课程设计投票器设计说明书

1、单片机课程设计说明书 课题：班级投票显示器 专业：测控技术与仪器 班级：机122-1 姓名： 许铎 学号：201256502116 指导老师：王东兴 组员：贺茂森、段亚东、王向东烟台大学 机电汽车工程学院目录 第一章设计任务和内容 31.1 设计任务31.2 设计要求31.3 设计内容3第二章电路设计42.1 总体设计42.2 详细设计52.2.1 单片机引脚功能52.2.3时钟电路62.2.4复位电路72.2.5 数码管显示电路8第三章 程序设计与仿真103.1 投票显示系统总体功能实现102.2 系统流程图113.3 程序编写133.4 仿真与调试15第四章 总结和未来改进构想21 第一章

2、设计任务和内容 1.1 设计任务分组按照选定题目的设计任务，设计各种单片机应用系统，设计工作量至少要包含： （1） 用MCS-51单片机，12MHz时钟，常规的上电和手动复位电路； （2） 3个以上的按键； （3） LED或/和数码管或/和LCD显示及其接口；（4） 至少2路输入信号，可以是模拟量或数字量。1.2 设计要求 （1）设计一个投票系统，具有计票显示功能；（2）可实现6人同时进行投票，累计票数在显示器上显示；（3）主持人使用一个按键开关控制开始投票，终止投票和清零；（4）投票开始后每人能且仅能投一次票，多投无效； 1.3 设计内容 （1）编写项目功能说明书，确定应用系统的功能和具体参

3、数； （2）设计电路原理图；（3）编写C语言源程序，程序中加注必要的注解说明；(4)实物制作与调试； （5）编写设计说明书。第二章电路设计2.1 总体设计整个设计以AT89C51单片机为核心，点触开关控制信号通过单片机I/O口，单片机处理信号并将结果通过LED数码管显示，最终按键复位单片机。总体设计如下图。 信号源I/O口8051单片机LED数码管显示时钟电路 复位电路2.2 详细设计 2.2.1 单片机引脚功能 ·P0口 8位、漏极开路的双向I/O口。当使用片外存储器及外扩I/O口时，P0口作为低字节地址/数据复用线。在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；程序校验时，可输出指令字

4、节。P0口也可做通用I/O口使用，但需加上拉电阻。作为普通输入时，应输出锁存器配置1。·P1口 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 P1口是为用户准备的I/O双向口。在编程和校验时，可用作输入低8位地址。用作输入时，应先将输出锁存器置1。·P2口 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 当使用外存储器或外扩I/O口时，P2口输出高8位地址。在编程和校验时，P2口接收高字节地址和某些控制信号。·P3口 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 P3口可作为普通I/O口。用作输入时，应先将输出锁存器置1。在编程/校验时，P3口接收某些控制信号。 ·R

5、ST 复位输入信号，高电平有效。 ·EA/VPP外部程序存储器访问允许信号EA.当EA信号接地时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器，地址为0000H-FFFFH;当EA接VCC时，对ROM的读操作从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。 ·PSEN 片外程序存储器读选通信号PSEN，低电平有效。在片外程序存储器取指期间，当PSEN有效时，程序存储器的内容被送至P0口；在访问外部RAM时，PSEN 无效。 ·ALE/PROG低字节锁存信号ALE.在系统扩展时，ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址锁存在外接的地址锁存器中，以实现低字节地址和数据的分时传送

6、。·XTAL1 片内振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。·XTAL2 片内振荡器反相放大器和时钟发生线路的输出端。 2.2.3时钟电路51系列单片机的时钟信号产生通常有两种方式，内部时钟方式和外部时钟方式 我们采用内部时钟方式，如图，引脚 XTAL是片内振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。XTAL2是片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时，外接石英晶体和微调电容。 2.2.4复位电路 51系列单片机通常有上电复位和按键复位两种方式。我们采用了最简单的一种上电复位及按键复位电路如图所示，上电后，由于电容充电，使RESET持续一段时间的高电平，完成复位操作；当

7、单片机处于运行中或死锁时，按下“复位”按钮，也可使单片机进入复位状态。通常选择C=1030uF, R=1001000。2.2.5 数码管显示电路74LS2451Y1abcd efgdp1A11A21A31A42A12A22A32A4P1.1P1.01A21A11Y21Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4aP1.21A31Y3fbP1.3 1A41Y4gP1.4 2A12Y11YecP1.52A22Y2dP1,6 2A32Y3dpP1,72A42Y41、数码管显示方式数码管有静态显示方式和动态显示方式，我们采用的共阴极七段数码管静态显示方式，如上图所示。就是当显示器显示某一个字符时，相

