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單片機(jī)課程設(shè)計(jì) .doc

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1、 《單片機(jī)原理》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目: 8路彩燈控制電路設(shè)計(jì) 二00八年 十二 月十八日 目 錄 1 引 言…………………………………………………………………(3) 2 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………(5) 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………(10) 4 結(jié)束語………………………………………………………………(14) 參考文獻(xiàn) 附錄 8路彩燈控制電路設(shè)計(jì) 1. 引 言 經(jīng)過對單片機(jī)一個學(xué)期的學(xué)習(xí),對單片機(jī)有一些初步的了解。單片機(jī)技術(shù)

2、包括硬件和軟件兩個方面。硬件是以單片機(jī)為核心再加以其他元器件組成的 電子電路。它包括單片機(jī)技術(shù)有包括模擬,數(shù)字等電子電路的綜合應(yīng)用。軟件系統(tǒng)是為了完成一定的任務(wù)所編一系列指令的集合。 這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)一種基于STC89C51單片機(jī)控制八路彩燈電路,它STC89C51單片機(jī)為核心。因?yàn)樗耐鈬娐繁容^簡單,所以主要是考擦學(xué)生對單片機(jī)基礎(chǔ)知識的考察,設(shè)計(jì)電路既能提高學(xué)生模擬、數(shù)字等電子電路的綜合運(yùn)用能力,學(xué)生自己編寫單片機(jī)程序,能夠進(jìn)一步熟悉指令,鞏固所學(xué)知識。更重要的是使學(xué)生知道如何建立單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信,以及怎樣使用軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī),以便于以后自行設(shè)計(jì)一些單片機(jī)電路時可以進(jìn)行驗(yàn)

3、證或調(diào)試。 實(shí)訓(xùn)涉及單片機(jī)簡單外圍電路的焊接和程序的編寫,既是對學(xué)生單片機(jī)知識的一個考擦也幫助我們總結(jié)所學(xué)的相關(guān)知識,進(jìn)一步的了解KEILC51軟件的使用和ISP下載技術(shù)。以便今后更好的學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)。 1.1 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 實(shí)訓(xùn)要求設(shè)計(jì)八路彩燈控制電路,使用ST89C51這塊單片機(jī)芯片焊接一個最小系統(tǒng)的外圍電路,最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、時鐘電路。編寫一個滿足課題要求的程序,實(shí)訓(xùn)涉及到單片機(jī)的硬件電路和編寫較簡單的程序。通過實(shí)訓(xùn)考察學(xué)生對單片機(jī)基礎(chǔ)知識的掌握情況。同時也要求同學(xué)對單片機(jī)硬件和軟件的結(jié)合有所了解并掌握單片機(jī)與PC機(jī)之間的串口

4、通信方式,知道如何使用PC機(jī)和相關(guān)軟件來檢測單片機(jī)并將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。 實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生完成單片機(jī)外圍電路的排版與焊接。焊接一個由八個發(fā)光二極組成的LED電路,焊接成共陽極電路。用來體會所編寫程序的功能,使得更形象的表現(xiàn)出所編寫得程序功能。編寫相應(yīng)程序并通過PC機(jī)和相關(guān)軟件將其寫入單片機(jī)中。對電路通電驗(yàn)證,單獨(dú)完成電路的調(diào)試和程序的調(diào)試。 1.2 基于80C51單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板概述 本次課設(shè)所使用的單片機(jī)最小系統(tǒng)板包括以下器件:電源端子(DC +5V),可以USB供電,也可獨(dú)立電源供電。通用異步串口,采用MAX232做電平轉(zhuǎn)換。STC89C51單片機(jī)。各種顏色的LED發(fā)光二極管共9個,其

5、中8個接于P1口做LED顯示,還有一個做電源燈顯示。利用STC51系列特有的ISP在線編程,方便我們初學(xué)者的二次開發(fā),省去大量芯片燒寫時間。USB電源線供電和外接供電并存,方便學(xué)生在寢室使用.板上提供ISP接口并將單片機(jī)的全部I/O引腳引出。51開發(fā)板使用ISP在線下載技術(shù),直接把程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)中,使用當(dāng)前最流行的KEILC51軟件,用戶無需再購買任何仿真器或編程器等開發(fā)工具,只要有一臺計(jì)算機(jī),就可以實(shí)踐學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識;同時引出的單片機(jī)的32個I/O口可全部用于擴(kuò)展,用戶可把自己設(shè)計(jì)的電路通過這32個I/O口與單片機(jī)連接,方便用戶開發(fā)自己的產(chǎn)品,最大限度的為用戶節(jié)約學(xué)習(xí)成本和加快學(xué)習(xí)速度

