單片機課程設計.docyt

1、單片機課程設計 單 片 機電子 搶答器設計 專 業(yè) 班 級：11電氣自動化普招1班學 號：1設 計 人：邵點點指 導 老 師：孫建延設 計 時 間：2012年12月15日目錄單片機課程設計任務書 3摘要4第一章：系統(tǒng)概述5 第二章：設計的試驗與分析5 2.1 MCS-51系單片機的引腳介紹5 2.2 單片機時鐘電路6 2.3 單片機復位電路7 2.4 單片機中斷系統(tǒng)7 第三章：硬件原理圖8第四章：軟件設計及源程序91.程序流程圖9 2.源程序10第五章：結束語13附件：元件清單13單片機課程設計任務書一 設計分組:實物設計可多人一組，電子報告，一人一組。二設計周期: 二周三設計要求(一)總的指

2、導思想對本次課程設計,原則上指導老師只給出大致的設計要求,在設計思路上不框定和約束同學們的思維,所以同學們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,有所發(fā)揮,并力求設計方案凝練可行,思路獨特,效果良好. (二)課題題目具體要求題目：單片機控制電子搶答器設計（三）任務與要求 要完成自己所設想的模型，詳細的講解設計原理，及其各元件的功能，并能夠通過電腦軟件的模擬仿真。（四）設計任務設計制作一個能夠通過單片機控制的電子搶答器（五）設計要求設計一個具有特定功能的搶答器。該搶答器上電或按鍵復位后能自動顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進入準備工作狀態(tài)。主持人按下開始按鈕后，搶答開始并限定時間30S；10S內(nèi)無人搶答，蜂鳴器發(fā)出音響；

3、主持人按下開始按鈕之前有人按下?lián)尨鹌?，搶答違規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺號，違規(guī)指示燈亮，其它按鈕不起作用；正常搶答，顯示器顯示臺號，蜂鳴器發(fā)出音響，其它搶答按鈕無效；正常搶答下，從按下?lián)尨鸢粹o開始30S內(nèi)，答完按鈕沒按下，則作超時處理，超時處理時，違規(guī)指示燈亮，顯示器顯示違規(guī)臺號。蜂鳴器發(fā)出音響；各臺數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關斷，都要通過主持人按復位按鈕（四）設計流程:1.選題并由指導教師簡要譬講題目2.分析題意并查資料 3.初步確定設計方案并進行必要計算4.寫出設計報告并到實驗室進行功能仿真驗證,進行適當修改,進行簡單答辯并由指導老師給出答辯成績.摘要單片機又稱單片微控制器,它不是

4、完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。自從1976年問世以來，單片機獲得了巨大的發(fā)展?，F(xiàn)在比較流行的單片機是美國Intel 的MCS51/96以及Motorola的MC系列，Zilog 的Z8系列，同時還有更多新型的、功能更強的單片機不斷出現(xiàn)，現(xiàn)在國內(nèi)應用廣泛的是MCS-51系列單片機。由于單片機具有卓越的控制性能和靈活的嵌入形式、種類繁多，不僅在日常生活中的應用隨處可見，在工業(yè)控制領域、檢測中也被廣泛應用。主要應用于工廠控制、智能儀器儀表、信息和通信、家用電器、軍用武器

5、裝備、計算機外部設備與智能接口、多機分布式系統(tǒng)等方面。本實驗利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，通過采用proteus仿真軟件來模擬實現(xiàn)。單片機作為計算機的一個分支，其組成結構和典型計算機相似，但結構上有其獨到的特點?，F(xiàn)在國內(nèi)應用廣泛的是MCS-51系列單片機，它是由一個8位CPU、時鐘電路、內(nèi)部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器、中斷系統(tǒng)、2個16位定時/計數(shù)器、4個并行I/O口和1個串行口組成，各部分之間通過系統(tǒng)總線相連 關鍵字：單片機 MCS-51 定時器/計數(shù)器 proteus仿真軟件 第一章：系統(tǒng)概述本實驗利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，通過采用proteus仿真軟件來模擬實

6、現(xiàn)。系統(tǒng)軟件主要包括硬件軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)原理和技術性能，將硬件和軟件分開設計。硬件部分包括電路原理圖合理選擇元器件，確定元器件封裝規(guī)格，繪制線路圖以達到設計要求軟件設計部分首先在總體設計中完成系統(tǒng)的流程圖，選擇合適的編程語言和工具進行代碼設計等，最后是軟件進行調(diào)試，測試達到所需控制要求。第二章：設計的試驗與分析2.1 MCS-51系單片機的引腳介紹主要有四類引腳(1)電源及Vcc、Vss;(2)時鐘引腳: XTAL1、XTAL2。(3)控制引腳： PSEN*、EA* 、ALE、RESET (即RST)。(4)I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，為4個8位I/O口的外部引腳。1.電源

7、引腳(1)Vcc(40腳)：+5V電源;(2)Vss(20腳)：接地。2.時鐘引腳(1)XTAL1(19腳)：如果采用外接晶體振蕩器時，此引腳應接地。(2)XTAL2(18腳)：接外部晶體的另一端。I/O口引腳(1) P0口（3932腳）：雙向8位三態(tài)I/O口，第一功能是作為基本輸入/輸出口，負責單片機與外界的數(shù)據(jù)交換。第二功能是用于片外存儲器擴展。 (2) P1口（18腳）：8位準雙向I/O口，作為基本輸入/輸出口，負責單片機與外界的數(shù)據(jù)交換。(3) P2口（2128腳）：8位準雙向I/O口，作為基本輸入/輸出口，負責單片機與外界的數(shù)據(jù)交換。 (4) P3口（1017）：8位準雙向I/O口，

