1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.11.1設(shè)計(jì)任務(wù).11.2設(shè)計(jì)要求.12設(shè)計(jì)方案. .12.1設(shè)計(jì)思路 .12.2器件介紹與作用 .12.2.1 STC89C52RC簡介. .12.2.2 STC89C52RC參數(shù). .32.2.3 STC89C52RC特性. .32.2.4 STC89C52RC單片機(jī)的 P2口介紹 .42.2.5 LED 燈介紹 .53硬件電路設(shè)計(jì). .63.1原理圖 .63.2 LED被點(diǎn)亮的原理 .74軟件設(shè)計(jì). .84.1設(shè)計(jì)流程.84.2源程序 .155調(diào)試過程. .175.1實(shí)物連接圖.175.2調(diào)試. .185.3出現(xiàn)的問題.186總結(jié). .197附錄 MSC-51系列單

2、片機(jī)指令表. .20參考文獻(xiàn). .25.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)通過單片機(jī) P2口控制流水燈的系統(tǒng)1.2 設(shè)計(jì)要求（1）至少 8個(gè)燈;（2）可實(shí)現(xiàn)不同的亮燈( 如左循環(huán)，右循環(huán)，間隔閃等) 。2 設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)思路整個(gè)系統(tǒng)工作由軟件程序控制運(yùn)行， 根據(jù)需要，可以上電后系統(tǒng)經(jīng)過初始化， 進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài)。 于 STC89C52單片機(jī)的彩燈控制方案， 實(shí)現(xiàn)對 LED紅燈的控制。本方案以STC89C52單片機(jī)作為主控核心，與驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有晶振電路和 8個(gè) LED 燈，根據(jù)需要編寫若干種亮燈模式，根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮

3、或燈滅的控制信號。2.2 器件介紹與作用簡介STC89C52 是 STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 STC89C52使用經(jīng)典的 MCS-51核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash ，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、 超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash ，512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器 ，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路， 3個(gè)16 位定時(shí)器 /

4、 計(jì)數(shù)器， 4個(gè)外部中斷，一個(gè) 7向量 4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51的 5向量 2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。另外.STC89C52可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。 空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz，6T/12T 可選圖 2.1 STC89C52RC實(shí)物圖圖 2.2 STC89C52RC管腳圖.參數(shù)1. 增強(qiáng)型 8051單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 / 機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 / 機(jī)器周期可以任意 選

5、擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 22. 工作電壓： 5.5V 3.3V（ 5V 單片機(jī)） /3.8V 2.0V （3V 單片機(jī)）3. 工作頻率圍： 0 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0 80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz4. 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)5. 片上集成 512 字節(jié) RAM6.通用I/O口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 / 弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP （在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無 需專用仿真器，可通過串口

6、（ RxD/P3.0,TxD/P3.1 ）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有 EEPROM功能9. 共3 個(gè)16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器 T0、T1、T210. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒11. 通用異步串行口（ UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART12. 工作溫度圍： -40 +85（工業(yè)級） /0 75（商業(yè)級）13. PDIP 封裝特性STC89C52RC單片機(jī) :8K 字節(jié)程序存儲空間； 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間； 帶2K 字節(jié) EEPROM存儲空間 ; 可直接使用串口下載；

7、 AT89S52單片機(jī) :8K 字節(jié)程序存儲空間； 256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；沒有帶 EEPROM存儲空間 ;.單片機(jī)的 P2 口介紹P2 口由一個(gè)輸出鎖存器、一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、輸出驅(qū)動電路和一個(gè)反相器組成。 P2的結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。圖 2.3 P2 口的位結(jié)構(gòu)圖2.3 中控制信號 C的狀態(tài)決定轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置。 當(dāng) C=0時(shí)，開關(guān)處于圖示的位置；當(dāng) C=1時(shí)，開關(guān)撥向地址線位置。由圖可見，輸出驅(qū)動電路與 P0口不同，部設(shè)有上拉電阻（由兩個(gè)場效應(yīng)晶體管并聯(lián)構(gòu)成，圖中用等效電阻R表示）。（1）. P2 用作通用 I/O 口（ C=0）當(dāng)沒有在單片機(jī)芯片外擴(kuò)展總線；或者雖

