我的第一个电脑

   由于一项任务的要求，我需要一个可以编程并且可以输出ttl信号的设备，于是我就开发了一个基于AT89s52的单片机系统，虽然花了不少功夫，但还是值得回忆的。

   这个“电脑”并不是传统意义上的IBM PC，它使用了Atmel公司的AT89s52单片机，其中包括了它的处理器、内存和用于存储固件的闪存，它的主频并不高，仅仅12Mhz，但是用来控制周边的简单的硬件已经绰绰有余了。周边硬件也做了尽可能丰富的设计，它们是一个四段共阳极LED数码管，一个蜂鸣器，一组人体工程学设计的按键（其中有一个按键可以通过跳线设置不同的功能），两套供电接口，一个简易ISP/扩展按键接口，一个简易串行通讯接口，一个接线桥等等，这样设计的目的是考虑到以后的扩展问题，因为我不能为了一个任务制作一个设备，这样太耽误时间了。

   这是硬件系统的俯视图，包含了一个25针并口的isp下载线，和一个5v的稳压电源，考虑到随身携带的需要，整个系统采用了坚固化设计，可以说上边没有任何元件会被轻易的弄倒，比较脆弱的元件我都将它“藏”了起，加以保护。

   由于设备有限和电路的简化，全部元件都被安排到一张实验板上，其制作成本并不高，大约10块钱左右，加上附属设备也不过20元，功能尽可能通过程序实现是它的一个特点，比如LED数码管的动态显示,就完完全全的用程序实现的。

   这是实验板的背面，是一个没有“桥”的布局，大大减少了由于老化造成的短路。

   固件使用Keil uV3在Windows平台下开发，源代码为汇编语言，程序如下：

;at89s52
    t2con data 0c8h
    t2mod data 0c9h
    rcap2l data 0cah
    rcap2h data 0cbh
    tl2 data 0cch
    th2 data 0cdh
    tr2 bit  0c8h.2
    tf2 bit 0cfh
    et2 bit 0a8h.5
    
    ;variables
    disSwap equ 30h ;30h,31h,32h,33h
    SysMark equ 34h
    disWords equ 35h ;35h,36h,37h,38h
    keyCode equ 39h
    keyLast equ 3ah
    subProgMark equ 3bh


    org 0000h
    jmp initialize
    
    org 02bh
    jmp systemProcess

    org 0040h
;interrupts
systemProcess:
    call ScanScreen
    mov keyCode,p1
    clr tf2
    reti


;functions
transWords:
    push dph
    push dpl
    push acc
    mov dptr,#ledCodeTab
    mov a,disWords
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap,a
    mov a,disWords+1
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+1,a
    mov a,disWords+2
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+2,a
    mov a,disWords+3
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+3,a
    pop acc
    pop dpl
    pop dph
 ret
 ledCodeTab:
    db 0a0h,0bbh,62h,2ah,39h,2ch,24h,0b8h,20h,38h,30h,25h,0e4h,23h,64h,74h

ScanScreen:
    push acc
    push b
    mov a,r0
    push acc
    mov p2,#0

    inc SysMark
    mov a,SysMark
    mov b,#4
    div ab

    mov a,b
    add a,#disSwap
    mov r0,a
    mov p0,@r0

    mov r0,b
    inc r0
    mov a,#01h
 ScanScrA:
    rr a
    djnz r0,ScanScrA
    mov p2,a

    pop acc
    mov r0,a
    pop b
    pop acc
    ret

clean:
    mov disSwap,#0ffh
    mov disSwap+1,#0ffh
    mov disSwap+2,#0ffh
    mov disSwap+3,#0ffh
    ret

getSubHead:
    push acc
    push b 
    mov dptr,#subProgEnt
    mov b,#3
    mov a,subProgMark
    div ab
    mov a,b
    rl a
    movc a,@a+dptr
    push acc
    mov a,b
    rl a
    inc a
    movc a,@a+dptr
    mov dpl,a
    pop dph
    pop b
    pop acc 
    ret

;main
initialize:
    ;system
    orl 8eh,#1
    setb ea
    mov p1,#0ffh

    mov rcap2l,#80h
    mov rcap2h,#0f0h
    mov tl2,rcap2l
    mov th2,rcap2h
    setb et2
    setb tr2

    ;welcome
    mov subProgMark,#0
    jmp leader
subProgEnt:
    dw light,stopGame,monitor
leader:
    call getSubHead
    
    ;display sub logo
    clr a
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap,a
    mov a,#1
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+1,a
    mov a,#2
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+2,a
    mov a,#3
    movc a,@a+dptr
    mov disSwap+3,a
    