8、应的发光二极管恒定地导通或截止。2、驱动电路74LS245芯片用作驱动的电路，用来驱动七段数码管,它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据，8051单片机的P0口总线负载达到或超过P最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。 当片选端/CE低电平时有效， AB接高电平时AB，低电平时BA第三章 程序设计与仿真 3.1 投票显示系统总体功能实现利用单片机设计投票显示系统，应先掌握单片机的结构与功能，在设计中充分利用好单片机各管脚，并配合外部电路，坚持简单易懂，节约成本的原则来设计电路。 2.2 系统流程图 为了简化程序的复杂度，使设计过程简单易懂，该系统将分成主程序和子

9、程序设计，具体流程如下图。NY开始单片机P1口全置1P1.1=0?数码管显示不变，并不清零执行投票子程序，判断是否有键按下并显示票数调用子程序 结束YP1.1=0?Y轮次置1P1.2=0?YN票数累加1，并此按键不再影响数据变化模仿上面步骤顺序判断P1.3P1.7口，并进行票数累加NP1.1=0?N退出投票子程序，但数据不清零3.3 程序编写按照上面流程图进行源程序编写，源程序如下：（1）主程序部分 #include "reg51.h" #include"stdio.h"sfr p2=0xa0;sfr p1=0x90;sfr p0=0x80;sbit P

10、11=P11; /*位定义*/ sbit P12=P12;sbit P13=P13;sbit P14=P14;sbit P15=P15;sbit P16=P16;sbit P17=P17;Unsigned; chardis11=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x67,0x00; /*定义字型表*/unsigned char num,num2,num3,num4,num5,num6,num7;char nu=0; void scan();void disp() /*显示子程序*/ num=num2+num3+num4+num5+num6

11、+num7; p0=disnum;p2=disnu; void main() P1=0xff; /*对P1口进行初始化*/ while(1) /*进入无限循环*/ if(!P11) /*判断总控开关，按下则执行以下程序*/ num=0;nu+;scan(); /*扫描按键，执行scan()子程序*/ else num2=0;num3=0;num4=0;num5=0;num6=0;num7=0; /*无按键输入则显示0*/ void scan() while(!P11) /*判断总控开关是否一直保持接通状态，接通则进行投票过程循环，否则不执行程序，即投票按键无效*/ if(!P12) num2=

12、1;while(!P12); /*对投票按键P1进行判断，按下则累加1并维持不变*/ if(!P13) num3=1;while(!P13); if(!P14) num4=1;while(!P14); if(!P15) num5=1;while(!P15); if(!P16) num6=1;while(!P16); if(!P17) num7=1;while(!P17); disp(); 子程序部分完成投票判断、票数累加工作。3.4 仿真与调试将源程序输入进Keil软件中，保存为.hex文件并编译，无误后可以再烧进仿真软件Proteus ISIS文件中的单片机AT89C51中，方可运行仿真电路

13、。单击仿真运行开始按钮，我们能清楚地观察到每一个引脚的电频变化，红色代表高电频，蓝色代表低电频。仿真过程如下1、接通总控开关，此时所有人投票有效，并可看见票数显示器显示“0”，轮次显示器显示“1”投票第一轮开始，进入投票阶段，如图2、 任意按下一个投票按键如P3，此时票数显示器示数字变成“1”，轮次显示器“1”不变,如图3、 按另一个P5，票数LED灯变成“2”，如图4、此时再次按下第一次按过的按键P3，显示器仍保持数字“2”，即完成每个按键只能投票一次的功能。如图5、 最后将总控开关断开，可看到显示器没有变化，可以继续显示投票结果，再次接通总控，可发现票数显示器又回到初始阶段“0”，轮次显示

14、器显示“2”，即进入第二轮投票，如图6、 若此后有4人投票，则票数显示器显示“4”，而轮次显示器“2”不变。即票数完成清零并进入新一轮投票阶段，如图7、所有投票结束后按下轮次复位按钮，则所有显示器回复初始状态，仿真成功。第四章 总结和未来改进构想总结:通过本次课程设计不仅加强了对我们所学的单片机知识的认识，还掌握了Proteus电路图仿真软件和Keil编程软件等专业软件的应用。通过实物制作，还很好的锻炼了我们的动手能力和团队合作的能力，在课设过程中，我们遇到了一些问题，比如仿真时P0口接的数码管不亮，经过我们的讨论和几次试验，我发现是上拉电阻阻值过大，我们及时改正，解决了这个问题。还有在中期答辩时，我们忽略了驱动电路的问题，导致数码管显示电