8、然擴(kuò)展了片外總線， 但采用 “MOVX Ri”類指令訪問，且P2口用高八位地址線沒有全部用到時(shí)（P2.6 ，P2.7 ，.），P2口的口線就可以作為通用I/O 口線使用。執(zhí)行輸出指令時(shí)，部數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)在“寫鎖存器”信號的作用下由D 端進(jìn)去鎖存器，經(jīng)反相器反相后送至場效應(yīng)晶體管 T，再經(jīng) T 反相，在 P2.x 引腳出現(xiàn)數(shù)據(jù)正好是部數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)。用作輸入時(shí)，數(shù)據(jù)可以自口鎖存器，也可以讀自口的引腳，這是根據(jù)輸入操作采用的是“讀鎖存器”指令還是“讀引腳”指令決定。CPU在執(zhí)行“讀 - 修改 - 寫”類輸入指令時(shí)（ ANL P2,A ）部產(chǎn)生的“讀鎖存器”.操作信號使鎖存器 Q端數(shù)據(jù)進(jìn)入部總線，

9、在與累加器 A 進(jìn)行邏輯運(yùn)算之后， 結(jié)果又送回 P2的口鎖存器并出現(xiàn)在引腳。CPU 在執(zhí)行“ MOV”類指令時(shí)（如： MOV A，P2）部產(chǎn)生的操作信號使“讀引腳”應(yīng)在執(zhí)行輸入指令前把鎖存器寫入，目的是場效應(yīng)晶體管 T2截止，從而使引腳處于高阻抗輸入狀態(tài)。所以， P2口在通用 I/O 口時(shí)，屬于準(zhǔn)雙向口。（ 2） P2在作為地址總線（）當(dāng)需要在單片機(jī)芯片外部擴(kuò)展程序存儲器或擴(kuò)展了 RAM（或接口芯片）且采用 “MOVX DPTR”類指令訪問， 單片機(jī)部硬件會使 C=1，MUX開關(guān)接向地址線， 這時(shí) P2.x 引腳的狀態(tài)與地址線信息相同燈介紹LED 是英文 light emitting diod

10、e （發(fā)光二極管）的縮寫， LED燈俗稱發(fā)光二極管，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料， 置于一個(gè)有引線的架子上， 然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上， 一端是負(fù)極， 另一端連接電源的正極， 使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。 半導(dǎo)體晶片由兩部分組成， 一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。 但這兩種半導(dǎo)體連接起

11、來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) P-N 結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候， 電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N 結(jié)的材料決定的。.3 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 原理圖通過圖 3.1 我們可以看出，在 LED燈后要加一個(gè)電阻，通常電阻應(yīng)用在單片機(jī)電路中有三種作用：限流電阻、上拉電阻、下拉電阻。在流水燈接線圖中的電阻起的是限流作用。圖3.1 流水燈接線原理圖.3.2 LED 被點(diǎn)亮的原理圖 3.2 中 A 端為發(fā)光二極管的陽極， B 端為發(fā)光二極管的陰極，要想點(diǎn)亮發(fā)光二極管，陰極必須加一

12、個(gè)低電平（ 0V） , 發(fā)光二極管允許的電流在 3mA至10mA之間，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮的最小電流為3mA。已知發(fā)光二極管被點(diǎn)亮后的壓降值為1.7V ，VCC=+5V，電阻上的電壓為 3.3V，根據(jù)歐姆定律 R=3.3V/3mA=1.1K,因此要選用 1K 的電阻圖3.2流水燈接線分支電路.4 軟件設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)流程1) 打開 Keil Vision3 軟件2) 建立工程.工程以 LED為名保存選擇芯片.3) 建立新文件以了 LED.asm 為名保存.4) 把文件添加到工程.添加成功5) 在文件中輸入程序.6) 設(shè)置生成 .hex 文件和編譯設(shè)置生成 .hex 文件編譯成功，無錯誤.7) 打開

