PAGEPAGE11. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）完成基本焊接任務(wù) （2）單片機(jī)開發(fā)板功能正確 （3）完成指定的實(shí)驗(yàn) （4）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告1.2 要求 （1）元件面：元器件位置正確、排列整齊有序，元件整形恰當(dāng)。 焊接面：整潔、清爽，焊點(diǎn)圓潤、無虛焊，引腳修整合適。 （2）能夠下載程序、運(yùn)行演示程序。 （3）完成3個(gè)程序的編寫、下載及演示功能。 （4）報(bào)告格式規(guī)范、文字流暢、思路清晰。2.方案設(shè)計(jì)與論證2.1 方案設(shè)計(jì) 方案一：仿照周立功實(shí)驗(yàn)箱自行設(shè)計(jì)電路，然后完成焊接，實(shí)現(xiàn)各功能。DP-51PRO.NET單片機(jī)仿真器、編程器、實(shí)驗(yàn)儀三合一綜合開發(fā)平臺(tái) 方案二：采用JB-MCS 51-V8.0電路板，直接焊接相關(guān)元器件并實(shí)現(xiàn)各功能。論證經(jīng)驗(yàn)證DP-51PRO.NET實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所需元器件無法找齊，且體積過大不便于攜帶等原因，最終決定采用方案二。3.單元電路原理各單元電路原理圖4.總原理圖及元器件清單4.1 總原理圖4.2 元器件清單型號(hào)數(shù)量型號(hào)數(shù)量型號(hào)數(shù)量電容20p4電阻47018STC89C521電容1043電阻10K13DS13021電容10uf/16V1電阻4.7K3AT24C021發(fā)光二極管LED10電阻27210K電位器2USB插頭1電阻1.5K112M晶振1電源接頭（?。?電阻30211.0592M晶振1紅外RED接收管1電阻2.2K232678K晶振1DIC10接頭1電阻1202單排針1.52芯白色接頭3按鍵開關(guān)3單排座16*6*5彈簧按鍵19PL230318PIC座35V蜂鳴器1四位數(shù)碼管25V繼電器1三極管855010SN75176110K排阻140p鎖緊器1跳線帽5PCB板1USB連接線1光盤1DS18B2015 硬件安裝與調(diào)試 在安裝硬件的過程中要注意硬件的排列有序，焊點(diǎn)圓潤、無虛焊，引腳修剪整齊。在硬件安裝完畢后，對(duì)作品進(jìn)行調(diào)試。通過STC軟件對(duì)作品進(jìn)行調(diào)試以及程序的下載，具體步驟如下：選擇單片機(jī)型號(hào)（2）選擇程序（3）選擇串口，安裝USB驅(qū)動(dòng)程序后，可在設(shè)備管理器中看到多出的串口（每臺(tái)電腦不一樣）。然后在軟件中選擇相應(yīng)的串口（4）選擇波特率，一般情況下這都是默認(rèn)的，最高波特率選擇115200，最低波特率選擇1200。（5）以上步驟完成后，就點(diǎn)擊Download/下載，按左下角的提示進(jìn)行操作。6．各實(shí)驗(yàn)具體操作和相關(guān)解釋6.1跑馬燈試驗(yàn)

6.1.1通過模式鍵來改變單片機(jī)的工作模式，進(jìn)行程序控制，一共有八個(gè)模式。LED等工作在不同的模式下，有不同的現(xiàn)象。加速減速開關(guān)來控制燈泡的閃亮快慢。復(fù)位電路用來初始化芯片的工作狀態(tài)?？刂齐娐肥钦麄€(gè)電路的核心，主要由單片機(jī)來完成。89C52RC的管腳如圖所示。單片機(jī)執(zhí)行指令是在時(shí)鐘脈沖控制下進(jìn)行的。因此單片機(jī)必須外接振蕩器構(gòu)成時(shí)鐘電路才能正常工作。另外，還應(yīng)在單片機(jī)的RES端外接電阻電容構(gòu)成復(fù)位電路，當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)可以給一個(gè)復(fù)位信號(hào)使其復(fù)位。單片機(jī)對(duì)接口電路的控制是由軟件向單片機(jī)的I/O口來實(shí)現(xiàn)的。89C52RC單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，可以用其中一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，而另一個(gè)可以對(duì)顯示器的顯示延時(shí)進(jìn)行定時(shí)并通過中斷把相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過I/O口送給顯示器顯示。同時(shí)通過對(duì)外部按鍵的狀態(tài)判斷來進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整。6.1.2

1、時(shí)鐘電路單片機(jī)執(zhí)行指令是在脈沖控制下進(jìn)行的，因此時(shí)鐘信號(hào)是單片機(jī)的基本工作條件。時(shí)鐘可以由內(nèi)部和外部兩種方式產(chǎn)生，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部方式。如圖所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件。定時(shí)元件通常采用振蕩器和電容組成的并聯(lián)諧振電路。X1為振蕩器，C1、C2為電容。振蕩的主要頻率決定于晶振，電容對(duì)振蕩頻率起微調(diào)作用。其中，晶振選擇12MHzXTAL1XTAL2XTAL1XTAL22、復(fù)位電路一個(gè)時(shí)鐘周期為振蕩周期的2倍，12個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成一個(gè)機(jī)器周期。