单片机课程设计,单片机实现的顺序控制

1、獐南呻黑学院电气及自动化课程设计报告题 目：单片机实现的顺序控制课 程：单片机系统设计与Proteus仿真学生姓名：学生学号：年级：专业：班级：指导教师：2015年9月目录一、课程设计性质和目的2二、软件介绍21、 Proteus . 22、Keil uVision43三、设计要求及原理说明31 、课程设计的任务与要求32 、原理说明4五、顺序程序设计6六、电路的设计与仿真8七、总结12八、参考书籍12、课程设计性质和目的单片机课程设计是单片机原理与应用及C51程序设计课程结束后的一门综合 性实践课。利用所学知识用单片机实现顺序控制。所选题目单片机实现的顺序控制 紧密结合所学的主要内容，加深巩

2、固所学知识，同时对所学内容进行扩展，有一定的 深度和广度。通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施使我对单片机有了更进 一步的了解，并且是我有了以下收获。（1）加强了对单片机和C语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设 计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。（3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。（4）提高了利用已学知识分析和解决问题的能力。二、软件介绍1、 ProteusProtues软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软 件中国总代理为广州风标电子

3、技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真 功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。 虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于 单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片 机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计 平台，其处理器模型支持 8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8

4、086和MSP430等，2010年又增加了 Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系 列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。2、 Keil uVision4KeilC51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发 系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势， 因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强 大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（“Vision）将这些 部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、

5、WINXP等操作系统。如 果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用 汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。三、设计要求及原理说明1、课程设计的任务与要求在工业生产中，利用单片机的数字量输出可实现顺序控制。例如，注塑机工艺过 程大致按“合模一注射一延时一开模一产伸一产退”顺序动作，用单片机控制很容易 实现。单片机的P1.0-P1.6控制注塑机的7道工序，7道工序用控制7只发光二极管的 点亮来模拟。设定每道工序时间转换以延时来表示。P3.3为“故障”开关，合上为 故障报警。控制P1.7上的音响发出报警声响。报警声响只有在工作

6、期间才会响起， 而停止工作期间报警不会响起。P3.4脚上的单刀双掷开关作为“启动”或“停止”开关。设定前6道工序中只 有一位输出，只点亮1只发光二极管，第7道工序有3位同时输出（P1.6、P1.5、P1.4 上的3只发光二极管同时点亮）。2、原理说明本题目利用单片机的P1.0-P1.6输出的高低电平来控制发光二极管的亮与灭，表 示工业生产过程的顺序控制进程，P1.7输出的高低电平控制是否发出警报声响。P3.3 与P3.4作为输出，单片机检测P3.3与P3.4的输出电平，来判断“故障”或“停止” 开关的状态。四、设计主要流程先分析设计要求，根据设计要求来设定代码程序，然后进行代码的编写，接着对

7、代码进行编译校验，检查错误，改正错误。接着根据设计要求和代码，进行顺序控制 器的原理电路图设计，此步要在Protues软件进行绘制仿真，然后根据设计要求对绘 制出的原理电路图进行测试，如若不符合设计要求继续更改，直至符合要求为止。然 后进行电路模拟，将符合设计要求的电路先行保存。再将源程序代码用Keil软件生 成hex文件。再利用stc软件将生成的hex文件传输到单片机中完成验证。大致设计 流程如下图所示。（“生成hex文件并传输到单片机中”，这一设计步骤由于电脑原因 无法连接C51单片，所以无法实现。）流程图五、顺序程序设计通过分析设计要求可知，需要完成单片机P1.0-P1.6输出的高低电平

8、来控制发光 二极管的亮与灭，表示工业生产过程的顺序控制进程，P1.7输出的高低电平控制是 否发出警报声响。P3.3与P3.4作为输出，单片机检测P3.3与P3.4的输出电平，来 判断“故障”或“停止”开关的状态。则设计程序代码及其解释如下：void main()(EX1=1; 外部中断1允许IT1=0; 电平触发中断EA=1;总中断允许while(1) (P1&=0xfe;工序1，完成后进入工序2Delay(2000);P1&=0xfd;工序2，完成后进入工序3Delay(2000);P1&=0xfb;Delay(2000);P1&=0xf7;Delay(200

