单片机实习报告

1、关于单片机应用实习的实习报告一、实习目的本次实习的目的在于加深对 MCS-51单片机的理解，初步掌握单片机应用系 统的设计方法；掌握常用接口芯片的正确使用方法；强化单片机应用电路的设计 与分析能力；提高学生在单片机应用方面的实践技能； 培育学生综合运用理论知 识解决问题的能力，力求实现理论结合实际，学以至用的原则。二、设计题目：单片机数据采集系统设计三、功能描述1 实时采集0-5V的电压信号；2.将采集的0-5V的电压信号实时显示；3可以轮流采集8路通道，或指定通道数据；4.可以设定报警上下限，并报警。四、方案设计4.1系统分析根据系统功能要求，可将系统组成结构分成四大部分。单片机控制中心、键

2、 盘接口。其中，单片机控制中心是核心。MCU艮据按键输入，可切换不同的显示模式或设置不同的参数。数码显示管第 2至4位将实时采集的05V电压，数码 管第1位显示指定通道数。通过按键可切换到设定电压上下限报警的模式。由于我组单片机实验板缺少烽鸣器，因此利用 LED灯来报警。以下是系统组成结构图：图1系统组成结构图五、硬件电路设计5.1单片机最小系统设计最小系统包括 CPU时钟与复位电路，其原理图如下:图2单片机最小系统设计5.2显示电路设计数码管主要是用于数字的显示，图中采用共阴极。电源+5V通过470欧的电阻直接给数码管的7个段位供电，对应了两个接数码管的a,b,c,d,e,f,g 和小数点位

3、p,P1.0,P1.1，P1.2，P1.3接位选码。其原理图如下:LELJVCCfRF1BRP1C、PO.D 丄丄PO丄 -fz r-po.4i-PO.5 10 P0.65COLHl coiii2 coni? com-1CON2AmomQmomo5.3按键电路设计其原理图如下：C1103C2103C31035.4 A/D转换电路设计其原理图如下:OMODEO-PI首图4按键电路设计17I匚 lIS1? 20222P1.6P1.0 2>=1Pl ,2 32PLI 3KiNODI【紺D2N2D3IH3D4IHD5I陥D6IN百D7?r?ADDAADDBADDCALESTAKT1MTOEVre

4、fl；.)>CLKEOC26512 +57165.5电源电路设计单片机工作电压为5V。一般使用USB接 口供电，直接从USB接口获取5V电源。其原理如下图。PWR LED LED R SVCC DSJDVCC JUUSB图6电源电路设计5.6报警电路设计当电压小于下限电压值或大于上限电压值时，蜂鸣器将报警如图所示：IT9BUZZEP.六、软件设计6.1操作功能设计根据系统的功能描述，可以将系统功能大致分成三类：轮流采集8路通道，指定通道显示，设置报警上下限。此系统设有四个数码管，三个按键。利用按键可切换形成多个模式，按键1 将轮流采集8路通道模式与指定通道显示之间相互切换，按键 2将轮流

5、采集8 路通道与设置电压上下限报警模式之间相互切换，按键 3是增加1,可指定显示 18通道，也可利用其来设置上下限电压的大小。模式设计如下：模式1:轮流采集8路通道，此时数码管显示如1.0.00 ,2497, 8497。（此时1、3通道接地，2、8通道接+5V模式2:指定通道显示，按下键1时，模式由轮流采集8路通道变成指定通 道显示，此时数码管初始显示为1.0.00,表示为1通道的电压值；当按下按键3 时，数码管值变为2.4.97,表示2通道的电压值；当再次按下按键 3时，数码 管显示为，表示3通道的电压值。即每按一次键3,通道数即增一，以此 显示指定通道的实时电压。模式3:当在轮流采集8路通

6、道的模式下，按下键2。模式将会自动切换到 设置电压上下限报警模式。此时，初始设置的电压上限为 5V,电压下限为0V, 通过键3可对其修改。6.2程序设计思路此程序所需实现的基本功能主要有：1使数码管显示采集来的实时电压，并 对8个通道的电压实施轮流输出显示；2使用按键操作，将轮流显示的8个通道 的电压切换成按指定通道显示输出；3可通过一功能键切换不同的模式，使系统 可以调节上下限报警电压。4通过一按键可实现对通道与上下限电压的更改，如 加减。本程序主要分为2大块，主程序与子程序。主程序包括八通道循环采集电压 工作方式，模拟量通道输入循环选择，选择通道显示电压工作方式，模拟量通道 输入按键选择等