在RES引腳上輸入一個(gè)超過兩個(gè)機(jī)器周期的高電平信號(hào)，單片機(jī)就可以復(fù)位。時(shí)鐘頻率為12MHz，則有效的復(fù)位信號(hào)至少應(yīng)保持2us以上。下圖為單片機(jī)的復(fù)位電路RETRET3．C語言編程如下：#include<reg51.h>#defineucharunsigedcharchark=0;unsignedinti,t=45000,j;sbitp3_0=P3^0;codechartab[9]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f};int0()interrupt0{while(1){k++;if(k<9)P1=tab[k];else{k=0;P1=0x3f;}if(k==0){P0=0xff;P2=0xff;} if(k==1){P0=0xfc;P2=0xff;}if(k==2){P0=0xf3;P2=0xff;} if(k==3){P0=0xcf;P2=0xff;} if(k==4){P0=0x3f;P2=0xff;} if(k==5){P0=0xff;P2=0xfc;} if(k==6){P0=0xff;P2=0xf3;} if(k==7){P0=0xff;P2=0xcf;} if(k==8){P0=0xff;P2=0x3f;}}}int1()interrupt2{while(1){ for(j=0;j<16;j++) { if(j<=7) { P2=0xff; P0<<=1; if(j!=0){P0=P0|0x01;} for(t=0;t<=20000-1000*j;t++); } if(j>7){P0=0xff; P2<<=1; if(j!=8){P2=P2|0x01;} for(t=0;t<=20000-1000*j;t++);} }} }main(){EA=1;EX1=1;IT1=1;EX0=1;IT0=1;p3_0=0;if(p3_0==1){ while(1){{for(j=0;j<16;j++) { if(j<=7) { P2=0xff; P0<<=1; if(j!=0){P0=P0|0x01;} for(t=0;t<=3000+1000*j;t++); } if(j>7){P0=0xff; P2<<=1; if(j!=8){P2=P2|0x01;} for(t=0;t<=3000+1000*j;t++);} }}}} }6.1.3程序調(diào)試完成后直接運(yùn)行，可看到8只LED燈的走馬燈效果。通過這個(gè)仿真可以直觀地看到按鍵對(duì)程序的控制、走馬燈運(yùn)行的結(jié)果，效果非常好。本課程設(shè)計(jì)中用到了單片機(jī)的I／0、定時(shí)器中斷等硬件功能，同時(shí)涉及到軟件查詢定時(shí)、中斷程序、按鍵控制、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示等主要程序的設(shè)計(jì)方法。程序開始先使P1口為低電平，熄滅各LED,隨后系統(tǒng)進(jìn)入鍵盤檢測循環(huán)，當(dāng)檢測到某個(gè)鍵被按下，則轉(zhuǎn)到該鍵對(duì)應(yīng)的程序處執(zhí)行。按鍵處理執(zhí)行程序各自的功能后，每循環(huán)一次后檢測S1是否按下，如果按下，各LED熄滅，重新進(jìn)入檢測循環(huán)，否則繼續(xù)循環(huán)。6.2計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)6.2.1系統(tǒng)軟件程序OUTBITequ0e101hCLK164equ0e102h;段控制口(接164時(shí)鐘位)DAT164equ0e102h;段控制口(接164數(shù)據(jù)位)LEDBufequ40hINequ0e103hORG0000h MOVSP,#60H MOVDPTR,#0e100H;8155初始化 MOVA,#03H MOVX@DPTR,A MOVTMOD,#05H;定時(shí)器初始化 MOVTH0,#00H MOVTL0,#00H SETBTR0LOOP0:MOVR2,TH0 MOVR3,TL0 LCALLLOOP1 MOVR0,#40H MOVA,R6 LCALLPTDS MOVA,R5 LCALLPTDS MOVA,R4 LCALLPTDS LCALLDISPLAY SJMPLOOP0LOOP1: CLRA;二轉(zhuǎn)十子程序 MOVR4,A MOVR5,A MOVR6,A MOVR7,#10HLOOP2: CLRC MOVA,R3 RLCA MOVR3,A MOVA,R2 RLCA MOVR2,A MOVA,R6 ADDCA,R6 DAA MOVR6,A MOVA,R5 ADDCA,R5 DAA MOVR5,A MOVA,R4 ADDCA,R4 DAA MOVR4,A DJNZR7,LOOP2 RETPTDS: MOVR1,A;拆字子程序 ACALLPTDS1 MOVA,R1 SWAPAPTDS1: ANLA,#0FH MOV@R0,A INCR0 RETDelay:movr7,#0;延時(shí)子程序DelayLoop:djnzr7,DelayLoopdjnzr6,DelayLoopretDISPLAY:setb0d3hmovr0,#LEDBufmovr1,#6;共6個(gè)八段管movr2,#00000001b;從左邊開始顯示Loop:movdptr,#OUTBITmova,#00hmovx@dptr,a;關(guān)所有八段管mova,@r0movdptr,#LEDmapmovca,@a+dptrmovB,#8;送164DLP:rlcamovr3,amovacc.0,canla,#0fdhmovdptr,#DAT164movx@dptr,amovdptr,#CLK164orla,#02hmovx@dptr,aanla,#0fDhmovx@dptr,amova,r3djnzB,DLPmovdptr,#OUTBITmova,r2movx@dptr,a;顯示一位八段管movr6,#1callDelaymova,r2;顯示下一位rlamovr2,aincr0djnzr1,Loopmovdptr,#OUTBITmova,#0movx@dptr,a;關(guān)所有八段管clr0d3hretLEDMAP:;八段管顯示碼db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07hdb7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h