6、。 2. 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì) STC89C51單片機(jī)簡介: STC89C51可以代替AT89C51,功能更強(qiáng),速度更快,壽命更長,價格更低。 它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓高性能CMOSE8位單片機(jī)由于它將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,使它成為一種高效微處理器。STC89C51可以完成ISP在線編程功能。 STC推出的系列51單片機(jī)芯片是全面兼容其它51單片機(jī)的,而51單片機(jī)是主流大軍,每一個高等院校、普通學(xué)校、網(wǎng)站、業(yè)余單片機(jī)培訓(xùn)都是以51單片機(jī)為入門教材的,所以,教材最多,例子最多。 STC89C51內(nèi)部有EEPROM,可以在程序

7、中修改,斷電不丟失。還增加了兩級中斷優(yōu)先級,等等。 外型:40個引腳,雙列直插DIP-40。 圖2.1 最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2.2電源轉(zhuǎn)換芯片MAX232 電路中單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)為RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。選用DB-9串口作為下載接口。 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都做了規(guī)定。 ① 在TXD和RXD上: 邏輯1=-3V--15V 邏輯0=3V—15V ② 在RTS、CTS、DSR、DTR、和DCD等控制線上: 信號有效=3V—15 信號無效=-3V—15V 以上規(guī)定說明了RS-323C標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)(信息

8、碼):邏輯“1”(傳號)的電平低于-3V,邏輯“0”(空號)的電平告語 3V;對于控制信號;接通狀態(tài)(ON)即信號有效的電平高于 3V,斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平低于-3V,也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時,電路可以有效地檢查出來,介于-3~ 3V之間的電壓無意義,低于-15V或高于 15V的電壓也認(rèn)為無意義,因此,實(shí)際工作時,應(yīng)保證電平在(3~15)V之間。EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài),與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此,為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接,必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。 MAX232

9、可以完成EIA與TTL的相互轉(zhuǎn)換。 Max232簡介: 主要特點(diǎn) 1、單5V電源工作 2、 LinBiCMOSTM工藝技術(shù) 3、 兩個驅(qū)動器及兩個接收器 4、 30V輸入電平 5、低電源電流:典型值是8mA 6、符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28 7、ESD保護(hù)大于MIL-STD-883(方 法3015)標(biāo)準(zhǔn)的2000V 下圖為MX232雙串口的連接圖,可以分別接單片機(jī)的串行通信口或者實(shí)驗(yàn)板的其它串行通信接口: 圖2.2 max232電平轉(zhuǎn)換電路 上述電路為本次實(shí)訓(xùn)使用的電路,MAX232的11腳和12腳分別

10、接單片機(jī)的11腳和10腳,12腳和13腳接串口,與PC機(jī)連接形成通信電路。 2.3 USB電源供電 圖 2.3 USB電源電路 電路完成需從電腦上下載程序,為取電方便,采用USB電源供電。 USB 1 腳為電源正極,4腳為負(fù)極,LED和電阻串連構(gòu)成電源指示電路,電阻在電路中起限流的作用。 2.4 LED燈電路 圖 2.4 LED 電路 LED燈電路共陽極方式連接,陰極通過插口與單片機(jī)連接。電路中每個二極管應(yīng)該串聯(lián)一個限流電阻。 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1.主程序 課題要求:八路彩燈以流水燈

11、方式點(diǎn)亮,間隔1秒;彩燈閃爍三次后再全亮1秒并循環(huán)。 根據(jù)實(shí)訓(xùn)課題要求程序分為四個部分:第一部分控制彩燈按流水燈方式被點(diǎn)亮;第二部分控制彩燈閃爍3次;第三部分控制彩燈同時被點(diǎn)亮;第四部分為延時子程序,供以上程序調(diào)用。 程序中設(shè)P1口為輸出端口,由LED電路的連接方式可知當(dāng)P1.0輸出高電平時,即P1.0=1時根據(jù)發(fā)光二極管單向?qū)щ娦钥芍O管L1不發(fā)光,當(dāng)P1.0端口輸出低電平即P1.0=0時,發(fā)光二極管發(fā)光,我們可以通過指令對P1端口輸出電平進(jìn)行控制進(jìn)而控制LED的發(fā)光。 程序采用調(diào)用延時子程序延時的思路編寫。首先對累加器A賦值為0FEH,R3賦值為8設(shè)置循環(huán)次數(shù),將A的值傳到P1口

