單片機(jī)與原理和應(yīng)用課程總結(jié)

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程總結(jié)報(bào)告學(xué) 號(hào):姓 名:專 業(yè):跑馬燈的設(shè)計(jì)與制作一、摘要在電子技術(shù)高度高發(fā)的今天，單片機(jī)迅猛發(fā)展，多功能按鍵已成為當(dāng)代電子信息中不可或缺的重要部 分，尤其是應(yīng)用 在當(dāng)代的潮 流物品 上面，例如:MP3，MP4，手機(jī)，數(shù)字電視等等高科技電子電器上面正是由于它的出現(xiàn)和 應(yīng)用給人們的學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大方便。另外，多功能按鍵中還采用了石 英晶體振蕩電路，從而使它具有響應(yīng)快、靈敏度高、性能穩(wěn)定諸多優(yōu)點(diǎn)。它還 可以利用一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)單擊、雙擊、連擊的功能，真正做到了一鍵多功能，多 效應(yīng)。本設(shè)計(jì)介紹一種實(shí)用的單片機(jī)多功能按鍵的設(shè)計(jì)與制作。二、總體設(shè)計(jì)多功能按鍵是一個(gè)以單片機(jī)為控制芯

2、片，可以向單個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)單擊、雙擊和連擊的多功能驅(qū)動(dòng)和控制裝置，實(shí)現(xiàn)這種裝置的方法和所需的器件涉及以下 幾個(gè)方面：(1) 控制芯片實(shí)現(xiàn)多功能按鍵系統(tǒng)可以用很多種控制芯片，常用的單片機(jī)芯片有8031、 80 (C) 51、8071、AT89C51、和 AT89S52 等，本設(shè)計(jì)使用的是和 80 (C) 51 相兼容的8位AT98S52單片機(jī)。該芯片具有低功耗、高績(jī)效、性能穩(wěn)定等優(yōu) 點(diǎn)，它有 40 個(gè)引腳，8KB programmable Flash memory,256B 內(nèi) RAM，三個(gè) 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，32個(gè)特殊功能寄存器，8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷入口、可設(shè)置 2個(gè)優(yōu)先級(jí)，4個(gè)8位并行I/O

3、口、32個(gè)I/O 口端線可供編程，一個(gè)全雙工串行 口等。本設(shè)計(jì)使用P1 口的P1.0 P1.5的六個(gè)I/O 口作為輸入口、P2 口的八個(gè) I/O 口作為輸出口、P3 口的P3.2作為輸入供能口 。(2) 輸入部分由于向主控芯片輸入信號(hào)前須先向各位寫入1 ,所以設(shè)定輸入時(shí)低電平有效。該輸入采用六個(gè)按鍵開關(guān)作為輸入信號(hào)的載體 ，由于P3.2在程序中預(yù)先設(shè) 定為0，故可把各按鍵直接接P3 .2 口，這樣對(duì)每個(gè)按鍵的單擊、雙擊、連擊就可 被芯片識(shí)別(識(shí)別部分在程序中設(shè)定)。(3) 輸出部分輸出只是對(duì)我們控制要求的一種驗(yàn)證或顯示 ，可以有多種方式，這里本設(shè) 計(jì)用8個(gè)發(fā)光二極管，但由于二極管本身的擊穿電壓

4、和額定電流都很低 ，所以 可把8個(gè)發(fā)光二極管串接一個(gè)8X10M的排阻，排阻另一端接正VCC,這時(shí)只要 使芯片的輸出低電平有效就行了 。(4) 時(shí)鐘和復(fù)位單片機(jī)本身是一個(gè)復(fù)雜的電路，要使這個(gè)芯片穩(wěn)定高效的工作，也必須有 個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘電路。AT89S52內(nèi)有一個(gè)高增益反向放大器，只要外接一石英晶 體振蕩電路就可構(gòu)成自激振蕩，振蕩頻率由石英的振蕩頻率所決定，我們這里取12MHz。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位就行了，具體時(shí)鐘和復(fù)位電路見(jiàn)原理圖1-1。 :°_g kGNDVmP2JQpl.O 1 Vccpl PO.Opl.2P0.1Pl.3P02pl-1PC3Pl.SF0.4p .6PO第pl/?P0