END6.2.2系統(tǒng)軟、硬件調(diào)試過程將十進(jìn)制數(shù)改為十六進(jìn)制數(shù)IOOP0：MOVR2,TH0MOVR3,TL0MOVR0，LEDBufMOVA,R3LCALLPTDSMOVA,R2LCALLPTDSLCALLDISPLAY當(dāng)工作在定時(shí)方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部，每個(gè)機(jī)器周期使計(jì)數(shù)器加1，由于計(jì)數(shù)脈沖的頻率是固定的（即每個(gè)脈沖為1個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間），故可通過設(shè)定計(jì)數(shù)值來實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。當(dāng)工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)的引腳，每當(dāng)引腳上出現(xiàn)一個(gè)有1到0的電平變化時(shí)，計(jì)數(shù)器的值加1，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能?？梢酝ㄟ^編程來指定時(shí)技術(shù)計(jì)數(shù)器的功能，以及他的工作方式。讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值時(shí)，應(yīng)讀3次。這樣可以避免在第一次讀完后，二次讀完錢，由于低位溢出向高位進(jìn)行時(shí)的錯(cuò)誤。6.3搶答器實(shí)驗(yàn)6.3．1.程序org0000h初始地址ajmpmain；跳入mainorg0003hajmpstart；跳入startorg000bhajmptime；跳入timeorg0030hmain:movtmod,#1；主程序movth0,#0b1h；定時(shí)期高八位賦值movtl0,#0e0h；定時(shí)期低八位賦值movie,#83h；申請(qǐng)中斷控制數(shù)setbtr0；開定時(shí)期movr3,#0；工作寄存器賦值movr4,#0；工作寄存器賦值mov30h,#0mov31h,#0mov32h,#0 ；顯示子程序disp:movsp,5fh；堆棧指針mova,#03hmovdptr,#0ff20h；初值movx@dptr,aloop:movr5,#1movr0,#30hmova,r5loop1:movdptr,#0ff21h；A口輸出movx@dptr,amovdptr,#0ff22h；B口輸出mova,@r0adda,#0ehmovca,@a+pc；查表movx@dptr,aacalldlay；調(diào)用延時(shí)程序incr0mova,r5jbacc.2,ld；判斷rla；a值左移movr5,aajmploop1；跳回loop1ld:sjmploop；跳回looptable: ；數(shù)據(jù)表db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,0c8hdlay:movr7,#02h；延時(shí)子程序1.02msdl1:movr6,#0ffhdl2:djnzr6,dl2djnzr7,dl1rettime:movth0,#0b1h ；判斷有人搶答movtl0,#0e0hpushpsw；壓棧保存pushaccmova,#0fhorlp1,amova,p1anla,#0fhcjnea,#0,go_on；判斷a值，a=0，繼續(xù)程序；a≠0，跳轉(zhuǎn)go_onincr3；r3+1cjner3,#25,back；判斷r3與25大小，r3=25，繼續(xù)程序；r3≠25，跳轉(zhuǎn)到backmovr3,#0incr4；r4+1mova,r4movb,#10divabmov31h,amov30h,bcjner4,#20,backcplp1.7mov32h,#10clrtr0sjmpbackgo_on:clrtr0；判斷誰搶答jnbacc.0,twomov32h,#01hsjmpbacktwo:jnbacc.1,threemov32h,#02hsjmpbackthree:jnbacc.2,fourmov32h,#03hsjmpbackfour:mov32h,#04hback:popaccpoppswretistart:setbtr0 ；中斷后，繼續(xù)記時(shí)retiendPAGEPAGE166.3．2.流程圖開始開始系統(tǒng)置初值顯示00D外來脈沖？計(jì)時(shí)處理有人搶答？顯示時(shí)間和選手號(hào)碼外來脈沖？繼續(xù)累加器計(jì)時(shí)和搶答20秒到時(shí)？亮紅燈繼續(xù)計(jì)時(shí)外來脈沖？Y0YYYNNNNN6.3．3.把單片機(jī)中需要的連線進(jìn)行正確的連接，檢查無誤后開始運(yùn)行程序。6.3．4運(yùn)行程序，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)有人搶答時(shí)，看LED數(shù)碼管是不是分別顯示搶答人號(hào)碼和時(shí)間，時(shí)間及號(hào)碼均顯示，看時(shí)間是不是停止加