单片机课程设计书

1、镇江高等专科学校单片机课程设计任务书设计题目：基于单片机的纯水机控制电路板设计系部：电子信息系专业：应用电子技术学生姓名：学号：起迄日期：年月曰年月日指导教师：教研室主任：单片机课程设计任务书一设计目的（1）理解以单片机AT89C2051为核心的纯水机控制电路（2）学会用汇编语言编写单片机与 AT89C2051的接口程序（3）掌握PROTEUS的设计电路，编写汇编语言程序汇编，仿真和仿真调试等技术。二设计功能（1）制纯净水。（2）制水已满后自动停止制水，在图一中用按下制水已满开关表示。制水电动机、 冲洗电动机不运行，数码管显示 8'。（3）自来水断水警报，在图一中用按下断水报警开关表示

2、。制水电动机、冲洗电动 机不运行，数码管闪烁显示 0',并发出警报声。（4）定期冲洗纯水机净水装置（按定期冲洗开关）。制水电动机、冲洗电动机运行， 数码管闪烁显示 F'。冲洗40S左右后，自动回到冲洗前的状态。三设计所用到的元器件（中英文对照）7SEG-COM-AN-GRN （带公共端共阳极七段绿色数码管）DIODE （二极管）10WATT68R（10 瓦 68 欧电阻）G5CLE-14-DC24 （继电器）7805（稳压管）LED-GREEN （绿色发光二极管）AT89C2051 （ 89C2051单片机）MOTOR （直流电机模型）BRIDGE （整流桥）RES （电阻）B

3、UZZER （蜂鸣器）RX8（排阻）BUTTON （按钮）SW-SPDT（带锁单刀按钮）CAP （电容）TIPP112 （达林顿三极管）CAP-ELEC （电解电容）ZTX550（中功率三极管）四电路设计及电路图1 .电路设计如图一所示是以单片机 AT89C2051为核心的纯水机控制板电路原理图（1）两电动机的驱动与控制电路（2）24V和5V的电源电路（3）其余部分为单片机89C2051控制电路2 电路图（图一）五程序LOWPBITP3.0HIGHPBITP3.1QBRUSHBITP3.2INWFBITP3.3BRUSHBITP3.4 LABABITP3.7 T01EQU32H T02EQU3

4、3H T03EQU34H T011EQU35H ORG00HAJMPMAINORG0BHRETIORG1BH AJMPT1F ORG0030H D1S:M0VR1,#5 SJMPD501 D50MS:MOVR1,#1 D501:MOVR2,#200 MOVR7,#0 D50MS1:DJNZR7,$ MOVTL0,#0MOVTH0,#0DJNZR2Q50MS1 DJNZR1,D501 RETBRUSHF:MOVP1,#1DH CLR21HACALLD1S JNBLOWP,BSH0 ACALLD1SJNBLOWP,BSH0 ACALLD1SJNBLOWP,BSH0 LJMPBAOJIN BSH0:

5、SETBBRUSH SETBINWF SETBLABA MOVR6,#60 MOVR5,#10 MOVTL1,#LOW(15536) MOVTH1,#HIGH(15536) SETBTR1SETB22H CLR23H BSH1:MOVTL0,#0MOVTH0,#0SETBLOWP JNBLOWP,BSH2ACALLD1S JNBLOWP,BSH2ACALLD1S;JNBLOWP,BSH2 LJMPBAOJIN BSH2:JNB23H,BSH1 CJNER6,#0,BSH1 BSH3:MOVR4,#0MOVP3,#8FHCLR22HCLR23HRET MAIN:MOVP3,#87H SETBTR

6、0CLRTR1 MOVP1,#1DH ACALLD1S ACALLD1S ACALLD1SMOVA,P3MOV36H,AACALLD1SMOVA,P3 CJNEA,36H,MAINACALLD1SACALLD1SMOVA,P3 CJNEA,36H,MAINACALLD1SACALLD1SMOVA,P3 CJNEA,36H,MAINACALLD1SACALLD1SMOVA,P3 CJNEA,36H,MAINMOV24H,#0MOVSP,#7 SETBEASETBET0SETBET1MOVT01,#0MOVT02,#0MOVT03,#0MOVT011,#0 MOVTMOD,#11H STAR:AC