5、6RST/VpDP0.7RSD/P3.0EA/¥ppTXDJP3.1ALE/PRDGPSEMiKTHP3 3T0/P3.*WP3.5P36 RDT3.7KTAL1ETAL2R£S2 atL27 6 5 4 - J 12 2 2 *2 p p F p F _F F5736353433聳31302928A:127P圖1.1時(shí)鐘和復(fù)位電路原理圖三、硬件設(shè)計(jì)（1）總體電路介紹該電路采用AT89S52作為主控芯片，其基本功能就是對(duì)每位按鍵進(jìn)行單 擊、雙擊和三擊后發(fā)光二極管會(huì)顯示不同的發(fā)光個(gè)數(shù)及順序，當(dāng)按復(fù)位鍵后個(gè)發(fā)光二極管就會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài) （全部都滅）。其電路原理圖如1-1所示。芯

6、 片的左邊主要由三部分組成：由六個(gè)SB按鍵分別并接在P1 口的P1.0 P1.5的 六個(gè)引腳上，構(gòu)成的輸入部分；由按鍵復(fù)位電路構(gòu)成的復(fù)位部分；由晶體振蕩 電路構(gòu)成的時(shí)鐘電路。芯片右邊則是由8個(gè)發(fā)光二極管和排阻構(gòu)成的顯示部 分。（2）AT89S52芯片的功能簡(jiǎn)介和引腳分配1、AT89S52是一種低功耗、高性能的且?guī)в?KB可編程Flash存儲(chǔ)器的8 位MCU,它采用ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51 指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。其內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖如 2-1所示：它包括微處理器、 存儲(chǔ)器、輸入/輸出口（I/O 口）及其他功能部件如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。它們通過(guò)地址總線、數(shù)

7、據(jù)總線和控制總線連接起來(lái)F2D - R3.7p口 - ro.7圖2.1AT89S52內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖AT89S52單片機(jī)有多種封裝形式，常見(jiàn)的有DIP封裝、PLC封裝、TQFP封 裝，為了使用的方便通常使用DIP封裝形式的單片機(jī)。外部共有40個(gè)引腳，圖 2-2為引腳的排列圖。40個(gè)引腳大致可分為4大類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引 腳。1）電源VCC芯片電源引腳，接+5V ; GND 接地端。2）時(shí)鐘時(shí)鐘也即外部振蕩器引腳，晶體振蕩電路反向輸入端和輸出端PDIP(T可P1L0匸140(T2 EX) P1i.1i 匚239P1L2 匚P1.3 匚3斗3637P1.4 匚536(MOSI> P

8、1 5 匸35(MISO) P1.6 匸734(SCK> P1.7 匚833RST匸y32(RXD) P3.0 匚I 1031(TXD) P3.1 匚I 1130(nmo P3_2 匚1229(liNTl) P33 匚I 1 326(TO) P3_4 匚1427(T1) P3.5 匚I 152S<WR) P3.6 匚1625(RD) P3.7 匚I 1724XTAL2 匚I 1823XTAL1I 匚I 1922GND匚I 2021VQC(ADO) PO 1 (AD1) P0.2 (AD2) PD.3 CAD3 P0.4 (AD4) P0.5 CAD5) P0.6 06) P0.7

9、(AD7) E/VPP 雄1_曰RROG PSENP2.7 (A15)P2 6 (A14)P2.5 (A.13)P2.4 (A12)P2.3 CA11)P2.2 (A10)P2.0 (A8)圖2.2 AT89S52引腳的排列圖3）控制線RST：復(fù)位信號(hào)輸入端。ALE/PROG : ALE為地址鎖存使能端，當(dāng)訪問(wèn)外部器件時(shí) ALE的負(fù)跳變將 P0 口低8位地址送入鎖存器。當(dāng)對(duì)特殊功能寄存區(qū)的地址為 8EH單元的D0位 置1 ”可禁止ALE輸出，而只有在執(zhí)行MOVX或MOVC等指令時(shí)才能被激活。/PSEN：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。/EA/VPP : /EA為訪問(wèn)內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)。

10、4）I/O多功能引腳P0 口： 8位并行I/O 口，作為輸出口時(shí),每個(gè)管腳可帶8個(gè)TTL負(fù)載。在 外擴(kuò)存儲(chǔ)器時(shí)，它定義為低8位地址或數(shù)據(jù)總線，當(dāng)定義為I/O 口時(shí)，為準(zhǔn)雙向 I/O 口，需外接上拉電阻，在寫入1 ”后就成為高阻抗輸入口。P1 口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O 口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)定義為低8位地址線。第二功能如下：P1.0:定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T2的 外部計(jì)數(shù)輸入；P1.1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T2捕捉/再裝入觸發(fā)及方向控制；P1.5： MOSI （用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）；P1.6： MISO （用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）；P1.7： SCK （用于系統(tǒng)內(nèi)部編程）。P2