8、雙功能復用口，第一功能是作為基本輸入/輸出口，負責單片機與外界的數(shù)據(jù)交換。要特別注意準雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當3個準雙向I/O口作輸入口使用時，要向該口先寫“1”，另外準雙向I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)。3.控制引腳提供控制信號，有的引腳還具有復用功能。(1) RST/VPD(9腳)：復位與備用電源。(2) ALE/PROG*(30腳)：地址鎖存允許信號輸出/編程脈沖輸入引腳(3) PSEN* (29腳)：片外程序存儲器的讀選通信號引腳。(4) EA*/VPP (31腳) 片內(nèi)、外程序存儲器選擇/片內(nèi)固化編程電壓輸入引腳2.2 MCS-51系單片機的時鐘電路單片機的時鐘信號通常有內(nèi)部和外部

9、兩種時鐘產(chǎn)生方式：一 內(nèi)部時鐘方式（如圖）：只需在XTAL1和XTAL2之間跨接一個晶振和兩個微調(diào)電容，就構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電容的典型值一般為30uF左右，晶振頻率典型值為6MHz、11.0592 MHz、12 MHz。二外部時鐘方式（如圖）：外部振蕩器的信號接至XTAL1，而XTAL2懸空。它一般適用于多片單片機同時工作時，使用同一時鐘信號，以保證單片機的工作同步。2.3MCS-51系單片機的復位電路通電復位電路如下圖所示：利用電容充電來實現(xiàn)的，由于電容的電壓不能突變，通電瞬間RST/VPD端的電位與VCC相同，隨著充電的進行，RST/VPD的電位下降，最后被嵌位在0V，只要保證加載

10、RST引腳的高電平持續(xù)時間大于2個機器周期，便能正常復位。按鍵復位電路如下圖所示：若要復位，只需將按鍵按下，此時電源VCC經(jīng)過電阻R1、R2分壓，在RST端產(chǎn)生一個復位高電平。該電路還具有上電復位功能2.4 MCS-51系單片機的中斷系統(tǒng)返回主程序中斷處理過程為：中斷源發(fā)出中斷請求CPU對中斷請求做出響應執(zhí)行中斷系統(tǒng)程序MCS-51系單片機的中斷結構如下圖由圖可以看出，與中斷相關的寄存器有4個，分別為定時器控制寄存器TCON、串行控制寄存器SCON、中斷允許控制寄存器IE和中斷優(yōu)先級控制寄存器IP。第三章：硬件原理圖線路中所需要的器件：Atmel89C51單片機芯片一個、LED燈八個，低壓電源

11、、開關（按鈕）兩個、電阻、電容及導線若干。 第四章：軟件設計及源程序1.程序流程圖：/*- 名稱：搶答器 名稱：單個獨立按鍵控制 內(nèi)容： 1、試驗目的：了解按鍵的掃描原理 2、實現(xiàn)現(xiàn)象：同時按鍵搶答，先按的鍵有效，其他按鍵鎖死 復位后重新開始搶答 3、硬件要求：按鍵 LED燈 原理：最先按下按鍵者有效，其他均無效-*/#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義sbit key1=P30;/定義按鍵位置 獨立按鍵模式 sbit key2=P31;sbit key3=P32;sbit key4=P33;/*- 主函數(shù)-*/main()bit Flag;whi

12、le(!Flag)/執(zhí)行一次就停止了 先檢測到的相應 復位后有效 if(!key1) P1=0xFE;Flag=1;/ else if(!key2)P1=0xFD;Flag=1;/ else if(!key3)P1=0xFB;Flag=1;/ else if(!key4)P1=0xF7;Flag=1;/ while(Flag);第五章：結束語單片機課程設計不僅給我們提供了一個很好的展現(xiàn)應用自己所掌握的知識的平臺,又是檢驗自己所學知識的一次考核。通過本次課程設計加深對單片機掌握定時器、外部中斷的設置和編程原理的全面認識復習和掌握，對單片機實際的應用作進一步的了解。通過本次試驗，增強自己的動手能力

13、。認識單片機在日常生活中的應用的廣泛性，實用性。這是一門實踐性很強的課程，“眼過千遍，不如手過一遍”。不管什么時候事實總是會跟想象的有一定的差別，空想是不行的，只有自己親手去做了，并且在做的過程中認真思考過，才會有意外的收獲。對我們來說加強了工程的訓練，特別是對我們技能的培養(yǎng)。對于我們的素質(zhì)和動手能力的培養(yǎng)都很有幫助。課程設計為以后的畢業(yè)設計打好基礎，畢業(yè)設計是系統(tǒng)工程的實踐，而課程設計的著眼點是將我們從理論的軌道上逐漸引向實際方面。運用設計的硬件電路連接的分析和單片機的設計的理論知識，逐步掌握工程設計的方法，同時課程設計報告書的書寫，為今后從事技術工作撰寫科技報告打下基礎。附件：元件清單項目

14、代號代 號名稱、型號、規(guī)格數(shù)量備注更改電阻器8R0GB8551-87RT0.125b51010%1R1GB8551-87RT0.125b51010%1R2GB8551-87RT0.125b51010%1R3GB8551-87RT0.125b51010%1R4GB8551-87RT0.125b51010%1R5GB8551-87RT0.125b51010%1R6GB8551-87RT0.125b51010%1R7GB8551-87RT0.125b51010%1RpA103J1k排阻1電容器3C1,C2GB5995-86CD210V30pF102C3GB5995-86CD225V100F101單片機1C52AT89C52AT89C52-24AI1數(shù)碼管1LED0SMSM LED1發(fā)光二極管2LED1SJ1067-76LJ-204d-21紅色LED2SJ1067