電子工藝實習(xí)報告基于單片機流水燈設(shè)計

1、西南石油大學(xué) 單片機課程設(shè)計 電子工藝實習(xí)報告學(xué)生姓名學(xué)號教學(xué)院系電子信息工程學(xué)院專業(yè)年級指導(dǎo)教師完成日期2011年6月23日22目 錄第1章 基礎(chǔ)實驗報告11.1設(shè)計題目11.2 工藝流程11.3 設(shè)計任務(wù)11.4 軟件使用指南11.5 硬件電路81.5.1元件清單81.5.2電路原理圖81.6 程序設(shè)計91.6.1 源程序91.6.2 調(diào)試與仿真91.7成果展示10第2章 提高設(shè)計報告102.1 設(shè)計題目102.2 設(shè)計任務(wù)102.3 設(shè)計基本原理102.3.1 串行通信的基本原理102.3.2串行通信的基本方式112.3.3 通信中數(shù)據(jù)的傳送方式112.3.4接口處相應(yīng)元件122.4輔助

2、軟件介紹142.5硬件部分162.5.1 元件清單162.5.2 設(shè)計電路172.6程序設(shè)計172.6.1流程圖172.6.2 源程序182.6.3 調(diào)試與仿真202.7 成果展示20第3章 提高設(shè)計報告任務(wù)說明書213.1 小組成員及其學(xué)號213.2 本人工作任務(wù)說明21第4章 實習(xí)心得21參考文獻22第1章 基礎(chǔ)實驗報告1.1設(shè)計題目基于單片機流水燈設(shè)計1.2 工藝流程1.3 設(shè)計任務(wù)基于at89c51單片機來設(shè)計一款簡單的流水燈。結(jié)合uvision3和 isis 7 professional這兩款軟件來設(shè)計和模擬。利用51 單片機來控制發(fā)光二極管的點亮和熄滅，主要實現(xiàn)延時控制和循環(huán)移位。

3、1.4 軟件使用指南一、進入keil雙擊桌面keil uvision3圖標，或者“開始”“程序”“keil uvision3”。二、工作界面圖1.4.1(1) keil工作界面三、建立工程1.點擊“project”“new project”。如圖1.4.1（2）、（3）所示。在彈出的窗口選擇工程要保存的路徑，輸入工程文件名，然后點擊“保存”按鈕。圖1.4.1（2）建立工程截取圖圖1.4.1（3）建工程菜單欄2.在彈出的對話框要求選擇單片機的型號，因為51內(nèi)核單片機具有通用性，所以我們?nèi)芜x一款89c52就行。在這里我們選擇atmel的89c52或89c51，然后點擊“確定”按鈕。如圖1.4.1（

4、4）所示。圖1.4.1（4）建工程元件選擇至此，我們已經(jīng)建立一個工程，但工程中海沒有任何文件及代碼。下面我們學(xué)習(xí)如何加載文件。四、添加文件及代碼1添加代碼到文件。點擊“file” “new”或者點擊來新建文件。新建文件后，窗口界面如圖1.4.1（5）所示。圖1.4.1（5）新建文件2.在當(dāng)前編輯框中輸入程序，程序輸入完畢后，如圖1.4.1（6-1）所示。 圖1.4.1（6-1）編寫程序 3.點擊“file” “save”或者點擊，彈出窗口如圖所示，在“文件名”處輸入要保存的文件名(例：pmd.c)，必須輸入正確的擴展名(如果用c語言編寫程序，則擴展名必須是.c；如果用匯編語言編寫程序，則擴展名

5、必須是 .asm)。這里的文件名不一定和工程名相同，可以隨意填寫文件名，然后單擊“保存”按鈕?？吹綀D1.4.1（6-2）。此時這個新建文件與我們剛剛建的工程還沒有直接聯(lián)系。圖1.4.1（6-2）保存程序4.添加文件到工程單擊“target 1”前面的“”號，然后右鍵單擊“source group 1”，選擇“add files to group source group 1”，如圖1.4.1（7）所示。在彈出對話框中，選中pmd.c，單擊“add”按鈕，再單擊“close”按鈕，然后再單擊左側(cè)“source group 1”前面的“”號，屏幕窗口如圖1.4.1（8）所示。這時，源代碼文件就與工

