單片機(jī)開(kāi)機(jī)次數(shù)記憶器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

1、信息與電氣工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)（三級(jí)項(xiàng)目）設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2014/2015學(xué)年第二學(xué)期）題 目 ： 開(kāi)機(jī)次數(shù)記憶器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 專業(yè)班級(jí) ： 電子信息工程1202班 學(xué)生學(xué)號(hào) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 2周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2015年6月26日1、 項(xiàng)目設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)要求（1）以單片機(jī)at89c52為核心，使用24c02串行eeprom進(jìn)行存儲(chǔ)開(kāi)機(jī)次數(shù)；（2）用lcd1602顯示存儲(chǔ)的開(kāi)機(jī)次數(shù)； （3）單片機(jī)復(fù)位一次，從24c02中讀取數(shù)據(jù)，然后加1；（4）在此基礎(chǔ)上可以拓展對(duì)一組密碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)比后，才能進(jìn)入正常界面。1.2 設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際

2、的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。（2）鍛煉學(xué)生自學(xué)軟件的能力及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的運(yùn)用和計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的能力得到訓(xùn)練和提高。（4）鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生的單片機(jī)理論知識(shí)。（5）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。2、項(xiàng)目設(shè)計(jì)正文2.1方案設(shè)計(jì)2.1.1設(shè)計(jì)思路此次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)開(kāi)機(jī)次數(shù)的記憶及顯示功能，即其復(fù)位斷電關(guān)機(jī)都能準(zhǔn)確的將開(kāi)機(jī)次數(shù)顯示在lcd1602顯示屏上。根據(jù)對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用的分析，選用以單片機(jī)at89c52為核心，使用24c02串行eeprom進(jìn)行存儲(chǔ)開(kāi)機(jī)

3、次數(shù)的方法，使c52單片機(jī)的p2.0口和p2.1口分別控制24c02的數(shù)據(jù)線sda和時(shí)鐘信號(hào)線sck來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫功能，然后用lcd1602顯示屏將24c02中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的邏輯流程圖如圖1所示：圖1 邏輯實(shí)現(xiàn)流程圖2.1.2主要元器件（1） 處理器at89c52，引腳圖如圖2所示：圖2 at89c52單片機(jī)引腳圖at89c52是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用

4、8位中央處理器和flash存儲(chǔ)單元，at89c52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。at89c52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出(i/o)端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2 個(gè)讀寫口線，at89c52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。（2） 外部存儲(chǔ)器24c02串行e2prom是基于i2c-bus 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。具有以下幾

5、大特點(diǎn)：1.寬范圍的工作電壓1.8v5.5v2.低電壓技術(shù)：1ma典型工作電流1ua典型待機(jī)電流3.儲(chǔ)存器組織結(jié)構(gòu)4.2線串行接口，完全兼容i2c總線5.施密特觸發(fā)輸入噪聲抑制6.硬件數(shù)據(jù)寫保護(hù)7.內(nèi)部與周期（最大5ms）8.自動(dòng)遞增地址9.可按照字節(jié)寫10.esd保護(hù)大于2.5kv11.高可靠性：擦寫壽命：100萬(wàn)次 數(shù)據(jù)保持時(shí)間：100年12.無(wú)鉛工藝，符合rohs標(biāo)準(zhǔn)2.2單元電路設(shè)計(jì)2.2.1處理器at89c52引腳的選擇本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)選擇的引腳分別為p0口、p2口、res端口。p0 口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向i/o 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式

6、驅(qū)動(dòng)8 個(gè)ttl邏輯門電路，對(duì)端口p0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。p2口 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)ttl 邏輯門電路。對(duì)端口p2 寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(iil)。訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16 位地?cái)?shù)

7、據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時(shí)，p2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movxri 指令）時(shí)，p2 口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。p2.0口和p2.1口分別控制24c02的數(shù)據(jù)線sda和時(shí)鐘信號(hào)線sck來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫功能。rst為復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)引腳圖連接選擇如圖3所示：圖3 單片機(jī)的引腳連接圖2.2.2 rc復(fù)位電路復(fù)位電路圖如圖4所示：圖4 復(fù)位電路圖系統(tǒng)復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加給rst端一個(gè)短暫的高電

8、平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著vcc對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即rst端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，rst端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。在圖4的復(fù)位電路中，當(dāng)vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使rst端電壓迅速下降到0v以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器pc將得不到一個(gè)合適的初值，cpu可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。2.2.3 lcd1602顯示屏的連接lcd1602各引腳的功能如下：第1腳：vss為電源地

