單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)報(bào)告8路彩燈控制電路設(shè)計(jì)00八年十二月十八日1引言（3）2系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)（5）3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（10）4結(jié)束語(yǔ)（14）參考文獻(xiàn)附錄8路彩燈控制電路設(shè)計(jì)1.引言經(jīng)過(guò)對(duì)單片機(jī)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，對(duì)單片機(jī)有一些初步的了解。單片機(jī)技術(shù) 包括硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件是以單片機(jī)為核心再加以其他元器件組成的電子電路。它包括單片機(jī)技術(shù)有包括模擬，數(shù)字等電子電路的綜合應(yīng)用。軟件系 統(tǒng)是為了完成一定的任務(wù)所編一系列指令的集合。這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)一種基于 STC89C51單片機(jī)控制八路彩燈電路，它STC89C51 單片機(jī)為核心。因?yàn)樗耐鈬娐繁容^簡(jiǎn)單，所以主要是考擦學(xué)生對(duì)單片機(jī)基 礎(chǔ)知識(shí)的考察

2、，設(shè)計(jì)電路既能提高學(xué)生模擬、數(shù)字等電子電路的綜合運(yùn)用能力， 學(xué)生自己編寫(xiě)單片機(jī)程序，能夠進(jìn)一步熟悉指令，鞏固所學(xué)知識(shí)。更重要的是 使學(xué)生知道如何建立單片機(jī)與 PC機(jī)之間的通信，以及怎樣使用軟件將程序?qū)懭?單片機(jī)，以便于以后自行設(shè)計(jì)一些單片機(jī)電路時(shí)可以進(jìn)行驗(yàn)證或調(diào)試。實(shí)訓(xùn)涉及單片機(jī)簡(jiǎn)單外圍電路的焊接和程序的編寫(xiě)，既是對(duì)學(xué)生單片機(jī)知識(shí)的一個(gè)考擦也幫助我們總結(jié)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步的了解KEILC51軟件的使用和ISP下載技術(shù)。以便今后更好的學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)。1.1本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容實(shí)訓(xùn)要求設(shè)計(jì)八路彩燈控制電路，使用 ST89C51這塊單片機(jī)芯片焊接一個(gè)最小 系統(tǒng)的外圍電路，最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、時(shí)

3、鐘電路。編寫(xiě)一個(gè)滿足課題要求的程 序，實(shí)訓(xùn)涉及到單片機(jī)的硬件電路和編寫(xiě)較簡(jiǎn)單的程序。通過(guò)實(shí)訓(xùn)考察學(xué)生對(duì)單片 機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。同時(shí)也要求同學(xué)對(duì)單片機(jī)硬件和軟件的結(jié)合有所了解并掌 握單片機(jī)與PC機(jī)之間的串口通信方式，知道如何使用 PC機(jī)和相關(guān)軟件來(lái)檢測(cè)單片 機(jī)并將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生完成單片機(jī)外圍電路的排版與焊接。焊接一個(gè)由八個(gè)發(fā)光二極組 成的LED電路，焊接成共陽(yáng)極電路。用來(lái)體會(huì)所編寫(xiě)程序的功能，使得更形象的表 現(xiàn)出所編寫(xiě)得程序功能。編寫(xiě)相應(yīng)程序并通過(guò) PC機(jī)和相關(guān)軟件將其寫(xiě)入單片機(jī)中對(duì)電路通電驗(yàn)證，單獨(dú)完成電路的調(diào)試和程序的調(diào)試1.2 基于80C51單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板概述本次課設(shè)所

4、使用的單片機(jī)最小系統(tǒng)板包括以下器件：電源端子(DC +5V)，可以USB供電，也可獨(dú)立電源供電。通用異步串口，采用MAX232做電平轉(zhuǎn)換。STC89C51 單片機(jī)。各種顏色的LED發(fā)光二極管共9個(gè)，其中8個(gè)接于P1 口做LED顯示，還 有一個(gè)做電源燈顯示。利用STC51系列特有的ISP在線編程，方便我們初學(xué)者的二 次開(kāi)發(fā)，省去大量芯片燒寫(xiě)時(shí)間。USB電源線供電和外接供電并存，方便學(xué)生在寢 室使用.板上提供ISP接口并將單片機(jī)的全部I/O 引腳引出。51開(kāi)發(fā)板使用 ISP在線下載技術(shù),直接把程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)中，使用當(dāng)前最流行的 KEILC51軟 件，用戶無(wú)需再購(gòu)買(mǎi)任何仿真器或編程器等開(kāi)發(fā)工具，只要