6、程關(guān)聯(lián)起來了。圖1.4.1（7） 加載程序圖1.4.1（8）加載完畢五、編譯、連接1.點擊“project” “rebuild all target files”或者點擊。信息輸出窗口中顯示了編譯過程和編譯結(jié)果，如圖1.4.1（9）、（10）所示。如果源代碼中有語法錯誤，會有錯誤報告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定位到出錯的位置，對源程序反復(fù)修改之后，最終會得到“”pmd”- 0 error(s),0 warning(s).”的結(jié)果。圖1.4.1（9）編譯圖1.4.1（10）編譯結(jié)果六、生成hex文件單擊“project” “options for target target 1”或者單擊，彈出窗口如圖

7、1.4.1（11），選擇“output”，然后選中“create hex file”，使程序編譯后產(chǎn)生hex代碼，供下載器下載到單片機中。再次單擊，編譯工程，編譯過程和編譯結(jié)果如圖1.4.1（12）所示。我們發(fā)現(xiàn)編譯過程多出一行“creating hex file from“pmd”。當(dāng)創(chuàng)建并編譯一個工程時，生成的hex文件名與工程名是相同的?，F(xiàn)在，我們就可以把hex文件加到單片機內(nèi)使用了。圖1.4.1（11）圖1.4.1（12）1.5 硬件電路1.5.1元件清單 元件名稱所屬類所屬子類at89c51microprpcessorics8051familycapcapacitorsgeneric

8、cap-eleccapacitorsgenericcrystalmiscellaneous-resresistorsgenericled-redoproeletronicsleds1.5.2電路原理圖1.6 程序設(shè)計1.6.1 源程序#include#include#define uchar unsigned charuchar bianma8=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;void main() int i,j,k; while(1) for(i=0;i0;j-)for(k=110;k0;k-); p2=bianmai; 1.6.2 調(diào)試與仿

9、真1.7成果展示第2章 提高設(shè)計報告2.1 設(shè)計題目 基于單片機與上位機的通信系統(tǒng)2.2 設(shè)計任務(wù) 利用uvision軟件設(shè)計實現(xiàn)單片機和上位機（即計算機）之間的通信系統(tǒng)。要求計算機發(fā)送數(shù)據(jù)給單片機，單片機通過數(shù)碼管現(xiàn)實，并且能反饋信息給單片機。2.3 設(shè)計基本原理2.3.1 串行通信的基本原理 串行通信是指數(shù)據(jù)按位順序傳送的通信。串行數(shù)據(jù)傳送的特點是：通信線路簡單，最多只需一對傳輸線即可實現(xiàn)通信，成本低但速度慢，其通信線路既能傳送數(shù)據(jù)信息，又能傳送聯(lián)絡(luò)控制信息；它對信息的傳送格式有固定要求，具體分為異步和同步兩種信息格式與此相應(yīng)有異步通信和同步通信兩種方式；在串行通信中，對信息的邏輯定義與t

10、tl不兼容，需要進行邏輯電平轉(zhuǎn)換：計算機與外界的數(shù)據(jù)傳送大多是串行的，其傳送的距離可以從幾米到幾千公里。單片機中使用的串行通信通常都是異步方式的。2.3.2串行通信的基本方式1.單片機串行口有四種不同的工作方式：方式0：移位寄存器輸入/出方式，波特率固定為：fosc/12。方式1：10位uart（通用異步接口電路），一幀數(shù)據(jù)包括1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位和1位停止位（1）。波特率可變，公式為：其中x為定時器t1的初值，當(dāng)然我們一般都是先確定波特率然后算初值的，所以我們更想知道x等于多少。把上面的式子變一下就可以得到初值x了：方式2/3：這兩種方式都是11位的uart，它們比方式1多了一個第9