    ;scan keys
    mov a,keyCode
    cjne a,keyLast,leader_progKey
    ajmp leader
 leader_progKey:
    mov b,a
    anl a,#1h
    jnz leader_progKeyNextA
    inc subProgMark

  leader_progKeyNextA:
    mov a,b
    anl a,#2h
    jnz leader_progKeyNextB
    dec subProgMark

  leader_progKeyNextB:
    mov a,b
    anl a,#4h
    jnz leader_progKeyNextc
    mov a,#4
    jmp @a+dptr

  leader_progKeyNextC:
    mov a,b
    anl a,#8h
    jnz leader_progKeyNextD
    mov a,#4
    jmp @a+dptr

  leader_progKeyNextD:
    mov keyLast,b 
    ajmp leader

;Subs
;light
light:
    db 9bh,6eh,20h,6eh
    jmp light_main
light_disFreq:
    push acc
    mov a,rcap2h
    anl a,#0fh
    mov disWords+1,a
    mov a,rcap2h
    anl a,#0f0h
    swap a
    mov disWords,a
    pop acc
    call transWords
    ret

light_keyUDown:
    inc rcap2h
    call light_disFreq
    ret
light_keyLDown:
    inc rcap2h
    call light_disFreq
    ret
light_keyRDown:
    dec rcap2h
    call light_disFreq
    ret
light_keyDDown:
    dec rcap2h
    call light_disFreq
    ret

light_main:
    mov disWords,#8
    mov disWords+1,#8
    mov disWords+2,#8
    mov disWords+3,#8
    call transWords 

light_loop:
    mov a,keyCode
    cjne a,keyLast,light_progKey
    ajmp light_loop
 light_progKey:
    mov b,a
    anl a,#1h
    jnz light_progKeyNextA
    call light_keyUDown

  light_progKeyNextA:
    mov a,b
    anl a,#2h
    jnz light_progKeyNextB
    call light_keyLDown

  light_progKeyNextB:
    mov a,b
    anl a,#4h
    jnz light_progKeyNextc
    call light_keyRDown

  light_progKeyNextC:
    mov a,b
    anl a,#8h
    jnz light_progKeyNextD
    call light_keyDDown

  light_progKeyNextD:
    mov keyLast,b 
    ajmp light_loop
;light end

;stopGame
stopGame:
    db 42h,52h,52h,72h
    ajmp stopGame_main
stopGame_main:
stopGame_loop:
    call transWords

    mov c,p1.0
    mov a,disWords
    addc a,#0
    anl a,#0fh
    mov disWords,a

    mov c,p1.1
    mov a,disWords+1
    addc a,#0
    anl a,#0fh
    mov disWords+1,a

    mov c,p1.2
    mov a,disWords+2
    addc a,#0
    anl a,#0fh
    mov disWords+2,a

    mov c,p1.3
    mov a,disWords+3
    addc a,#0
    anl a,#0fh
    mov disWords+3,a

    ajmp stopGame_loop
;stopGame end

;monitor
monitor:
    db 0ah,0e4h,0eeh,0aah
    ajmp monitor_main
monitor_main:
    mov tmod,#20h
    mov tl1,#0f3h
    mov th1,#0f3h
    mov pcon,#80h
    clr es
    setb tr1
    mov scon,#50h
    call clean
    ;clr et2
    ;clr tr2
    ;call ScanScreen
    ;call ScanScreen
    ;call ScanScreen
    ;call ScanScreen
monitor_loop:
    jnb ri,$
    clr ri
    mov b,sbuf
    mov a,b
    anl a,#0fh
    mov disWords+3,a
    mov a,b
    anl a,#0f0h
    swap a
    mov disWords+2,a

    jnb ri,$
    clr ri
    mov b,sbuf
    mov a,b
    anl a,#0fh
    mov disWords+1,a
    mov a,b
    anl a,#0f0h
    swap a
    mov disWords,a

    call transWords
    ;setb et2
    ;setb tr2
    jb p1.0,$
    ;clr et2
    ;clr tr2 
    ajmp monitor_loop

;monitor end
    end

   其中包括一个负责控制硬件的系统内核和三个小程序，用户可以根据自己的需要利用随意添加自己的小程序，格式很简单，模仿就可以了。

   内核的大致思想是利用定时器2每隔一定的时间产生一个中断，在这个中断中系统干刷新屏幕（每次一位）、控制发声等事情，应用程序只需要告诉系统需要做什么（写到内存中），系统就会去处理，比如将需要显示的东西写到disSwap中，这些字符就会自动显示到LED上...

   这套系统可以处理一些在单片机系统开发过程中的问题，他是一个面向开发者的工具，然而必定AT89s52功能是有限的，所以这个系统也不是万能的，但是他的确在我们的工作中起到了不可忽视的作用。随着认识的不断深入，现在已经是DSP+FPGA的时代了，所以我准备制作一个新的电脑来适应新的时代，今天随便写了点东西，回头看了看走过的路，看看踩出来的脚印而已。