單片機(jī)與原理及其應(yīng)用課程總結(jié).doc

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程總結(jié)報(bào)告學(xué) 號(hào)：姓 名：專(zhuān) 業(yè)：跑馬燈的設(shè)計(jì)與制作一、摘要在電子技術(shù)高度高發(fā)的今天，單片機(jī)迅猛發(fā)展，多功能按鍵已成為當(dāng)代電子信息中不可或缺的重要部分，尤其是應(yīng)用在當(dāng)代的潮流物品上面，例如:MP3，MP4，手機(jī)，數(shù)字電視等等高科技電子電器上面.正是由于它的出現(xiàn)和應(yīng)用給人們的學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大方便。另外,多功能按鍵中還采用了石英晶體振蕩電路，從而使它具有響應(yīng)快、靈敏度高、性能穩(wěn)定諸多優(yōu)點(diǎn)。它還可以利用一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)單擊、雙擊、連擊的功能，真正做到了一鍵多功能，多效應(yīng)。本設(shè)計(jì)介紹一種實(shí)用的單片機(jī)多功能按鍵的設(shè)計(jì)與制作。二、總體設(shè)計(jì)多功能按鍵是一個(gè)以單片機(jī)為控制芯片，可以向單個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)單擊、雙擊和連擊的多功能驅(qū)動(dòng)和控制裝置，實(shí)現(xiàn)這種裝置的方法和所需的器件涉及以下幾個(gè)方面：（1）控制芯片實(shí)現(xiàn)多功能按鍵系統(tǒng)可以用很多種控制芯片，常用的單片機(jī)芯片有8031、80（C）51、8071、AT89C51、和AT89S52等，本設(shè)計(jì)使用的是和80（C）51相兼容的8位AT98S52單片機(jī)。該芯片具有低功耗、高績(jī)效、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，它有40個(gè)引腳，8KB programmable Flash memory,256B內(nèi)RAM，三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，32個(gè)特殊功能寄存器，8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷入口、可設(shè)置2個(gè)優(yōu)先級(jí)，4個(gè)8位并行I/O口、32個(gè)I/O口端線可供編程，一個(gè)全雙工串行口等。本設(shè)計(jì)使用P1口的P1.0P1.5的六個(gè)I/O口作為輸入口、P2口的八個(gè)I/O口作為輸出口、P3口的P3.2作為輸入供能口。（2）輸入部分由于向主控芯片輸入信號(hào)前須先向各位寫(xiě)入1，所以設(shè)定輸入時(shí)低電平有效。該輸入采用六個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)作為輸入信號(hào)的載體，由于P3.2在程序中預(yù)先設(shè)定為0，故可把各按鍵直接接P3 .2口,這樣對(duì)每個(gè)按鍵的單擊、雙擊、連擊就可被芯片識(shí)別（識(shí)別部分在程序中設(shè)定）。（3）輸出部分輸出只是對(duì)我們控制要求的一種驗(yàn)證或顯示，可以有多種方式，這里本設(shè)計(jì)用8個(gè)發(fā)光二極管，但由于二極管本身的擊穿電壓和額定電流都很低，所以可把8個(gè)發(fā)光二極管串接一個(gè)810M的排阻，排阻另一端接正VCC，這時(shí)只要使芯片的輸出低電平有效就行了。（4）時(shí)鐘和復(fù)位單片機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的電路，要使這個(gè)芯片穩(wěn)定高效的工作，也必須有個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘電路。AT89S52內(nèi)有一個(gè)高增益反向放大器，只要外接一石英晶體振蕩電路就可構(gòu)成自激振蕩，振蕩頻率由石英的振蕩頻率所決定，我們這里取12MHz。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位就行了，具體時(shí)鐘和復(fù)位電路見(jiàn)原理圖1-1。圖1.1時(shí)鐘和復(fù)位電路原理圖三、硬件設(shè)計(jì)（1）總體電路介紹該電路采用AT89S52作為主控芯片，其基本功能就是對(duì)每位按鍵進(jìn)行單擊、雙擊和三擊后發(fā)光二極管會(huì)顯示不同的發(fā)光個(gè)數(shù)及順序，當(dāng)按復(fù)位鍵后個(gè)發(fā)光二極管就會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)（全部都滅）。其電路原理圖如1-1所示。芯片的左邊主要由三部分組成：由六個(gè)SB按鍵分別并接在P1口的P1.0P1.5的六個(gè)引腳上，構(gòu)成的輸入部分；由按鍵復(fù)位電路構(gòu)成的復(fù)位部分；由晶體振蕩電路構(gòu)成的時(shí)鐘電路。芯片右邊則是由8個(gè)發(fā)光二極管和排阻構(gòu)成的顯示部分。（2）AT89S52芯片的功能簡(jiǎn)介和引腳分配1、AT89S52是一種低功耗、高性能的且?guī)в?KB可編程Flash存儲(chǔ)器的8位MCU,它采用ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。其內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖如2-1所示：它包括微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出口（I/O口）及其他功能部件如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。它們通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線連接起來(lái)。圖2.1 AT89S52內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖AT89S52單片機(jī)有多種封裝形式，常見(jiàn)的有DIP封裝、PLC封裝、TQFP封裝，為了使用的方便通常使用DIP封裝形式的單片機(jī)。外部共有40個(gè)引腳，圖2-2為引腳的排列圖。40個(gè)引腳大致可分為4大類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。1） 電源VCC芯片電源引腳，接+5V；GND接地端。