9、第2腳：vdd接5v電源正極第4腳：rs為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：rw為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：e(或en)端為使能(enable)端。第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)端。單片機(jī)的p2.5，p2.6，p2.7分別接lcd1602的rs、rw、e端口，如圖5所示：圖5 lcd1602顯示屏的連接2.2.4 24c02的連接c52單片機(jī)的p2.0口和p2.1口分別控制24c02的數(shù)據(jù)線sda和時(shí)鐘信號(hào)線sck來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫功能，具體電路圖如圖6所示：圖6 24c02 的連接2.2.5 整體電路系統(tǒng)整

10、體仿真電路和實(shí)物操作電路如圖7和圖8所示：圖7 整體仿真電路圖圖8 仿真實(shí)物圖2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序#include #include sbit sda=p20;/at24c01串行數(shù)據(jù)5腳 sbit scl=p21;/at24c01串行時(shí)鐘6腳int time=0;int time2=0;typedef unsigned char uint8; /* defined for unsigned 8-bits integer variable 無(wú)符號(hào)8位整型變量 */typedef signed char int8; /* defined for signed 8-bits integer vari

11、able有符號(hào)8位整型變量 */typedef unsigned char byte;typedef unsigned int word;typedef bit bool ; sbit rs= p26;sbit rw = p25;sbit ep = p27;byte code dis1 = time;byte dis210=0123456789;byte dis310=0123456789;delay(byte ms)/ 延時(shí)子程序byte i;while(ms-)for(i = 0; i 250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();bool lcd_bz(

12、)/ 測(cè)試lcd忙碌狀態(tài)bool result;rs = 0;rw = 1;ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (bool)(p0 & 0x80);ep = 0;return result;lcd_wcmd(byte cmd)/ 寫入指令數(shù)據(jù)到lcdwhile(lcd_bz();rs = 0;rw = 0;ep = 0;_nop_();_nop_();p0 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;lcd_po

13、s(byte pos)/設(shè)定顯示位置lcd_wcmd(pos | 0x80);lcd_wdat(byte dat)/寫入字符顯示數(shù)據(jù)到lcdwhile(lcd_bz();rs = 1;rw = 0;ep = 0;p0 = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;lcd_init()/lcd初始化設(shè)定lcd_wcmd(0x38);delay(1);lcd_wcmd(0x0c);delay(1);lcd_wcmd(0x06);delay(1);lcd_wcmd(0x01);/

14、清除lcd的顯示內(nèi)容delay(1);/2402程序2void at2401_delay();void busy() byte temp; temp=0x00; rs=0; rw=1; ep=1; while(temp&0x80)=0x80) ep=0;_nop_();ep=1;_nop_(); void at2401_start()/啟動(dòng)信號(hào)sda=1;at2401_delay();scl=1;at2401_delay();sda=0;at2401_delay();void at2401_stop()/停止信號(hào)sda=0;at2401_delay();scl=1;at2401_delay()

15、;sda=1;at2401_delay();void at2401_respons()/響應(yīng)uint8 i;scl=1;at2401_delay();while(sda=1)&(i250)i+;scl=0;at2401_delay();void at2401_init()/初始化函數(shù)sda=1;at2401_delay();scl=1;at2401_delay();void at2401_wbyte(uint8 date)/寫一個(gè)字節(jié)uint8 i,temp;temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp1;scl=0;at2401_delay();sda=cy;at240

16、1_delay();scl=1;at2401_delay(); scl=0;at2401_delay();sda=1;at2401_delay();uint8 at2401_rbyte()/讀一個(gè)字節(jié)uint8 i,k;scl=0;at2401_delay();sda=1;at2401_delay();for(i=0;i8;i+)scl=1;at2401_delay();k=(k=9)at2401_waddr(0x01,0);time2+=1; time+=1;if(time29&time=9) time=0; time2=0 ;at2401_waddr(0x01, time);at2401_

17、waddr(0x02, time2);lcd_pos(4);/ 設(shè)置顯示位置為第一行的第5個(gè)字符i = 0;while(dis1i != 0)/ 顯示字符timelcd_wdat(dis1i);i+;lcd_pos(0x49);/ 設(shè)置顯示位置為第二行第一位字符dis2time; lcd_wdat(dis2time);/ 顯示字符delay(1);lcd_pos(0x48);/ 設(shè)置顯示位置為第二行第二位字符dis2time2;lcd_wdat(dis3time2);/ 顯示字符while(1); 3、 項(xiàng)目設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)

18、過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了at89c52、24c02和lcd1602的基本知識(shí)和連接測(cè)試，也通過(guò)查資料熟悉了外部存儲(chǔ)24c02的工作原理。了解了c語(yǔ)言程序在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，掌握了系統(tǒng)電路的調(diào)試方法。在此次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，我們小組三個(gè)人分工合作，查資料、電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、硬件實(shí)物仿真都做得有條不紊，我們配合越來(lái)越默契，有問(wèn)題一起解決，在成功后一起體會(huì)喜