7、ALLD50MS MOV24H,#0SETB24HST1:MOV37H,#3ST21:SETBLOWPJNBLOWP,ST10 ACALLD1S DJNZ37H,ST21 CLR24HAJMPBAOJIN ST10:SETBQBRUSH JBQBRUSH,ST12; ACALLBRUSHF ST12:MOV37H,#3 ACALLD50MSJNBHIGHP,ST2 ST11:SETBHIGHP JNBHIGHP,ST12 ACALLD1S DJNZ37H,ST11 AJMPWFULLST2:ACALLD1SJBHIGHP,ST12DJNZ37H,ST2 MAKEW:CLR24H CLRBRUS

8、H SETBTR1SETBINWFMOVR3,#0MOVR4,#0MOVTL1,#LOW(15536)MOVTH1,#HIGH(15536) ACALLD50MSMKW:MOVTL0,#0MOVTH0,#0 SETBINWF CLRBRUSH SETBQBRUSH NOPNOPCLR20HJBQBRUSH,MKW1 ACALLBRUSHF SETBTR1SETBINWFMKW1:NOPMOV37H,#3MKW10:SETBLOWPJNBLOWP,MKW11ACALLD1SDJNZ37H,MKW10AJMPSTARMKW11:MOV37H,#3 MKW12:SETBHIGHP JNBHIGHP,

9、MK1ACALLD1S DJNZ37H,MKW12 AJMPWFULLMK1:NOPMOVA,T011CJNEA,#144,MK2MK2:NOPJNCMK4MOVA,T03CJNEA,#24,MK3MK3:NOPJCMKWACALLBRUSHFSETBTR1SETBINWFMOVT03,#0AJMPMKWMK4:CLRLABACLRTR0CLRTR1CLRP3.3CLRP3.4MK5:MOVP1,#5ACALLD1SXRLP1,#0FAHNOPNOPCPLP3.7ACALLD1S SJMPMK5 WFULL:SETB20H ACALLD50MS SETBTR1SETBLABA MOVP1,#0

10、 WF1:CLRBRUSH CLRINWFACALLD50MS JBQBRUSH,WF2 ACALLBRUSHF CLRINWFSETBTR1 SETB20H MOVP1,#0 WF2:JNBHIGHP,WF3 MOVA,T03CJNEA,#24,WF20 WF20:NOPJCWF1 ACALLBRUSHF CLRINWFSETBTR1 MOVP1,#0 MOVT03,#0 AJMPWF1 WF3:MOV37H,#3 WF31:SETBHIGHP JBHIGHP,WF1 ACALLD1S DJNZ37H,WF31 WF40:CLR20H MOVT011,#0 MOVR3,#5CLRTR1 WF

11、4:ACALLD1S DJNZR3,WF4 AJMPSTAR BAOJIN:CLRTR1 CLRTR0CLR21HCLR22HCLR23HCLR24HMOVP1,#40HBJO:MOVP3,#87HJBLOWP,BJ00MOV37H,#3BJ1:SETBLOWPJBLOWP,BJOOACALLD1SDJNZ37H,BJ1AJMPMAINBJ00:CLRTR1MOVP1,#40HCPLP3.7ACALLD1SXRLP1,#0BFHCPLP3.7ACALLD1SSJMPBJ0TAB:DB0FDH,0F9H,0F1H,0E1H,0C1H,41H,1 AJMPMAINT1F:PUSHACCPUSHPS

12、WMOVTL1,#LOW(15536)MOVTH1,#HIGH(15536)JB22H,BRSHTJNB24H,T1F0LJMPT1F2T1F0:INCR3CJNER3,#10,WTD2MOVR3,#0JB20H,WTD2MOVA,R4MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVP1,AINCR4CJNER4,#7,WTD2MOVR4,#0WTD2:INCT01MOVA,T01JNZT1F1INCT02T1F1:MOVA,T02CJNEA,#HIGH(11970),T仆2MOVA,T01;CJNEA,#LOW(11970),T1F2MOVT01,#0MOVT02,#0INCT03IN

13、CT011T1F2:POPPSWPOPACCRETIBRSHT:DJNZR5,T1F2MOVR5,#10CPL21HJNB21H,T0F1MOVP1,#0FFHSJMPT0F2T0F1:MOVP1,#1DHT0F2:DJNZR6,T1F2SETB23HCLR22HSJMPT1F2AJMPMAINAJMPMAINAJMPMAINAJMPMAINAJMPMAINAJMPMAINLJMP7FDHORG7FDHLJMPMAINEND单片机课程设计任务书六. 调试与仿真1. PR0TEUS电路设计根据图一所示的原理图及元器件列表，在 PROTEUSISIS中进行电路设计。 完成后的结果如图二所示，以文件