12、控制LED并調(diào)用延時程序。之后要讓LED閃爍三次即使LED先亮一段時間再滅相同的時間。R3賦值為3,設(shè)置閃爍次數(shù),P1口設(shè)值00H,延時后設(shè)P1口為FFH并延時,用R3控制循環(huán)次數(shù)。最后設(shè)P1口為00H將LED全部點(diǎn)亮并延時,主程序便完成了。 3.1.1程序流程圖 初始設(shè)置 開 始 子程序流程圖

13、 P1=A,A左移 延時1秒R2=R2-1 R2=0? R3=#3 P1=00H 延時0.2秒 P1=FFH, R3=R3-1 延時0.2秒 R3=0? P1=00H 延時1秒 開 始 設(shè)初值R5R6 R7設(shè)值 R7=R7-1 R7=0? R6=0? R5=0? 主程序流程圖 3.1.3主程序清單 ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START:MOV R2,#8; 設(shè)置循環(huán)次數(shù) MOV A,0FEH LOOP:LCALL L

14、OOP1; 長調(diào)指令調(diào)用子程序延時 RL A DJNZ R2,LOOP; 循環(huán)程序依次點(diǎn)亮LED MOV R3,#3; 設(shè)置閃爍次數(shù) DELAY:MOV P1,#00H LCALL LOOP2 MOV P1,#0FFH LCALL LOOP2 DJNZ R3,DELAY MOV P1,#00H LCALL LOPP1 LJMP START

15、END 3.1.4子程序清單 LOOP1:MOV R5,#50 D1:MOV R6,#50 D2:MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET LOOP2:MOV R5,#20 A1:MOV R6,#20 A2:MOV R4,#248 DJNZ R4,$ DJNZ R6,A2 DJNZ R5 ,A1 RET 結(jié) 束 語 實(shí)訓(xùn)用于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。訓(xùn)練學(xué)生將理論知識用于實(shí)踐。對提高學(xué)生有積極作用。 實(shí)訓(xùn)中我了

16、解了簡單的單片機(jī)與PC機(jī)間的簡單串口通信技術(shù),能夠通過軟件對單片機(jī)電路進(jìn)行檢測并將自己編寫的程序下載到單片機(jī)中對電路和程序進(jìn)行調(diào)試。實(shí)訓(xùn)涉及了單片機(jī)的硬件電路和程序的編寫,使我對所學(xué)知識進(jìn)行一次較好的整理和總結(jié),這次做好的單片機(jī)最簡系統(tǒng)電路也會用于以后的單片機(jī)學(xué)習(xí)。實(shí)訓(xùn)使我對單片機(jī)有了更全面的了解,知道了單片機(jī)在電路中實(shí)施控制和與PC機(jī)進(jìn)行同信的簡單方法,同時也了解到單片機(jī)在電路中應(yīng)用非常的廣泛。對以后繼續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)指明了方向也打下了一些基礎(chǔ)。 但是,實(shí)訓(xùn)中的電路在此之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好了,自己只是做了焊接的工作,整個實(shí)訓(xùn)并不是自己單獨(dú)完成的。 參考文

17、獻(xiàn) [1] 曹天漢,《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》,電子工業(yè)出版社,2005 [2] 王幸之,鐘愛琴,王雷,王閃. AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004 [3] 李廣第,朱月秀,王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001 [4]李勛,劉源,李新民.單片機(jī)實(shí)用教程.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000 [5]李群芳,黃建.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2001 [6]徐安,陳耀,李玲玲.單片機(jī)原理與應(yīng)用.北京:北京希望電子出版社,2003 [7]石東海,扈嘯,周旭升.單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通.西安:西安電子科技

18、大學(xué)出版社,2002 [8]王港元.電子電工實(shí)踐指導(dǎo).江西:江西科學(xué)技術(shù)出版社, 附錄 指導(dǎo)教師評語(包括工作態(tài)度,遵守紀(jì)律;基本理論、知識、技能;獨(dú)立工作能力和分析解決問題的能力;完成任務(wù)情況及水平): 學(xué)生成績(五級分制): 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日 15

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