单片机原理及应用课程设计报告

1、单片机原理及应用课程设计报告专 业： 班 级： 姓 名： 指导教师： 二0一二 年 十二月 二十五 日单片机原理及应用课程设计任务书一、设计题目：答辩倒计时器二、设计目的 1、巩固和加深单片机原理课程知识的理解和运用。 2、进一步提高学生单片机应用系统的设计能力。 3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。三、设计要求设计一个答辩倒计时器，用2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒 ，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可加减修改，按开始/取消按钮开始倒计时，再次按开始/取消按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。总体要求如下：1、方案论证，确定总体电路原理图。 2、元器件选择，设计

2、PCB图（或用万能电路实验板搭线）。3、绘制程序流程图，编写汇编语言源程序（或C语言源程序）。4、安装调试，实现倒计时器的基本功能。 四、可提供的主要电子元器件 1、AT89S51；7407； （均为DIP封装）2、LED（4位一体共阴）；按键；电阻排；三极管；蜂鸣器3、石英晶振6M；30pF；0.1uF；10uF电容；电阻若干。五、实践步骤1、收集相关资料，完成电路原理图和应用程序流程图。2、编写汇编语言（或C语言）源程序。3、根据所设计的原理图，完成电路板的制作安装（可用万能板）。4、硬件软件综合调试，并完善其设计功能。六、实践标准完成电路制作安装，完成程序设计并调试通过，实现其设计要求和

3、功能，装配工艺美观，电路运行稳定、可靠。七、设计报告总结1、写出设计方案（包括方案对比，方案确定），给出完整的电路原理图和设计程序流程图。 2、对所设计方案的实现进行全面分析。3、编程调试方法和程序清单。4、安装调试过程，出现的各种现象，总结经验和体会。 5、进一步完善的设想。 目 录一、设计题目：答辩倒计时器1二、设计目的1三、设计要求1四、元器件清单及所用仪器设备1五、实践步骤3六、实践标准3七、设计报告总结31、写出设计方案33、编程调试方法74、安装调试过程，出现的各种现象75、总结经验和体会86、进一步完善的设想9参考书目：9附录A：仿真电路原理图10附录B：源代码11II1、 设计

4、题目：答辩倒计时器二、设计目的 1、巩固和加深单片机原理课程知识的理解和运用。 2、进一步提高学生单片机应用系统的设计能力。 3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。三、设计要求 设计一个答辩倒计时器，用2位数码管显示剩余分钟，2位数码管显示剩余秒 ，复位后显示10.00表示设定10分钟，并可加减修改，按开始/取消按钮开始倒计时，再次按开始/取消按钮则复位，时间到则蜂鸣音提示。总体要求如下：1、方案论证，确定总体电路原理图。2、元器件选择，设计PCB图（或用万能电路实验板搭线）。3、绘制程序流程图，编写汇编语言源程序（或C语言源程序）。4、安装调试，实现倒计时器的基本功能。 四、元

5、器件清单及所用仪器设备 表1设备清单设备名称单组数量数量功能数字万用表可共用1台5V直流稳压电源可用实验箱代、可共用1台ISP下载线可共用4根计算机单片机实验室均可用40台装Keil开发软件和ISP51下载软件 表2 工具清单 工具名称单组数量镊 子1把电铬铁1支铬铁架1个吸锡枪1把斜口钳1把 表3 元器件清单 元器件名称规格/型号单组数量金属膜电阻1K、1/4W1金属膜电阻10K、1/4W5电阻排200*8（SIP9）1瓷片电容30pF2独石电容0.1µF/63V3电解电容10µF/16V2蜂鸣器10，直流5V1三极管9013 1石英晶振6MHz（矮封装）1集成电路AT8

6、9S51 DIP4017407 DIP141IC插座40PIN DIP114PIN DIP1数码管4位一体、红光、共阴极0.5”1接插件IDC10（与ISP下载线接口） DC3-10P1套按键国产欧姆龙轻触按键3万能电路板17cm*22cm1块导线0.3mm2单股导线4m焊锡丝1.0mm2m松香五、实践步骤1、根据实验要求，完成电路原理图和应用程序流程图。（见图1和图3）2、C语言源程序。（见附录B）3、根据所设计的原理图，完成电路板的焊接，在进行测试。4、硬件软件综合调试，如果不能实行，在分析哪里出了问题，纠正问题在去测试，直到测试完成，完善其设计功能。六、实践标准 1、完成电路的制作，排版

7、与焊接，并进行测量是否能正常的运行； 2、完成程序的设计，并进行程序调试是否出现错误； 3、硬件与软件结合进行调试看是否能达到课程设计目的； 4、最后实现其设计要求和功能，装配工艺美观，电路运行稳定、可 靠。七、设计报告总结 1、写出设计方案 A、设计方案： 1、根据电路要求，设计硬件电路和软件程序。（见图3） 2、对已设计出的硬件电路进行模拟仿真，确保硬件电路能正常工作。（见附录A）3、准备好相关电子元件，制作硬件电路。(见图2) 4、将软件程序下载到已经制作好的硬件电路中调试，实现设计要求。 B、电路原理图 图1 原理图 图2 电路版式图(一) 图2 电路版式图（二） C 硬件流程图驱动电