11、位數(shù)據(jù)。他們不同的是：方式2波特率固定為fosc/32或fosc/64，由smod位決定，方式3的波特率同方式1。2.本實驗中采用方式1，波特率為9600（計算機默認值），根據(jù)波特率算出初值x=253（定時器t1工作方式2）。我們以9600的波特率循環(huán)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。2.3.3 通信中數(shù)據(jù)的傳送方式通常在串行通信中。數(shù)據(jù)在兩個站之間是雙向傳送的，既可以a站作發(fā)送端，b站作接收端：也可以b站作發(fā)送端，a站接收端。根據(jù)具體的需要，又可分為半雙工(half duplex)和全雙工(fullduplex)，半雙工只有一條傳輸線，盡管傳輸也可以雙向進行，但每次只能有一個站發(fā)送，另一個站接收。即可以是a發(fā)

12、送到b，也可以是b發(fā)送到a，但a，b不能同時發(fā)送。當(dāng)然也不能同時接收。而全雙工有兩條傳輸線，因此兩個站既可以同時發(fā)送，又可以同時接收，或者說一個站可以同時進行發(fā)收。2.3.4接口處相應(yīng)元件 1. rs-232c是異步通信中應(yīng)用最廣的標準串行接口，它定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（dte）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（dce）之間的串行接口標準，主要包括了有關(guān)串行數(shù)據(jù)的電氣和機械方面的規(guī)定。目前的pc機都配有標準的rs-232接口，rs-232c標準規(guī)定了25針連接器，但在實際應(yīng)用中并不一定用到rs-232c的全部信號線，所以，pc機配置的都是9針“d”型連接器。圖2.3.4 （1） 為rs-232c的“d”型9針插口的

13、引腳圖。在通常的異步串行通信中只使用其中三個引腳，即引腳2(接收rxd)、引腳3(發(fā)送txd)、引腳5(信號地sg)各引腳功能如圖2.3.4（2）所示圖2.3.4 （1） 9針“d”型連接器引腳號符號方向功能1dcd輸入數(shù)據(jù)載體檢測2txd輸出發(fā)送數(shù)據(jù)3rxd輸入接收數(shù)據(jù)4dtr輸出數(shù)據(jù)終端準備好5gnd信號地6dsr輸入數(shù)據(jù)通信設(shè)備準備好7rts輸出請求發(fā)送8cts輸入清除發(fā)送9ri輸入振鈴指示圖2.3.4（2）pc機的rs-232c接口信號2.由于ttl電平和rs-232c電平互不兼容，所以兩者對接時，必須進行電平轉(zhuǎn)換。rs-232c與ttl電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片是mc1488、mc1489

14、和max232等，各個生產(chǎn)的此類芯片雖然不一樣，但原理相似。一般選用max232。max232的引腳圖如下所示：圖2.3.4（3） max232的引腳圖管腳說明如下： c0+、c0-、c1+、c1- 是外接電容端；r1in、r2in是2路rs-232c電平信號接收輸入端；rlout、r2out是2路轉(zhuǎn)換后的ttl電平接收信號輸出端，送8051的rxd接收端；tlin、t2in是2路ttl電平發(fā)送輸入端，接8051的txd發(fā)送端；tlout、t2out是2路轉(zhuǎn)換后的發(fā)送rs-232c電平信號輸出端，接傳輸線；v+經(jīng)電容接電源+5v；v-經(jīng)電容接地。這種連接的傳輸介質(zhì)一般采用雙絞線，通信距離一般不

15、超過15m，傳輸率小于20kb/s。3.圖2.3.4（4）給出了采用max232芯片的pc機與單片機串行通信接口電路，與pc機相連采用pc機的9芯標準插座。圖2.3.4（4） pc機與單片機串行通信接口電路（注意：本實驗為仿真實驗，為使實驗電路簡單明了，所以實際電路中未加電平 轉(zhuǎn)換器件，并不影響仿真結(jié)果，但是如上原理我們必須理解。）2.4輔助軟件介紹1.打開虛擬串口的文件夾，可以看見如圖2.4（1）兩個文件，一個是破解用的，一個是安裝用的。圖2.4（1）2雙擊安裝圖標開始安裝。選擇同意，一路next即可。安裝后再將破解用 的文件粘貼到c:program fileseltima software