9、0);P1&=0xef;Delay(2000);P1&=0xdf;Delay(2000);P1&=0x8f;Delay(2000);/7道工序完成，重新开始循环)void int1_isp() interrupt 2外部中断1中断服务函数P=P3_4;报警)在keil软件中测试如下:六、电路的设计与仿真顺序控制器的原理电路及仿真如下图2所示。电路中的7个发光二极管从上到下 分别代表7道工序。仿真运行，发光二极管将按顺序控制规律来点亮。P3.4引脚上的单刀双掷开关用来选择控制操作启动（向上）或停止（向下）。P3.3 引脚上的开关闭合，表示发生故障，从而控制P1.7上的音响

10、发出警报响。报警声响 只有在工作期间才会响起，而停止工作期间警报不会响起。P1 口的P1.0P1.6接七 只发光二极管，P1.7接报警器，P3.4接开工启动开关，P3.2接外部故障输入模拟开 关。主程序流程图：当程序启动，开启中断，并使P1、P3 口初始化，当给start开 始信号即P3.4得电时，运行主程序中使发光二极管得电的程序，从L0至17，按顺 序每次只点亮一只二极管，并延时一段时间，然后点亮下一只二极管，当第七只二极 管得电延时完成后，程序跳转到工序1开始的地方，按此规律从工序1到工序7依次 循环进行下去。中断服务子程序：当外部故障输入模拟开关即P3.3得电时，运行中断子程序， 先使

11、P1=0x00即关闭输出保护现场，speak=1使报警器报警。然后判断故障情况，如 果故障清除，则恢复现场跳出中断子程序回到主程序；如果故障没有清除，则报警器 继续报警直至故障清除。图2.顺序控制器的原理电路对原理电路进行仿真调试如下:txrALipnn'HunPD.VAD1XTALZPD3TAD3PD.4/AD + PDS'ADS PDJSTAD6RETPD.TAD?PZDfA2P2.WA5 PNNA1 口P5ENPzafAii.ALEP2.A12,EHP2SA13P2J9AU PS.T/AISF1BP3HTRXDpi.iP3.irrx&P12panrrnPl JP3

12、3'TITTpi.+P3.4frafi 与FisrriPIjSPI.7P3.7/KT图3.仿真电路调试1（一）、在调试过程1中，当按下按钮开关后会发现7个发光二极管会从上到下依次由“亮”到 “灭”，而此时P3.4引脚上的单刀双掷开关置于启动（向上）处，此时电路正常工作。如图2所 示（二）、当单刀双掷开关置于停止（向下）处时电路状态如图3所示。最后三个发光二极管会亮， 前四个会灭，并保持这种状态。（三）、当单刀双掷开关置于启动（向上）处时，将P3.3引脚上的开关闭合，此时电路状态如图 4所示。此时电路处在“故障”状态，LS1处SOUNDER会发出警报声，表示电路故障。PZ.T/AISPl

13、IVRXtPD.AD!PnS'ADSPDj9AD神 WlffTDPli'UTTPl.4iTOPZ3fA11 P2.4/A12 PN 与A 口PO D'ADO pn.i/ADi PDAD2P3.SFiJP： pa.TrKrrLED-BLUE图4.仿真电路调试2七、总结通过本课程设计，我对单片机的工作原理以及运用要求有了更进一步的了解，对 我的动手能力，编程能力都有很大的帮助。这次课程设计的控制要求有：用七只发光 二极管模拟工业控制中的7道工序，高电平点亮，每道工序用定时器进行工序间的顺 序转换。我首先收集了大量的资料，查找有关集成芯片和器件的文献，只有对各种元 器件有了充分的了解之后在实际的操作才会更快。在操作过程中我发现自己的电路图 接对了，但是却无法仿真出来，仔细检查后发现没有把代码加入电路中。可见如果不 对整个设计的每一个细节都了解的清清楚楚的话，哪怕做对了，你都搞不懂这是怎么 回事。这告诉我们，以后无论在工作还是在生活中，都要认真对待每一个细节，不能 得过且过，不求甚解。在编程方面一直是我的弱项，好多程序我都搞不明白，这个时候我都会尽量去问 同学，在课程