5、有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，就可以 實(shí)踐學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)；同時(shí)引出的單片機(jī)的32個(gè)I/O 口可全部用于擴(kuò)展，用 戶可把自己設(shè)計(jì)的電路通過(guò)這 32個(gè)I/O 口與單片機(jī)連接，方便用戶開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn) 品，最大限度的為用戶節(jié)約學(xué)習(xí)成本和加快學(xué)習(xí)速度。2.系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)STC89C5單片機(jī)簡(jiǎn)介：STC89C5可以代替AT89C51功能更強(qiáng)，速度更快，壽命更長(zhǎng)，價(jià)格更低。它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓高性能CMOSE位單片機(jī)由于它將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，使它成為一種高效微處 理器。STC89C5可以完成ISP在線編程功能。STC推出的系列51單片機(jī)芯片是全面兼容其它

6、51單片機(jī)的，而51單片機(jī)是主流大 軍，每一個(gè)高等院校、普通學(xué)校、網(wǎng)站、業(yè)余單片機(jī)培訓(xùn)都是以51單片機(jī)為入門(mén)教 材的，所以，教材最多，例子最多。STC89C5內(nèi)部有EEPRQM可以在程序中修改，斷電不丟失。還增加了兩級(jí)中斷優(yōu)先 級(jí)，等等。外型：40個(gè)引腳，雙列直插 DIP-40。2. 2電源轉(zhuǎn)換芯片MAX232電路中單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)為 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。選用DB-9串口作 為下載接口。 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都做了規(guī)定。 在TXD和RXD±:邏輯 1=-3V-15V邏輯 0=3V 15V 在RTS CTS DSR DTR和DCD等控制

7、線上：信號(hào)有效=3V-15信號(hào)無(wú)效=-3V- 15V以上規(guī)定說(shuō)明了 RS-323C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”專 號(hào)）的電平低于-3V，邏輯“ 0”（空號(hào)）的電平告語(yǔ) 3V ;對(duì)于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于 3V，斷開(kāi)狀態(tài)（OFF）即信號(hào)無(wú)效的電平低于-3V，也 就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于 3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來(lái)，介于-33V之 間的電壓無(wú)意義，低于-15V或高于15V的電壓也認(rèn)為無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)， 應(yīng)保證電平在±315）V之間。EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL 以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因

8、此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。MAX232可以完成EIA與TTL的相互轉(zhuǎn)換。Max232簡(jiǎn)介：主要特點(diǎn)1、單5V電源工作2、Li nBiCMOSTMX 藝技術(shù)3、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器4、± 30V輸入電平5、低電源電流：典型值是8mA6 符合甚至優(yōu)于 ANSI標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232-E 及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn) V.287、ESD保護(hù)大于 MIL-STD-883 （方法 3015）標(biāo)準(zhǔn)的 2000V下圖為MX232雙串口的連接圖，可以分別接單片機(jī)的串行通信口或者實(shí)驗(yàn)板的其它 串行通信接口：圖22 m

9、ax232電平轉(zhuǎn)換電路上述電路為本次實(shí)訓(xùn)使用的電路，MAX23的11腳和12腳分別接單片機(jī)的11 腳和10腳，12腳和13腳接串口，與PC機(jī)連接形成通信電路。2. 3 USB電源供電電路完成需從電腦上下載程序，為取電方便，采用USB電源供電。USB 1腳為電源正極，4腳為負(fù)極，LED和電阻串連構(gòu)成電源指示電路，電阻在電 路中起限流的作用。2.4 LED 燈電路cows圖2.4 LED 電路LED燈電路共陽(yáng)極方式連接，陰極通過(guò)插口與單片機(jī)連接。電路中每個(gè)二極管應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)限流電阻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1.主程序課題要求：八路彩燈以流水燈方式點(diǎn)亮，間隔1秒；彩燈閃爍三次后再全亮1秒并循環(huán)。根據(jù)實(shí)訓(xùn)課