14、名 Z1253-1.DSN存盘。PROTEUSISIS电路仿真中，复位电路、外接振动或外振动源电路都不可设 计。这是因为仿真按钮已有上电复位功能，由外接振动元件或外振动决定的时钟 频率可通过单片机属性设置来设定。当然也可以设计上，特别是在运行过程中要 求按键复位时，则一定要设计按键复位电路。当要通过PROTEUS进行PCB设计时一定都要设计上。2. PROTEUS程序设计PROTEUS程序设计包括程序编程、汇编、下载。按3.4节的叙述和12.5.2节的汇编语言程序，在 PROTEUSISIS中单击菜单 选项 source',进行添加程序文件、编写程序、汇编程序生成目标代码等操作。 程序

15、名为Z1253-1.ASM,汇编生成目标代码文件 Z1253-1.HEX.PROTEUS高版本汇编后自动将最后的目标代码文件下载到单片机中。也可 通过单片机属性设置，将其下载到单片机中。打开单片机属性设置对话框，在 clockfrequency'栏中设定时钟频率，本例 为 24MHz。3. PROTEUS 仿真上述各步骤正确完成后，则可单击仿真工具按钮中的按键开始进行全速 仿真。仿真片段如图二所示。操作制水已满选择开关、断水报警选择开关和定期 冲洗按钮，便可看到期望的仿真效果。图二七. 技术要点本控制板的基础硬件和软件设计均不算复杂，但实际操作时回碰到不少问 题，特别是电磁干扰问题。因

16、电动机、电磁阀、继电器等启动、运行、停运时都 可产生较大的电磁干扰，致使控制板不能正确、稳定、长时间工作。为此，必须 采取抗干扰措施。一般可采用硬件抗干扰措施和软件可干扰措施。1. 硬件抗电磁干扰措施电磁屏蔽电动机、电源去耦、合理布置器件（如使继电器远离垫片及振荡电路）、 合理布线等。2. 软件抗电磁干扰措施1）延时且多次判定电平的抗电磁干扰技术 纯水机有多个电磁阀：判断有无自来水的进水电磁阀，判断所制纯进水是否 满的电磁阀等。它们工作时会传输给单片机I/O 口高电平信号、低电平信号或阶 跃电信号。单片机工作时不断检查相关I/O 口的电平状态，以便做出响应。显然， 要响应正确，电磁阀传输给单片

17、机I/O 口上的电信号应该正确。但是，电磁阀无 论在电平稳定或电平改变状态时，都受到自身或其他电磁器件（如电动机、继电 器等）的电磁干扰。为了抗电磁干扰，本控制板软件设计中采用了延时且多次判 断电平的技术。当单片机检查到相关I/O 口上电平变化是并不立即响应，而是延 时一段时间（具体延时时间由设计者决定）再检查电平，反复几次（次数有设计 者决定），当几次都获得相同结果时，单片机才确认并做出相应的响应，否则认 为是电磁干扰信号而忽略。这以技术明显地提高了控制板的抗电磁干扰性能，使 纯水机能正确、沉稳、长时间工作。2）指令冗余技术对重要的指令（如SJMR JB、CJNC LCALL等）重复写多个，

18、他们之间可插 入几个NOP指令，即使某个指令被电磁干扰跑飞，还可以执行接下来的正确的指 令挽回跑飞的程序。本控制板软件设计中多次运用了该技术，以抗电磁干扰。3）软件陷阱技术对于冗余技术解决不了的问题，可采取软件陷阱技术。软件陷阱技术的本质是 一段拦截程序，当失控的程序运行至此后，可以将其迅速引向一个指定的有效位 置，在此有专门的错误处理代码，使程序能够回到正确的程序段。本控制板软件 设计中多次运用了该技术，以抗电磁干扰。八实验心得：通过本次实验我更加了解51单片机的内部结构。设计之前必须的了解 51 单片机的内部结构。由于上学期 51单片机的了解不够深，致使实验走了好多弯 路。通过上学期的学习，我们了解到编写一个题目的程序有很多种方法，所以， 我们要充分利用我们所学的知识在编程时尽量鲜明简洁，易读性强，可行性高 等。在这次实验给我好多启发：1、态度决定一切。不管做什么事，态度是很重要的。从做事的态度可以看到 一个人的性格。如果没有将自己态度调整好，没有认真对待，就算很简单的小 事情也不会做好的，在良好的态度下工作时，可以提高