11、 口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O 口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)訪問(wèn) 外部存儲(chǔ)器時(shí)定義為高8位地址總線。P3 口：內(nèi)接上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O 口。能負(fù)擔(dān)4個(gè)TTL負(fù)載。第二功能如下：P3.0 : RXD（串行接收端口）； P3.1： TXD（串行發(fā)送端口）； P3.2: /INT0（外部中斷0請(qǐng)求端）；P3.3/INT1（外部中斷1請(qǐng)求端）；P3.4： T0（定時(shí)/計(jì)數(shù) 器0外部計(jì)數(shù)輸入端）；P3.5: T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部計(jì)數(shù)輸入端）；P3.6： /WR（外部數(shù)據(jù)寫選通）；P3.7： /RD（外部數(shù)據(jù)讀選通）。四. 軟件設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)完成后，接下來(lái)就要編寫驅(qū)動(dòng)程序，采用與MS-51

12、相兼容的匯 編語(yǔ)言。根據(jù)電路和控制要求的需要，該程序涉及主程序和延時(shí)程序。主程序 用以識(shí)別是哪個(gè)按鍵按下及每個(gè)按鍵所按的次數(shù)，延時(shí)程序主要用于防止非人 為按下按鍵或按鍵顫抖所出現(xiàn)的按鍵觸動(dòng)。在進(jìn)行編程之前要對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行分析，明確任務(wù)后，有條理的畫出流程圖，就能充分表達(dá)程序的設(shè)計(jì)思路，可幫助設(shè)計(jì)程序，閱讀程序和查找原理圖說(shuō)明：該設(shè)計(jì)選用一塊AT99C52型單片機(jī)，使用其P0 口 P3 口的部 分。P0 口作為其發(fā)光二極管的控制信號(hào)輸出端 ，P3.1作為按鈕K1信號(hào)輸入 口，P3.2作為按鈕K2外部中斷0信息輸入口 ， P3.3作為按鈕K3外部中斷0信 息輸入口，單片機(jī)晶振頻率為12MHZ

13、,每個(gè)機(jī)器周期1um 。電源使用5V直流HplplplNH n H1 I"1i5J|仍1丄53| DIJ3"|D5Jii 061AJ*1aB.0EAATPK.1ALETROGn,:曲P33P2.7P3.4P2.5F3.JPJ,.1B.6Pl*P”0程序編寫簡(jiǎn)介在程序執(zhí)行以前必須對(duì)程序進(jìn)行初始化，初始化時(shí)，P2 口低電平有效，故 先把P2各口置“”。因P1 口為輸入口 ，所以在輸入前必須把各口置 1 ”，要想得 到有效的SB按鍵需把P3.2置0”。在程序開始執(zhí)行時(shí)PC指向0000H，因從 0003H 0032H是中斷程序的入口地址，所以要在0000H后裝一跳轉(zhuǎn)程序（轉(zhuǎn) 到主程

14、序）。當(dāng)程序執(zhí)行的過(guò)程中，如果有SB按下，則主程序會(huì)調(diào)用延時(shí)程 序，延時(shí)程序有兩個(gè)作用：一防抖動(dòng)，二確認(rèn)按鍵是被人為按下的（正常情況 下，人按下再松開的時(shí)間大約80 200ms，該延時(shí)為100ms，所以在100 200ms內(nèi)都被認(rèn)為按下。）。跑馬燈的效果描述在8個(gè)發(fā)光二級(jí)管全滅的情況下，L1先閃爍一下在滅，在L1滅0.5秒后L2 先閃爍一下在滅，在L2滅0.5秒后L3先閃爍一下在滅，在L3滅0.5秒后L4先 閃爍一下在滅，同理，L5，L6, L7, L8的亮滅情況同L1，L2, L3，L4 一樣。 等到L8滅以后0.5秒8個(gè)發(fā)光二級(jí)管全閃爍一下，待8個(gè)發(fā)光二極管閃爍一下全滅0.5秒后,進(jìn)入下一

15、循環(huán)org000hjmpmai norg100hmain:mova,#0ffhfsho:movi”2,#01hloop:movp1,aIcalldylsmovp1,#0fehIcalldy1smovp1,#0fdhlcalldy1smovp1,#0fbhlcalldy1smovp1,#0f7hlcalldy1smovp1,#0efhlcalldy1smovp1,#0dfhlcalldy1smovp1,#0bfhlcalldy1smovp1,#7fhIcalldylsmovp1,#00hIcalldylsmovp1,#0ffhlcalldylsmovp1,#0fchlcalldylsmovp1,#OfOhlc