13、 STC_ISP_V483.exe 軟件8) 下載程序.4.2 源程序.程序一ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:MOVSP,#60H；設(shè)置堆棧的初始地址LOOP:MOVP2,00H；點(diǎn)亮八個(gè) LED燈LCALL DELAY；調(diào)用延時(shí)子程序MOVP2,0FFH;熄滅八個(gè) LED燈LCALL DELAY；調(diào)用延時(shí)子程序SJMP LOOPDELAY:；延時(shí)子程序MOVR0,#0FFHNEXT:MOVR1,#0FFHDJNZ R1,$DJNZ R0,NEXTRETEND程序二ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART:MOVSP,#60H；設(shè)置堆棧的

14、初始地址MOVR7,#0FFH；把 R7 置 1MOVP2,R7；把 P2 口置 1LOOP:MOVA,R7RLCA；循環(huán)移位.MOVP2,A；點(diǎn)亮第一個(gè)燈MOVR7,ALCALLDELAY；調(diào)用延時(shí)子程序SJMPLOOPDELAY:；延時(shí)子程序MOVR0,#0FFHNEXT:MOVR1,#0FFHDJNZR1,$DJNZR0, NEXTRETEND5 調(diào)試過程5.1 實(shí)物連接圖在普中科技 HC6800 V2.8 開發(fā)板中，將開發(fā)板中的 USB插口與電腦上的 USB插口相連，再將單片機(jī)的 P2口與 LED燈用線連接起來。圖 5.1連接實(shí)物圖.5.2 調(diào)試程序編譯成功以后，生成 .hex 文件，

15、用 STC_ISP下載到單片機(jī)中，在下載過程中先進(jìn)行下載然后再上電， 打開單片機(jī)開發(fā)板的開關(guān)后， 就會看到八個(gè)發(fā)光二極管的亮滅情況。程序一的現(xiàn)象是八個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)亮、滅，一直循環(huán)，并且亮和滅的速度很快。程序二的現(xiàn)象是八個(gè)發(fā)光二極管從頭依次亮， 每次只有一個(gè)燈亮， 從第一個(gè)一直亮到第八個(gè)，從后再從頭循環(huán)，在調(diào)試過程中，我們可以在程序中的“ LCALL DELAY”語句后再增加“ LCALL DELAY”語句，增加的越多，延時(shí)越長，亮或者是滅的時(shí)間就越長。5.3 出現(xiàn)的問題在用 STC_ISP往單片機(jī)中下載程序時(shí)出現(xiàn)圖 5.2 中的打開串口失敗，原因是串口已被其他程序打開或該串口不存在。 出現(xiàn)該

16、問題的原因時(shí)使用的串口不正確， 在設(shè)備管理器中查找正確的串口，并改正。改正后程序能正常下載+圖 5.2 問題截圖.6 總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多東西，我更加體會到理論知識與動手能力相結(jié)合的重要性，而且設(shè)計(jì)過程中使我懂得在設(shè)計(jì)程序之前，務(wù)必要對所用單片機(jī)的部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解， 知道該單片機(jī)有哪些資源： 懂得設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的軟件流程圖。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，“反復(fù)修改，不斷改進(jìn)”是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路。要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便。整個(gè)設(shè)計(jì)的過程

17、中，還是碰到了一些問題。比如，對于鍵盤的延時(shí)防抖問題不能較好的解決；對于編程的順序及各模塊程序調(diào)用掌握得還不夠好；對于一些相關(guān)的應(yīng)用軟件沒能熟練掌握。 設(shè)計(jì)中我最大的收獲就是自己的動手能力和獨(dú)立解決問題的能力得到了很大的提高， 在動手的過程中，不僅能增強(qiáng)實(shí)踐能力，而且在理論上可以有更深的認(rèn)識當(dāng)今社會，由單片機(jī)芯片控制各種硬件工作的技術(shù)日益成熟，并普及在交通、化工、機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域。而流水燈這項(xiàng) 技術(shù)在生活中應(yīng) 用更 為廣泛，較為貼近生活。以前在路上夜景中經(jīng)常見到各種流水燈，感覺很漂亮，通過此次編程以后才知道了原理，讓我有一種學(xué)以致用的成就感！很開心！流水燈控制的設(shè)計(jì)所需要的知識不僅吻合了我們本學(xué)