7、。而子程序则需包括对定时器T0进行初始化程序（定时时间设为5ms即每5ms扫描一次数码管，总共有4位数码管，20ms循环扫描一次）， 启动A、D转换程序，数码管显示程序，延时程序等。此程序使用定时器0完成数码管动态扫描，并对按键及串口进行扫描。当扫 描到相应的按键时即执行相应的操作（如当扫描到键1时，就会改变当前的模式, 从轮流采集通道模式转换到指定通道显示电压的模式）。6.3程序流程图数码管输出刷新结束图8程序流程图七、程序调试对程序来说，最重要的就是调试阶段。一段写好的程序当中会出现很多问 题。在单片机数据采集系统设计的程序中，出现了很多问题，有的是语法错误， 以致不能成功编译；有的则是可

8、以成功编译，但是不能达到系统的功能要求。在 单片机的实验学习中，我们做过关于A/D转换的实验。它的功能是可以实现单通 道采集电压。但如何由单通道变成8通道，并且还能够指定通道显示，而且可以 切换模式，对上下限电压进行修改。这就需要对程序的不断调试，其调试过程具 体如下：1、由单通道改至8通道：首先，这其中肯定要用到循环语句。程序中用到了 for循环，k作为循环变量。全局变量 m作为通道，m的值从1至8循环。即 当m大于8时，令m等于1。2、按键按下检测及相关设置：此系统用到了三个按键，如何对按键进行扫描，程序位于void TimerO_ISR() interrupt 1 中，即于定时器TO的中

9、断程序中，每5ms调用一次，检测键盘是否按下，如果按下去延时抖动，然后检测到底 是哪个按键按下，不同的按键有不同的功能。 用“ a+, if(a>=50&&P31=0&&moshi=1)”程序实现延时消抖。然后用if判断语句实现按 键的不同作用。3、数码管刷新显示程序；刷新显示就是根据不同的模式将显示的不同数据放到显示缓冲区中，比如模式1时显示轮流显示采集电压，模式2是显示指定通 道的电压，数码管的第一位要显示通道数，数码管的后三位显示电压值，模式3是显示设置电压上下限报警值，然后由数码管输出程序输出到数码管。4、数码管输出程序；数码管输出程序就是送段选码

10、和位选码的程序，位于 定时器T0的中断程序中。轮流点亮4个数码管，每5ms变换一次，由于速度快， 从而达到点亮每个数码管的作用。八、使用说明8.1功能1. 可以轮流显示8个通的实时采集的电压值；2. 可以指定通道显示电压值；3. 可以设置上下限报警电压。8.2人机接口共有三个按键。分别为键1,键2,键3。总共可以实现3个模式的转换。8.3操作说明1. 通电后，在初始状态下，数码管显示的是轮流显示 8通道电压值。 通过三个按键可以对模式进行切换，以及对其中参数进行修改。2. 按下键1,系统切换到指定通道显示界面，在此基础上按键 3,可以 实现从1通道到8通道任意指定通道显示电压值。再按下键 1,

11、又可返回到 轮流显示8通道电压值。3. 按下键2,系统切换到设置电压上下限报警电压值。在此基础上，按 下键3,可以对上下限电压值进行设置， 每按一下键3,电压值增1,电压值的 范围为05V。当电压值设置好之后，再按下键 2,则重新返回到轮流显示 8 通道电压值。九、心得体会在本次实习中，我通过查阅资料，请教于老师及同学。基本完成了硬件设计、 程序设计、安装调试等环节。但其中有很多问题值得我去思考。1.实习作风不好： 不能积极对待，注意力不够集中；2.实习效率不高：单片机课程功底较差，实 践动手能力不强；3.独立解决问题的能力较差。以为三点都值得我反思，本次 实习揭露了我的不足，希望在以后学生工

12、作中得到改进。十、实验总结本次实习的过程主要可分为三个部分。分别是绘制硬件原理图，编写程序， 系统调试。1. 绘制硬件原理图：这是我们第一次接触到 Protel99电路设计软件，它 与CAD绘制一样，需要有一个熟悉的过程，其中我觉得难点是建元件库。如单片 机与A/D转换部分需要自己绘制，其它部分大多可以在元件库中找到，可直接添 加。其次需注意的地方就是端口一定要与程序一致。2. 编写程序：编写程序是难点。须一层层做起，刚开始的源程序来自A/D转换实验中的单通道采集电压值。 在不断的对程序修改过程中实现 8通道。再添 加按键程序。3. 系统调试；系统调试是最重要的环节，他涉及到程序的各个部分及硬