2）時(shí)鐘時(shí)鐘也即外部振蕩器引腳，晶體振蕩電路反向輸入端和輸出端。圖2.2 AT89S52引腳的排列圖3）控制線RST：復(fù)位信號(hào)輸入端。ALE/PROG：ALE為地址鎖存使能端，當(dāng)訪問(wèn)外部器件時(shí)ALE的負(fù)跳變將P0口低8位地址送入鎖存器。當(dāng)對(duì)特殊功能寄存區(qū)的地址為8EH單元的D0位置“1”可禁止ALE輸出，而只有在執(zhí)行MOVX或MOVC等指令時(shí)才能被激活。/PSEN：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。/EA/VPP：/EA為訪問(wèn)內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)。 4）I/O多功能引腳P0口：8位并行I/O口，作為輸出口時(shí)，每個(gè)管腳可帶8個(gè)TTL負(fù)載。在外擴(kuò)存儲(chǔ)器時(shí)，它定義為低8位地址或數(shù)據(jù)總線，當(dāng)定義為I/O口時(shí)，為準(zhǔn)雙向I/O口，需外接上拉電阻，在寫(xiě)入“1”后就成為高阻抗輸入口。P1口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)定義為低8位地址線。第二功能如下：P1.0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T2的外部計(jì)數(shù)輸入；P1.1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T2捕捉/再裝入觸發(fā)及方向控制；P1.5： MOSI（用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）；P1.6：MISO（用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）；P1.7：SCK （用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）。P2口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)定義為高8位地址總線。P3口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。第二功能如下：P3.0 ：RXD(串行接收端口)；P3.1： TXD(串行發(fā)送端口)；P3.2：/INT0(外部中斷0請(qǐng)求端)；P3.3/INT1(外部中斷1請(qǐng)求端)；P3.4：T0(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部計(jì)數(shù)輸入端)；P3.5：T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部計(jì)數(shù)輸入端)；P3.6：/WR(外部數(shù)據(jù)寫(xiě)選通)；P3.7：/RD(外部數(shù)據(jù)讀選通)。四. 軟件設(shè)計(jì) 在硬件設(shè)計(jì)完成后，接下來(lái)就要編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序，采用與MS-51相兼容的匯編語(yǔ)言。根據(jù)電路和控制要求的需要，該程序涉及主程序和延時(shí)程序。主程序用以識(shí)別是哪個(gè)按鍵按下及每個(gè)按鍵所按的次數(shù)，延時(shí)程序主要用于防止非人為按下按鍵或按鍵顫抖所出現(xiàn)的按鍵觸動(dòng)。在進(jìn)行編程之前要對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行分析，明確任務(wù)后，有條理的畫(huà)出流程圖，就能充分表達(dá)程序的設(shè)計(jì)思路，可幫助設(shè)計(jì)程序，閱讀程序和查找程序中的錯(cuò)誤。以下圖示為該設(shè)計(jì)的流程圖。Y Y Y N 進(jìn)位位清零且將OEEH送到AA中內(nèi)容左移一位且將A內(nèi)容送到P0口P3.1=1？N 開(kāi)始初始化；開(kāi)總中斷，外部中斷1和0，且設(shè)置外部中斷1為高優(yōu)先級(jí)將7FH傳送到A寄存器P3.1=1？將A寄存器內(nèi)容傳送到P0口A中內(nèi)容右移一位，調(diào)用一秒延遲P3.1=1？N 原理圖說(shuō)明：該設(shè)計(jì)選用一塊AT99C52型單片機(jī)，使用其P0口P3口的部分。P0口作為其發(fā)光二極管的控制信號(hào)輸出端，P3.1作為按鈕K1信號(hào)輸入口，P3.2作為按鈕K2外部中斷0信息輸入口，P3.3作為按鈕K3外部中斷0信息輸入口，單片機(jī)晶振頻率為12MHZ,每個(gè)機(jī)器周期1um。電源使用5V直流電。程序編寫(xiě)簡(jiǎn)介在程序執(zhí)行以前必須對(duì)程序進(jìn)行初始化，初始化時(shí)，P2口低電平有效，故先把P2各口置“1”。因P1口為輸入口，所以在輸入前必須把各口置“1”，要想得到有效的SB按鍵需把P3.2置“0”。在程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)PC指向0000H，因從0003H0032H是中斷程序的入口地址，所以要在0000H后裝一跳轉(zhuǎn)程序（轉(zhuǎn)到主程序）。當(dāng)程序執(zhí)行的過(guò)程中，如果有SB按下，則主程序會(huì)調(diào)用延時(shí)程序，延時(shí)程序有兩個(gè)作用：一防抖動(dòng)，二確認(rèn)按鍵是被人為按下的（正常情況下，人按下再松開(kāi)的時(shí)間大約80200ms，該延時(shí)為100ms ,所以在100200ms內(nèi)都被認(rèn)為按下。）。跑馬燈的效果描述在8個(gè)發(fā)光二級(jí)管全滅的情況下，L1先閃爍一下在滅，在L1滅0.5秒后L2先閃爍一下在滅，在L2滅0.5秒后L3先閃爍一下在滅，在L3滅0.5秒后L4先閃爍一下在滅，同理，L5，L6，L7，L8的亮滅情況同L1，L2，L3，L4一樣。等到L8滅以后0.5秒8個(gè)發(fā)光二級(jí)管全閃爍一下，待8個(gè)發(fā)光二極管閃爍一下全滅0.5秒后，進(jìn)入下一循環(huán)。org 000hjmp main org 100hmain: mov a,#0ffhfsho: mov r2,#01hloop: mov p1,a lcall dy1smov p1,#0fehlcall dy1smov p1,#0fdhlcall dy1smov p1,#0fbhlcall dy1smov p1,#0f7hlcall 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