18、期對于單片機(jī)這門課程的學(xué)習(xí)，而且對于我們以前所學(xué)習(xí)的如數(shù)碼管顯示、 LEG燈 等 知 識 也 是 一 次 很好地運(yùn)用，所以設(shè)計(jì)流水燈控制的這個(gè)課題讓我們對知識的學(xué)習(xí)和鞏固都有了進(jìn)一步的加深?？偟膩碚f，這次設(shè)計(jì)獲益良多。不僅培養(yǎng)了實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了設(shè)計(jì)思維，在摸索該如何設(shè)計(jì)電之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中，鍛煉了運(yùn)用所學(xué)知識的靈活性，加深了對知識的理解及提高了解決問題的能力。在體會到設(shè)計(jì)電路編寫程序的艱辛的同時(shí)，更能體會到成功的喜悅和快樂。.7 附錄 MSC-51 系列單片機(jī)指令表表 7-1 數(shù)據(jù)類傳送令表字周助記符操作功能節(jié)期數(shù)數(shù)MOV A,Rd(A) (Rd)寄存器字節(jié)送到累加器11MOV A,m(

19、A) (m)直接字節(jié)送到累加器21MOV A,Ri(A) (Ri)間接 RAM送到累加器11MOV A,#n(A) n立即數(shù)送累加器21MOV Rd,A(Rd) (A)累加器字節(jié)送寄存器11MOV Rd,m(Rd) (m)直接字節(jié)送寄存器22MOV Rd,#n(Rd) n立即數(shù)送寄存器21MOV m,A(m) (A)累加器字節(jié)送直接字節(jié)21MOV m,Rd(m) (Rd)寄存器字節(jié)送直接字節(jié)22MOV m1,m2(m1) (m2)直接字節(jié)送直接字節(jié)32MOV m,Ri(m) (Ri)間接 RAM送入直接字節(jié)22MOV m,#n(m) n立即數(shù)送入直接字節(jié)32MOV Ri,A(Ri)(A)累加器

20、字節(jié)送入間接11RAMMOV Ri,m(Ri)(m)直接字節(jié)送入間接 RAM22MOV Ri,#n(Ri) n立即數(shù)送入間接 RAM21MOV DPTR,#n(16)(DPTR)n(16)十六位立即數(shù)送數(shù)據(jù)指32示器MOVC A,A+DPTR(A) 間接 ROM送累加器12(A)+(DPTR)MOVC A,A+PC(A) (A)+(PC)間接 ROM送累加器12MOVX A,Ri(A) (P2)+(Ri)從外部間接 RAM（8 位地12址）送入累加器MOVX A,DPTR(A) (DPTR)從外部間接 RAM（16 位12地址）送入累加器MOVX Ri,A(P2)+(Ri) (A)累加器容送外

21、部間接12RAM（8 位地址）MOVX DPTR,A(DPTR) (A)累加器容送外部間接12RAM（16 位地址）.PUSH m(SP)+1) (m)直接字節(jié)進(jìn)堆棧22POP m(m) (SP)直接字節(jié)出堆棧22XCH A,Rd(A) (Rd)寄存器與累加器交換11XCH A,m(A) (m)直接字節(jié)與累加器交換21XCH A,Ri(A) (Ri)間接 RAM與累加器交換11XCHD A,Ri(A 3 0) (Ri)7 間接 RAM低半字節(jié)與累114)加器交換表 7-2算術(shù)運(yùn)算指令助記符操 作功能字節(jié)周期數(shù)數(shù)ADD A,Rd(A) (A)+(Rd)寄存器加到累加器11ADD A,m(A) (

