\chapter{软件设计}

\section{总体方案}

该系统的信号检测与数据传送部分，涉及的软件部分较少。主要是 2051 单片机数据串行通信及通信协议的程序设计。

对于 2051 的程序设计\cite{cn12}，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。编译器采用 Keil 7.02b。该编译器是 51 系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持 C 语言编译。同时具有完善的调试功能。

\section{程序流图}

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \begin{tikzpicture}
  [
    every node/.style = { font = {\small}, minimum height = 3em}
  ]
    \node [draw, rectangle, minimum width = 12em, minimum height = 2em] (a) at (0,0) {初始参数设置};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 10em, rounded corners = 1.2em, below = of a] (b) {等待中断};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 11em, diamond, aspect=3, below = of b] (c) {中断服务程};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 11em, diamond, aspect=3, below = of c, yshift = 2ex] (d) {读取 P1 口值};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 8em, rectangle, below = of d, minimum height = 2em] (e) {发送数据帧};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 11em, diamond, aspect=3, below = of e] (f) {延时$\qty{200}\ms$};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 8em, rectangle, below = of f, minimum height = 2em, yshift = 2ex] (g) {清中断标志};
    \node [draw, rectangle, minimum width = 10em, rounded corners = 1.2em, below = of g] (h) {中断返回};
    \draw [->] (a.south) -- (b.north);
    \draw [->] (b.south) -- (c.north);
    \draw [->] (c.south) -- (d.north);
    \draw [->] (d.south) -- (e.north);
    \draw [->] (e.south) -- (f.north);
    \draw [->] (f.south) -- (g.north);
    \draw [->] (g.south) -- (h.north);
    \draw [->] (h.east) --++ (1,0) |- (b.east);
  \end{tikzpicture}
  \caption{串行发送流程图}
  \label{5-1}
\end{figure}

\vspace*{-1.5em}
\section{模块说明}

\begin{enumerate}
  \item 主程序：
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      MAIN:
      MOV SP,#0X60  ；堆栈初始化
      CALL INIT     ；各寄存器参数设置
      MOV 40H,#0x01 ；打靶次数置 1
      AJMP $        ；等待中断
  \end{lstlisting}
  \item 初始化程序：
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      INIT:
      MOV TMOD,#0X21；波特率发生器
      MOV TL1,#0XFD ；波特率 9600bps
      MOV TH1,#0XFD
      CLR ET1       ；禁止 timer1
      SETB PT1      ；时钟 1 优先级:高
      MOV SCON,#0x40；串口工作模式 1,SM2=0,REN=0
      MOV PCON,#0   ；波特率 9600bps
      SETB EA       ；中断允许
      CLR PS        ；关闭串口中断
      CLR ES        ；串口优先级:低
      SETB EX0      ；开外部中断 INT0 SETB IT0 ；下降沿有效
      CLR PX0       ；INT0 优先级:低
      SETB TR1      ；时钟 1 开始计数
      RET
  \end{lstlisting}
  \item 中断服务程序：
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      _INT0:        ；ISR 中断服务程序
      NOP
      CALL DELAY_2MS；同步延时
      MOV P1,#0xff  ；读 P1 口前先置 1
      MOV A,P1      ；读 P1 口
      CALL INT0_SEND
      RET
  \end{lstlisting}
  \item 数据帧传送子程序：
  \begin{figure}[htbp]
    \centering\small
    \setstretch{1.4}
    \caption{数据帧格式}
    \begin{tabular}{|*{4}{>{\centering\arraybackslash}p{.22\linewidth}|}}
      \hline
      标志位SYNC & 打靶次数 & 打靶成绩 & 校验位CHECKSUM\\
      \hline
      \#0x30 & TIMES & RESULT & TIMES\ensuremath+RES\\
      \hline
    \end{tabular}
  \end{figure}
  \clearpage
  例：30 02 15 17（十六进制）
  
  表示第二次打靶，击中第 21 号（对应环数：7 环 偏移方向：右上）。
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      INT0_SEND:      ；数据帧传送子程序
      PUSH ACC        ；保护 ACC
      CLR A
      ADD A,#0X30
      CALL UART_SEND  ；发送标志位
      MOV A,40H
      CALL UART_SEND  ；发送打靶次数
      POP ACC
      CALL UART_SEND  ；发送打靶成绩
      ADD A,#0X30
      ADD A,0040H
      CALL UART_SEND  ；发送校验位
      INC 0040H       ；打靶次数累加 1
      CALL DELAY_200MS；延时 200ms
      CLR EX0         ；关外部中断
      CLR IE0         ；清INT0外部中断请求标志位—防止外部中断寄存
                        而引起多次中断。
      SETB EX0        ；开中断
      RETI
  \end{lstlisting}
  \item 串行发送字节
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      UART_SEND:      ；串行发送一个字节
      MOV SBUF,A
      JNB TI,$        ；等待发送完毕
      CLR TI          ；
      RET
  \end{lstlisting}
  \item 定时程序：
  \begin{lstlisting}[basicstyle=\linespread{1.32}\small\ttfamily\selectfont, breaklines=true]
      DELAY_2MS:      ；用定时器延时 2ms
      MOV R7,#21;21
      DLY1:MOV R6,#42
      DLY2:DJNZ R6,DLY2
      DJNZ R7,DLY1
      RET
      DELAY_10MS:     ；调用 DELAY_2MS，实现延时 10ms
      MOV R5,#5
      DLY: CALL DELAY_2MS
      DJNZ R5,DLY
      RET
\end{lstlisting}
\end{enumerate}