)子程序可供參閱，PIC可以參照MCS51的散轉(zhuǎn)子程序套用。

　　以上3點都是單片機編程的難點部分，在編程之前都應該找出來仔細分析。通過分析，將所有可能成為難點之處都一一找出并找出相應的算法，在以后的程序編寫過程中也相應地比較順利。

　　2.6寫程序

　　在上面的準備工作完成后，就可以著手編寫程序。因為有了明確的程序流程，有了充足的資料，可能遇到的難點基本上找到了解決方法;這樣，事先準備得比較充分，即使在以后的程序編寫過程中遇到困難，也較易解決。這樣就可以節(jié)省很多時間，以便靜下心來認真按照方案和流程編寫程序。另外，一般寫完1個功能程序就進行調(diào)試，通過后再編寫另外1個功能代碼，這樣可以防止全部代碼編寫完畢后再調(diào)試可能帶來的相互影響，從而可以搞清楚到底是哪部分程序有問題。

　　2.7程序調(diào)試

　　程序的調(diào)試過程是1個比較復雜的過程，有些需要高度的技巧和一定的方法。一般的編程軟件都提供單步、單步越過、斷點、運行到光標處等基本方法，一般掌握這幾種基本方法就可以解決絕大部分問題。經(jīng)過長時間的調(diào)試實踐之后自然就可以掌握一定的調(diào)試技巧，即熟能生巧。

　　3結(jié)束語

　　以上是編程一般單片機程序必須經(jīng)過的7大步驟，假如這7個過程的工作做得比較充分，一定能夠編寫出令人滿意的單片機程序。