22、A)+(m)直接字節(jié)加到累加器21ADD A,Ri(A) (A)+(Ri)間接 RAM加到累加器11ADD A,#n(A) (A)+n立即數(shù)加到累加器21ADDC A,Rd(A) (A)+(Rd)+(C)寄存器和進(jìn)位加到累加器11ADDC A,m(A) (A)+(m)+(C)直接字節(jié)和進(jìn)位加到累加器21ADDC A,Ri(A) (A)+(Ri)+(C)間接 RAM和進(jìn)位加到累加器11ADDC A,#n(A) (A)+n+(C)立即數(shù)和進(jìn)位加到累加器21SUBB A,Rd(A) (A)-(Rd)-(C)累加器減去寄存器和借位11SUBB A,m(A) (A)-(m)-(C)累加器減去直接字節(jié)和借

23、位21SUBB A,Ri(A) (A)-(Ri)-(C)累加器減去間接 RAM和借位11SUBB A,#n(A) (A)-n-(C)累加器減去立即數(shù)和借位21INC A(A) (A)+1累加器加 111INC Rd(Rd) (Rd)+1寄存器加 111INC m(m) (m)+1直接字節(jié)加 121INC Ri(Ri) (Ri)+1間接 RAM加 111INC DPTR(DPTR) (DPTR)+1數(shù)據(jù)指示器加 112DEC A(A) (A)-1累加器減 111DEC Rd(Rd) (Rd)-1寄存器減 111DEC m(m) (m)-1直接字節(jié)減 121.DEC Ri(Ri) (Ri)-1間接

24、 RAM減 111MUL AB(B)(A) (A) ·(B)A 乘 B14DIV AB(A) (B) (A)/(B)A 除 B14DA A累加器十進(jìn)制調(diào)整11表 7-3邏輯運(yùn)算指令字 節(jié)周助記符操 作功能期數(shù)數(shù)ANL A,Rd(A) (A) (Rd)寄存器“與”到累加器11ANL A,m(A) (A) (m)直接字節(jié)“與”到累加器21ANL A,Ri(A) (A) (Ri)間接 RAM“與”到累加器11ANL A,#n(A) (A) n立即數(shù)“與”到累加器21ANL m,A(m) (m) (A)累加器“與”到直接字節(jié)21ANL m,#n(m) (m) n立即數(shù)“與”到累加器32ORL

25、 A,Rd(A) (A) (Rd)寄存器“或”到累加器11ORL A,m(A) (A) (m)直接字節(jié)“或”到累加器21ORL A,Ri(A) (A) (Ri)間接 RAM“或”到累加器11ORL A,#n(A) (A) n立即數(shù)“或”到累加器21ORL m,A(m) (m) (A)累加器“或”到直接字節(jié)21ORL m,#n(m) (m) n立即數(shù)“或”到累加器32XRL A,Rd(A) (A) (Rd)寄存器“異或”到累加器11XRL A,m(A) (A) (m)直接字節(jié)“異或”到累加器21XRL A,Ri(A) (A) (Ri)間接 RAM“異或”到累加器11XRL A,#n(A) (A)

26、 n立即數(shù)“異或”到累加器21XRL m,A(m) (m) (A)累加器“異或”到直接字節(jié)21XRL m,#n(m) (m) n立即數(shù)“異或”到累加器32CLR A(A) 0累加器清零11CPL A(A) ( )累加器取反11RL A累加器循環(huán)左移11RLC A累加器帶進(jìn)位循環(huán)左移11.RR A累加器循環(huán)右移11RRC A累加器帶進(jìn)位循環(huán)右移11SWAP A(A 74) (A 3 1)累加器半字節(jié)交換11表 7-4位操作指令字 節(jié)周助記符操 作功能期數(shù)數(shù)CLR c(c) 0進(jìn)位清 011CLR b(b) 0直接位清 021SETB c(c) 1進(jìn)位置位11SETB b(b) 1直接位置位21CPL c(c) (c 非 )進(jìn)位取反11CPL b(b) (b 非 )直接位取反21ANL c,b(c) (c) (b)直接位“與”到進(jìn)位22AN