10、題要求程序分為四個(gè)部分：第一部分控制彩燈按流水燈方式被點(diǎn)亮；第二部分控制彩燈閃爍3次；第三部分控制彩燈同時(shí)被點(diǎn)亮；第四部分為延時(shí)子程序，供以上程序調(diào)用。程序中設(shè)P1 口為輸出端口，由LED電路的連接方式可知當(dāng)P1.0輸出高電平時(shí)，即 P1.0=1時(shí)根據(jù)發(fā)光二極管單向?qū)щ娦钥芍O管 L1不發(fā)光,當(dāng)P1.0端口輸出低電 平即P1.0=0時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，我們可以通過(guò)指令對(duì) P1端口輸出電平進(jìn)行控制 進(jìn)而控制LED的發(fā)光。程序采用調(diào)用延時(shí)子程序延時(shí)的思路編寫(xiě)。首先對(duì)累加器 A賦值為0FEH,R3賦值為 8設(shè)置循環(huán)次數(shù)，將A的值傳到P1 口控制LED并調(diào)用延時(shí)程序。之后要讓LED閃爍 三次即使LE

11、D先亮一段時(shí)間再滅相同的時(shí)間。 R3賦值為3,設(shè)置閃爍次數(shù)，P1 口設(shè) 值00H,延時(shí)后設(shè)P1 口為FFH并延時(shí)，用R3控制循環(huán)次數(shù)。最后設(shè) P1 口為00H將 LED全部點(diǎn)亮并延時(shí)，主程序便完成了。3.1.1程序流程圖i F初始設(shè)置P仁A,A左移開(kāi) 始設(shè)初值R5R6R7設(shè)值R7=R7-1延時(shí)1秒R2=R2-1R3=#3P仁 00HT延時(shí)0.2秒P仁 FFH,R3=R3-1延時(shí)0.2秒P仁 00HT延時(shí)i秒'和主程序流程圖子程序流程圖3.1.3主程序清單ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:MOV R2,#8 ;MOV A,0FEHLOOP:LCALL L

12、OOP1;RLADJNZ R2,LOOPMOVR3,#3 ；DELAY:MOV P1,#00HLCALLLOOP2MOVP1,#0FFHLCALLLOOP2DJNZR3,DELAYMOVP1,#00HLCALLLOPP1LJMPSTARTEND設(shè)置循環(huán)次數(shù)長(zhǎng)調(diào)指令調(diào)用子程序延時(shí)循環(huán)程序依次點(diǎn)亮LED 設(shè)置閃爍次數(shù)3.1.4子程序清單LOOP1:MOVR5,#50D1:MOVR6,#50D2:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETLOOP2:MOVR5,#20A1:MOVR6,#20A2:MOVR4,#248DJNZR4,$DJNZR6,A2DJNZR5

13、,A1RET實(shí)訓(xùn)用于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。訓(xùn)練學(xué)生將理論知識(shí) 用于實(shí)踐。對(duì)提高學(xué)生有積極作用。實(shí)訓(xùn)中我了解了簡(jiǎn)單的單片機(jī)與 PC機(jī)間的簡(jiǎn)單串口通信技術(shù)，能夠通過(guò)軟件 對(duì)單片機(jī)電路進(jìn)行檢測(cè)并將自己編寫(xiě)的程序下載到單片機(jī)中對(duì)電路和程序進(jìn)行調(diào) 試。實(shí)訓(xùn)涉及了單片機(jī)的硬件電路和程序的編寫(xiě)，使我對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次較好的 整理和總結(jié)，這次做好的單片機(jī)最簡(jiǎn)系統(tǒng)電路也會(huì)用于以后的單片機(jī)學(xué)習(xí)。實(shí)訓(xùn)使 我對(duì)單片機(jī)有了更全面的了解，知道了單片機(jī)在電路中實(shí)施控制和與PC機(jī)進(jìn)行同信的簡(jiǎn)單方法，同時(shí)也了解到單片機(jī)在電路中應(yīng)用非常的廣泛。對(duì)以后繼續(xù)學(xué)習(xí)單 片機(jī)指明了方向也打下了一些基礎(chǔ)。但是，實(shí)訓(xùn)中的電路在此之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，自己只是做了焊接的工作，整個(gè) 實(shí)訓(xùn)并不是自己?jiǎn)为?dú)完成的。參考文獻(xiàn)20051 曹天漢，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，電子工業(yè)出版社,2 王幸之，鐘愛(ài)琴，王雷，王閃.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20043 李廣第，朱月秀，王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20014 李勛，劉源，李新民.單片機(jī)實(shí)用教程北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000 李群芳