單片機(jī)課程設(shè)計(jì).docyt

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 單 片 機(jī)電子 搶答器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí)：11電氣自動(dòng)化普招1班學(xué) 號(hào)：1設(shè) 計(jì) 人：邵點(diǎn)點(diǎn)指 導(dǎo) 老 師：孫建延設(shè) 計(jì) 時(shí) 間：2012年12月15日目錄單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3摘要4第一章：系統(tǒng)概述5 第二章：設(shè)計(jì)的試驗(yàn)與分析5 2.1 MCS-51系單片機(jī)的引腳介紹5 2.2 單片機(jī)時(shí)鐘電路6 2.3 單片機(jī)復(fù)位電路7 2.4 單片機(jī)中斷系統(tǒng)7 第三章：硬件原理圖8第四章：軟件設(shè)計(jì)及源程序91.程序流程圖9 2.源程序10第五章：結(jié)束語13附件：元件清單13單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一 設(shè)計(jì)分組:實(shí)物設(shè)計(jì)可多人一組，電子報(bào)告，一人一組。二設(shè)計(jì)周期: 二周三設(shè)計(jì)要求(一)總的指

2、導(dǎo)思想對(duì)本次課程設(shè)計(jì),原則上指導(dǎo)老師只給出大致的設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)思路上不框定和約束同學(xué)們的思維,所以同學(xué)們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,有所發(fā)揮,并力求設(shè)計(jì)方案凝練可行,思路獨(dú)特,效果良好. (二)課題題目具體要求題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電子搶答器設(shè)計(jì)（三）任務(wù)與要求 要完成自己所設(shè)想的模型，詳細(xì)的講解設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠通過單片機(jī)控制的電子搶答器（五）設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的搶答器。該搶答器上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。主持人按下開始按鈕后，搶答開始并限定時(shí)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(tái)號(hào)，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(tái)號(hào)，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(shí)處理，超時(shí)處理時(shí)，違規(guī)指示燈亮，顯示器顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)。蜂鳴器發(fā)出音響；各臺(tái)數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關(guān)斷，都要通過主持人按復(fù)位按鈕（四）設(shè)計(jì)流程:1.選題并由指導(dǎo)教師簡(jiǎn)要譬講題目2.分析題意并查資料 3.初步確定設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行必要計(jì)算4.寫出設(shè)計(jì)報(bào)告并到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證,進(jìn)行適當(dāng)修改,進(jìn)行簡(jiǎn)單答辯并由指導(dǎo)老師給出答辯成績(jī).摘要單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是

4、完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。自從1976年問世以來，單片機(jī)獲得了巨大的發(fā)展?，F(xiàn)在比較流行的單片機(jī)是美國(guó)Intel 的MCS51/96以及Motorola的MC系列，Zilog 的Z8系列，同時(shí)還有更多新型的、功能更強(qiáng)的單片機(jī)不斷出現(xiàn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的是MCS-51系列單片機(jī)。由于單片機(jī)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(yīng)用隨處可見，在工業(yè)控制領(lǐng)域、檢測(cè)中也被廣泛應(yīng)用。主要應(yīng)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(jì)算機(jī)外部設(shè)備與智能接口、多機(jī)分布式系統(tǒng)等方面。本實(shí)驗(yàn)利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，通過采用proteus仿真軟件來模擬實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，其組成結(jié)構(gòu)和典型計(jì)算機(jī)相似，但結(jié)構(gòu)上有其獨(dú)到的特點(diǎn)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的是MCS-51系列單片機(jī)，它是由一個(gè)8位CPU、時(shí)鐘電路、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4個(gè)并行I/O口和1個(gè)串行口組成，各部分之間通過系統(tǒng)總線相連 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) MCS-51 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 proteus仿真軟件 第一章：系統(tǒng)概述本實(shí)驗(yàn)利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，通過采用proteus仿真軟件來模擬實(shí)

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(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。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(dá)到設(shè)計(jì)要求軟件設(shè)計(jì)部分首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)的流程圖，選擇合適的編程語言和工具進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等，最后是軟件進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試達(dá)到所需控制要求。第二章：設(shè)計(jì)的試驗(yàn)與分析2.1 MCS-51系單片機(jī)的引腳介紹主要有四類引腳(1)電源及Vcc、Vss;(2)時(shí)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(gè)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(shí)鐘引腳(1)XTAL1(19腳)：如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)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(fù)責(zé)單片機(jī)與外界的數(shù)據(jù)交換。第二功能是用于片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展。 (2) P1口（18腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口，作為基本輸入/輸出口，負(fù)責(zé)單片機(jī)與外界的數(shù)據(jù)交換。(3) P2口（2128腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口，作為基本輸入/輸出口，負(fù)責(zé)單片機(jī)與外界的數(shù)據(jù)交換。 (4) P3口（1017）：8位準(zhǔn)雙向I/O口，