8、路单片机 程序下载口数码管蜂鸣器外围电路图3硬件流程图D、设计程序流程图 开 始 主程序 判断 是否能链接 NO YES 显示初值 加1运算 开始计数 减1运算 复位 结 束 图4程序流程图2、对所设计方案的实现进行全面分析A、 该硬件电路的核心部分为一块AT89S51单片机，对电路进行各方面控制和计算。用一个4位一体的8段共阴数码显示，用7407作为缓冲级，提高输出电路驱动能力，使数码管能正常显示。用一个9013三极管驱动蜂鸣器，当电路上电和计时时间到时响一秒提示时间到。用一个6M石英晶振和2个30pF的电容为AT89S51芯片提供时钟频率，2个30pF电容主要是为了方便晶振起振。K1、K2

9、、K3、3个开关分别用于加时间、减时间、复位和开始。用若干电阻作为上拉电阻，增大电路输出电流。B、 软件程序全部采用C语言编写。3、编程调试方法 编程与调试是C语言和Keil C软件相结合的。C语言是一种C语言是国际上广泛流行的、很有发展前途的计算机高级语言。它适合作为系统描述语言，即可用来编写系统软件，也可用来编写应用软件。Keill软件是一种目前用得比较广泛的一款单片机编程软件,它支持 c 和 汇编的编译,并可生成 HEX 文件,还可进行代码的软硬件仿真软件。4、安装调试过程，出现的各种现象硬件：焊接中易出现虚焊，假焊和多点连接导致短路等故障；焊接中粗心，导致某些点未焊接直接调试；软件：

10、1、数码管有一位不显示。主要原因：有一位输出I/O接错（P2.7）。 2、 按键未设有防抖功能导致按下一次出现多次按下结果； 3、 定时程序，没有考虑到主函数的运行时间引起定时不是很准，稍有延 时； 4、延时函数用法不当，数码管有重影；5、总结经验和体会在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、汇编语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。 另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影

11、响，组长邹威从课题的确定，元器件的分类，电路的焊接等各个方面都尽心尽责，花的心思。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚

12、，以免下次再碰到同样的问题。 从选题到定稿，从理论到实践，在接近两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一

13、些元器件的使用方法，对单片机C语言掌握得不好 课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。 。6、进一步完善的设想 A、新增一段程序，对硬件的按键进行防抖，使计时器计时更加的精确； B、对于硬件的导线线路，尽量在线路比较短的地方不使用导线，使用焊锡进行导通，这样就会比较的美观； C、硬件元器件的排版要进行比较的规律，尽量做到导线排版的时候不会出现重叠的现象； D、计算每一条语句的时间，提高执行的定时器的精度。参考书目：1 赵伟军，Protel99se教程，北京，人民邮电出版社，1996年2 楼然苗,李光飞.

14、单片机课程设计指导M.北京:北京航空航天大学出版社, 2007年3 杨居义.单片机课程设计指导(实例教程) M.北京:清华大学出版社, 2010年4 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术M.北京:北京航空航天大学出版社, 1993年5 唐华光，电子技术基础，高等教育出版社，北京，2006年6 谭浩强，C程序设计教程，北京，清华大学出版社，2007年 附录A：仿真电路原理图附录B：源代码#include<reg51.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned charuchar code WEIMA=0x3f,0x06,0

15、x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar num1;void BELL();void Delay(uint z);void Display(uint M1,uint M2,uint S3,uint S4);void jishi(uint minute1,uint minute2,uint second1,uint second2);int minute1,minute2,second1,second2,save1,save2,save3,save4;sbit BUZZER=P10; /定义P1.0为喇叭驱动端 sbit t1=P35;/定时器T1

16、uint t=0;void main() uint f,w; num1=0; BUZZER=0; P2=0x00; Delay(228); minute1=1; minute2=second1=second2=0; while(1) EA=1;/开总中断 TCON=0x05; if(t=15) EX0=1;/开外部中断0 EX1=1; else t=t+1; t1=1; f=0; if(t1=0)num1=0;save1=minute1;save2=minute2;save3=second1;save4=second2;t1=1;w=1;while(w) TMOD=0x01; TH1=(655

17、36-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; ET0=1; TR0=1; if(num1=10) EX0=0;/关外部中断 EX1=0; num1=0;if(second2=0)&&(second1=0)&&(minute2=0) minute1=minute1-1; minute2=10; minute2=minute2-1; second1=6; second1=second1-1; second2=10; second2=second2-1;if(minute1=0)&&(minute2=0)&&

18、;(second1=0)&&(second2=0) BELL(); w=0; Delay(300); Display(second2,second1,minute2,minute1); if(t1=0) minute1=save1; minute2=save2; second1=save3; second2=save4;/复位保存 w=0; Delay(300); else f+; Display(second2,second1,minute2,minute1);void Display(uint M1,uint M2,uint S3,uint S4) uint i; for(

19、i=0;i<4;i+) if(i=0)P2=0xf7;P0=0x00;Delay(1);P0=WEIMAM1;if(i=1)P2=0xfb;P0=0x00;Delay(1);P0=WEIMAM2;if(i=2)P2=0xfd;P0=0x80;Delay(1);P0=WEIMAS3;if(i=3)P2=0xfe;P0=0x00;Delay(1);P0=WEIMAS4; Delay(4);void Delay(uint z) int x,j; for(x=0;x<z;x+) for(j=0;j<50;j+);void exter0() interrupt 0 if(minute2=0) minute1=minute1-1; minute2=10; minute2=minute2-1; if(minute1=0) if(minute2=0) minute1=1; minute2=0;EX0=0;/关外部中断EX1=0;t=0;void ADD() interrupt 2 minute2=minute2+1; if(minute2=10) minute1=minute1+1; minute2=0; if(minute1=10) minute1=0; minute2=0; EX0=0;/关外部中断E