16、vspd xp 5.1目錄下，覆蓋原來的文件即可。在桌面就可以看到快捷方式。雙擊快捷方式后會看到圖2.4（2） 圖2.4（2）虛擬串口界3上面為實際的物理串行口，下面是虛擬的物理串行口。下面來增加一對虛擬串行口。因為一般的電腦最多為兩個串行口，我們設(shè)置first為com3，second為com4，點擊add pair就可以增加一對虛擬串口（如下圖2.4（3）、（4）所示）。這兩對端口是通過這個軟件物理連接的，并且是rs232電平連接。這樣我們就完成里串口的設(shè)置，可以把此軟件關(guān)閉，這兩個端口將會一直存在電腦中，下次直接使用就可以了。 圖2.4（3） 圖2.4（4）4下面對串口進行設(shè)置和邦定，在p

17、roteus右鍵單擊圖2.3.4 （1）所示的圖選定，然后左鍵單擊此元件打開它的屬性對話框。如下圖2.4（5）所示： 圖2.4（5） 5下面就是對串口調(diào)試工具的設(shè)置了，設(shè)置如下圖2.4（6）：因本例proteus用了com3，那么串口調(diào)試工具這里就要綁定為com4了，并且設(shè)置為16進制發(fā)送和顯示，這樣準備工作就做好了。圖2.4（6）串口調(diào)試工具設(shè)置界面2.5硬件部分 2.5.1 元件清單元件名稱所屬類別所屬子類at89c51microprpcessorics8051familycompimmicroprpcessorics7se-comcathodeoptoelectronics7-segme

18、nt display 2.5.2 設(shè)計電路2.6程序設(shè)計 2.6.1流程圖 2.6.2 源程序#include reg51.h#include string.hchar receive_data=0123456789;char flag;unsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/串口初始化 晶振為11.0592m方式1 波特率30057600void initcom(unsigned char baudrate)unsigned char thtl;switch (baudrate)c

19、ase 1: thtl = 64; break; /波特率300case 2: thtl = 160; break; /600case 3: thtl = 208; break; /1200case 4: thtl = 232; break; /2400case 5: thtl = 244; break; /4800case 6: thtl = 250; break; /9600case 7: thtl = 253; break; /19200case 8: thtl = 255; break; /57600default: thtl = 208;scon = 0x50; /串口方式1,允許接

20、收tmod = 0x20; /定時器1定時方式2tcon = 0x40; /設(shè)定時器1開始計數(shù)th1 = thtl;tl1 = thtl;pcon = 0x80; /波特率加倍控制,smod位ri = 0; /清收發(fā)標志ti = 0;tr1 = 1; /啟動定時器/從串口接收一個定長字符串(非中斷方式,只用于字符需有一個的idata字符串?dāng)?shù)組)/如unsigned char *str;/unsigned char i=abcd;/inhandstr = &i;void cominstr(unsigned char *str)while(*str != 0x00) /判斷是否到了字符串的尾部wh

21、ile(!ri); /空語句判斷字符是否收完*str = sbuf; /保存字符ri = 0; /清risbuf=*str;while(!ti);ti=0;str+; /字符串指針加一void delay1s(void) unsigned char i,j,k; for(k=40;k0;k-) for(i=20;i0;i-) for(j=248;j0;j-); void main() initcom(6); ea=1; es=1; et1=0; while(1) char i; cominstr(receive_data); for(i=0;i10;i+) /p2=table1; p2=tab

22、lereceive_datai-48; delay1s(); flag=0; /串口接收中斷函數(shù) /void serial () interrupt 4 using 3/ /cominstr(receive_data); /flag=1;/ 2.6.3 調(diào)試與仿真圖2.6.3 調(diào)試仿真運行結(jié)果截取圖2.7 成果展示點擊proteus的播放鍵，切換到串口調(diào)試工具，即可收到數(shù)據(jù)。然后再發(fā)送一些數(shù)據(jù)給單片機，便可在數(shù)碼管上看到結(jié)果第3章 提高設(shè)計報告任務(wù)說明書3.1 小組成員及其學(xué)號姓名學(xué)號徐正磊0807040224鞏雅琨08070401023.2 本人工作任務(wù)說明 在實驗過程中，我和隊友分工協(xié)作。由于我編程方面還有欠缺，所以我主要負責(zé)電路的設(shè)計以及繪制等硬件部分，另外前期查閱資料、軟件學(xué)習(xí)、制定具體的設(shè)計方向以及后期的整理、實驗報告的撰寫