8、雙功能復(fù)用口，第一功能是作為基本輸入/輸出口，負(fù)責(zé)單片機(jī)與外界的數(shù)據(jù)交換。要特別注意準(zhǔn)雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當(dāng)3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫“1”，另外準(zhǔn)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(hào)，有的引腳還具有復(fù)用功能。(1) RST/VPD(9腳)：復(fù)位與備用電源。(2) ALE/PROG*(30腳)：地址鎖存允許信號(hào)輸出/編程脈沖輸入引腳(3) PSEN* (29腳)：片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)引腳。(4) EA*/VPP (31腳) 片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器選擇/片內(nèi)固化編程電壓輸入引腳2.2 MCS-51系單片機(jī)的時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有內(nèi)部和外部

9、兩種時(shí)鐘產(chǎn)生方式：一 內(nèi)部時(shí)鐘方式（如圖）：只需在XTAL1和XTAL2之間跨接一個(gè)晶振和兩個(gè)微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)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(shí)鐘方式（如圖）：外部振蕩器的信號(hào)接至XTAL1，而XTAL2懸空。它一般適用于多片單片機(jī)同時(shí)工作時(shí)，使用同一時(shí)鐘信號(hào)，以保證單片機(jī)的工作同步。2.3MCS-51系單片機(jī)的復(fù)位電路通電復(fù)位電路如下圖所示：利用電容充電來實(shí)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(jìn)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(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。按鍵復(fù)位電路如下圖所示：若要復(fù)位，只需將按鍵按下，此時(shí)電源VCC經(jīng)過電阻R1、R2分壓，在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。該電路還具有上電復(fù)位功能2.4 MCS-51系單片機(jī)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(qǐng)求CPU對(duì)中斷請(qǐng)求做出響應(yīng)執(zhí)行中斷系統(tǒng)程序MCS-51系單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)如下圖由圖可以看出，與中斷相關(guān)的寄存器有4個(gè)，分別為定時(shí)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(jí)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(jī)芯片一個(gè)、LED燈八個(gè)，低壓電源

11、、開關(guān)（按鈕）兩個(gè)、電阻、電容及導(dǎo)線若干。 第四章：軟件設(shè)計(jì)及源程序1.程序流程圖：/*- 名稱：搶答器 名稱：?jiǎn)蝹€(gè)獨(dú)立按鍵控制 內(nèi)容： 1、試驗(yàn)?zāi)康模毫私獍存I的掃描原理 2、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象：同時(shí)按鍵搶答，先按的鍵有效，其他按鍵鎖死 復(fù)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(dòng)，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(dú)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(cè)到的相應(yīng) 復(fù)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(jié)束語單片機(jī)課程設(shè)計(jì)不僅給我們提供了一個(gè)很好的展現(xiàn)應(yīng)用自己所掌握的知識(shí)的平臺(tái),又是檢驗(yàn)自己所學(xué)知識(shí)的一次考核。通過本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)實(shí)際的應(yīng)用作進(jìn)一步的了解。通過本次試驗(yàn)，增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力

13、。認(rèn)識(shí)單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用的廣泛性，實(shí)用性。這是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，“眼過千遍，不如手過一遍”。不管什么時(shí)候事實(shí)總是會(huì)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(rèn)真思考過，才會(huì)有意外的收獲。對(duì)我們來說加強(qiáng)了工程的訓(xùn)練，特別是對(duì)我們技能的培養(yǎng)。對(duì)于我們的素質(zhì)和動(dòng)手能力的培養(yǎng)都很有幫助。課程設(shè)計(jì)為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)工程的實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是將我們從理論的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面。運(yùn)用設(shè)計(jì)的硬件電路連接的分析和單片機(jī)的設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的方法，同時(shí)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的書寫，為今后從事技術(shù)工作撰寫科技報(bào)告打下基礎(chǔ)。附件：元件清單項(xiàng)目

14、代號(hào)代 號(hào)名稱、型號(hào)、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(jī)1C52AT89C52AT89C52-24AI1數(shù)碼管1LED0SMSM LED1發(fā)光二極管2LED1SJ1067-76LJ-204d-21紅色LED2SJ1067