单片机课程实验报告.doc

班级：电子1071 姓名：张亮亮 学号：1071205236 课题：单片机多功能系统设计单片机原理及应用课程设计报告课题：单片机多功能系统设计班级 电子1071班 学号 1071205236 学生姓名 张亮亮 专业 电子信息工程 系别 电子与电气工程学院 指导教师 朱霞 ，付丽辉 淮阴工学院电子信息工程系20010年9月目录一. 设计目的及意义 。(2)二设计过程 。(2)三硬件电路总体设计。(3) 31 系统硬件总框图。(3) 32 系统设计原理 3、2、1 系统处理器 。(3) 3、2、2 LED流水灯 。(4) 3、2、3 扬声器模块 。(5) 3、2、4 数码管 。(6)四硬件Proteus仿真图 。(7)五软件流程框图 。(8) 六程序清单及注释 。(9)七软件调试 。(13)八心得体会 。(14)九参考文献 。(15)一、设计目的及的意义单片机原理及应用课程设计是一项重要的实践性教育环节,是学生在校期间必须接受的一项工程训练。在课程设计过程中，在教师指导和同学帮助下，应用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，可使学生初步体验单片机应用系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。 通过课程设计，能加强我们多项能力的培养：（1）独立工作能力和创造力；（2）综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；（3）查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；（4）工程绘图的能力；（5）编写技术报告和编写技术资料的能力。二、设计过程（1）认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；复习课程有关内容，熟悉有关单元电路的设计方法和步骤；搜集、分析、消化相关资料、软件等；掌握微型计算机应用系统软件设计方法；准备好设计需要的图书、资料和工具；拟定设计计划等；（2）系统总体及功能设计，制定总体方案及元器件的选择；（3）硬件设计，完成硬件结构图设计、系统电路图设计和绘制及电路模块的连接；（4）软件设计，完成软件流程图的设计、程序设计与调试；（5）系统程序调试；（6）设计工作总结；（7）写出设计报告。三、硬件电路总体设计 3.1 系统硬件总框图 P0P24P27 AT89C52 P3 P3.0按键控制扫描模块LCD液晶显示模块数码管显示模块LED显示模块蜂鸣器模块 图1 硬件总框图3.2 系统设计原理3、2、1 系统处理器本设计中所用的单片机型号为AT89C52 ，其主要特性为：1）有CHMOS工艺的节能运行方式2）兼容MCS51指令系统 3）3个16位可编程定时/计数器中断4）2个串行中断5）2个外部中断源6）2个读写中断口线7）低功耗空闲和掉电模式8）8k可反复擦写(1000次）Flash ROM9）256x8 bit内部RAM10）时钟频率0-24MHz11）可编程UART串行通道12）共6个中断源，3级加密位13）软件设置睡眠和唤醒功能图2 AT89C52单片机引脚图3、2、2 LED流水灯实现8个LED流水灯程序用中文表示为：P37高，P30低，延时；P3.0高，P3.1低，延时；P3.1高，P3.2低，延时；P3.2高，P3.3低，延时；P3.3高，P3.4低，延时；P3.4高，P3.5低，延时；P3.5高，P3.6低，延时；P3.6高，P3.7低，延时；P3.7高，P30低，延时；P3.6高，P35低，延时；P3.5高，P34低，延时；P3.4高，P33低，延时；P3.3高，P32低，延时；P3.2高，P31低，延时；返回到开始、程序结束，从而实现LED往复流水灯。“程序语言”目前主要有汇编语言和C语言两种：在我们所说的“翻译”软件，同行们都叫它为“编译器”，将“程序语言”通过编译器产生单片机的二进制代码的过程叫编译。前面说到，要想使LED1变亮，只需将对应的单片机引脚电平变为低电平就可以了。图3 LED流水灯 3、2、3 扬声器模块 图7. 扬声器电路 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。下面我们以电磁式蜂鸣器为例来说明它的工作原理：电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声，当输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器的两引脚间的直流电压接近于0V，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当输出低电平时，三极管导通，使蜂鸣器的两个引脚间获得将接近+5V的直流电压，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制IO口输出的电平来控制蜂鸣器是否发出声音，实现各种可能音响的产生。在这个设计中是通P25口控制其发声的。当P25口输出低电平时蜂鸣器发出声响。3、2、4 数码管数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a，b，c，d，e，f，g，dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。 图6 数码管引脚图四 硬件Proteus仿真图（1）LED流水灯模块（2）蜂鸣器模块（3）数码管模块（4）液晶显示模块 五、软件流程框图NNNNI/O口置初值调用流水灯子程序调用LCD显示子程序调用数码管示子程序调用蜂鸣器示子程序YYYY开 始P24键按下?P25键按下?P26键按下?P27键按下?图8 主程序流程图五、详细完整的程序清单及注释#include /包括一个52标准内核的头文件#include /*IO口定义*/sbit P24 = P24;sbit P26 = P26;sbit P25 = P25;sbit P27 = P27;sbit P30 = P30;sbit P31 = P31;sbit P32 = P32; sbit P33 = P33;sbit P34 = P34;sbit P35 = P35;sbit P36 = P36;sbit P37 = P37; sbit RS=P20;sbit RW=P21;sbit E=P22;sbit LCD_RS = P24; sbit LCD_RW = P23;sbit LCD_EN = P25; void delay(int ms) int i; while(ms-) for(i = 0; i 100; i+) /*/ /* /*检查LCD忙状态 /*lcd_busy为1时，忙，等待。lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。 /* /*/ bit lcd_busy() bit result; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_EN = 1; _nop_(); result = (bit)(P1&0x80); LCD_EN = 0; return result; /*/* */*写指令数据到LCD */*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。 */* */*/void write_com(unsigned char com) while(lcd_busy(); LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_EN = 0; P1 = com; LCD_EN = 1; LCD_EN = 0; /*/* */*写显示数据到LCD */*RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。 */* */*/void write_date (unsigned char date) while(lcd_busy(); LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_EN = 0; P1 = date; LCD_EN = 1; LCD_EN = 0; /*/* */* LCD初始化设定 */* */*/void init() unsigned char a=Welcome TO China; unsigned char b= Huai An ; unsigned int i; unsigned int j; write_com(0x38); /16*2显示，5*7点阵，8位数据 delay(5); write_com(0x38); delay(5); write_com(0x38); delay(5); write_com(0x0c); /显示开，关光标 delay(5); write_com(0x01); /清除LCD的显示内容write_com(0x80); for(i=0;i16;i+) write_date( ai); delay(100); write_com(0x01); /清除LCD的显示内容write_com(0x80); for(j=0;j16;j+) write_date( bj); delay(100); void main(void)/ 主程序unsigned char code Seg8cc=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F; unsigned int tt;unsigned int n; if(P26=0) while(1) /程序循环 P2=0xfe; P0=Seg8cc1; for(tt=0;tt1000;tt+); P2=0xfd; P0=Seg8cc2; for(tt=0;tt1000;tt+); P2=0xfb; P0=Seg8cc3; for(tt=0;tt1000;tt+); P2=0xf7; P0=Seg8cc4; for(tt=0;tt1000;tt+); if(P24=0) while(1) /程序循环 P37=1;P30=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P30=1;P31=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P31=1;P32=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P32=1;P33=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P33=1;P34=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P34=1;P35=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P35=1;P36=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P36=1;P37=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P37=1;P36=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P36=1;P35=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P35=1;P34=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P34=1;P33=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P33=1;P32=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 P32=1;P31=0; for(n=0;n15000;n+);/for循环延时 if(P25=0)while(1) delay(200); P30=P30; if(P27=0) init(); 七、调试情况 Proteus仿真调试 Proteus仿真调试是一件重要而细微的工作，许多硬件错误可以在软件仿真调试时被发现.软件调试软件调试是通过对程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。调试结果当key1键按下后，LED流水灯运行，当key2键按下后蜂鸣器发出滴滴的报警声，当key3键按下后数码管动态扫描显示1234，当key4键按下后液晶LCD显示字符Welcome To China Huai An。七、心得体会经过这两周的课程设计，使我对单片机系统有了更深的认识，更加是锻炼了我对所学知识的认知应用能力，在老师的悉心指导下，使我们认识到课程的重要性，同时也感受到理论与实践之间的差距，使我们对单片机系统的应用有了更加深刻的认识。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。设计过程，难免会遇到各种