13、件 端口的接线。冈H开始，我组用SST单片机，由于端口被占，因此无法接按键，程 序虽然能够顺利下载，但是无法对按键进行操作。因此只能换成STC单片机。由 于我组电路板上缺少蜂鸣器，因此改用LED灯实现电压上下限报警。虽然程序不 一定有错。但调试的过程就是程序与硬件相结合的过程。必须相互匹配，才能调 试成功。十一、参考文献1. 张义辉，李家庆，单片机系统综合训练指导书重庆科技学院2. 汪德彪.MCS-51单片机原理及接口技术M.北京电子工业出版社.3. 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，20054. 胡文金.单片机系统实训教程.重庆：重庆大学出版社,20055. 胡文金，钟秉翔.单

14、片机应用技术实训教程M.重庆大学出版社.2005.附录1:电路原理图附录2 :源程序代码#i nclude "reg51.h"#defi ne THCO 0xee#defi ne TLCO 0x0codeun sig nedcharDua n =0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00;/共阴极数码管-9段码表unsigned char xuan=0,1,10,11,100,101,110,111;un sig ned char Data_Buffer4=0,0,0,0;un sig ned int m=1

15、;un sig ned int moshi=0,ze ngjia=0,shed in g=0,dia ny aze ng=0,sha ngyazhi=5;float AdValue;*/sbit P30=P3A0;sbit P31=P3A1;sbit P32=P3A2; /三个按键位码口定义/*/sbit P34=P3A4;sbit P35=P3A5;sbit P36=P3A6; /四个数码管的位码口定义sbit P37=P3A7;/*/sbit ADWR=PM0;sbit RS=P1A1;sbit CS=P1A2;/ADC0809控制线接通 C51P1 口位码口定义sbit Add 1= P

16、1A3;sbit Add2=P1A4;sbit Add3=P1A5;sbit EOC=P1A6;sbit LED=P1A7;/报警灯void Sysi nit();void AD_Start(void);void LED_Fresh();void delay_ms(unsigned int x);/ 子函数定义void zhu();void xia ny ajiemia n();/*/void mai n()un sig ned int k,i;Sys in it();while(1)/八通道循环采集电压工作方/模拟量通道输入循环选择if(moshi=0)式m=8;for(k=0;k<=

17、7;k+)if(moshi=1)k=0;break; Add 1=xua nk/100;Add2=xua nk%100/10;Add3=xua nk%10;m+;if(m>8)m=1;if(dia ny aze ng=1)dia ny aze ng=O;sha ngyazhi+;if(sha ngyazhi>5)sha ngyazhi=O;zhu();for(i=0;i<40000;i+);else/选择通道显示电压工作方式 m=1;while (1) if(moshi=0) break;Add仁xua nm-1/100;/ 模拟量通道输入按键选择Add2=xua nm-1%

18、100/10;Add3=xua nm-1%10;if(ze ngjia=1)zen gjia=0;m+;if(m>8)m=1;zhu();void TimerO_ISR() in terrupt 1static un sig ned char Bit=O,a=O;THO=THCO;TLO=TLCO;Bit+;if(Bit>=4)Bit=0;P34=0;P35=0;P36=0;P37=0;/ 关位码if(shedi ng=0)if(Bit=O)P2=Duanm|0x80;/ 开断码if(Bit=1)P2=Dua nData_BufferBit|0x80;else if(Bit>

19、1)P2=Dua nData_BufferBit;if(Data_Buffer1>=sha ngyazhi)LED=0;elseLED=1; else if(Bit=1)P2=Duanshangyazhi|0x80;/ 开断码else if(Bit>1)P2=Dua nData_BufferBit;switch(Bit)/ 开位码case 0: P34=1;break;case 1: P35=1;break;case 2: P36=1;break;case 3: P37=1;break;按键按下检测及相关设置if(P30=0|P3 仁=0|P32=0) /a+;if(a>=5 0&&P30=0)a=0;moshi=!moshi;if(a>=50&&P3 仁=0&&m oshi=1)a=0;zen gjia=1;if(a>=5 0&&P32=0)a=0;shed in g