1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計答辯,電氣一班:周興,中文摘要,本設(shè)計著重在于分析計算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗出發(fā)對計算器設(shè)計做了詳細(xì)的分析和研究。本系統(tǒng)就是充分利用了8051芯片的I/O引腳。系統(tǒng)以采用MCS-51系列單片機(jī)89C51為中心器件來設(shè)計LED流水燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)8個LED霓虹燈的左、右循環(huán)顯示，并實(shí)現(xiàn)循環(huán)的速度可調(diào)。,Abstract This design mainly to analyze calculator software and in the process of developing the steps, and from the practical ex

2、perience of the calculator design has made the detailed analysis and research. This system is to make full use of the 8051 chip I/O pins. System to the MCS - 51 series microconteroller as the center Intel8C51 device to design LED running lights system, realize the eight LED neon light left and right

3、 cyclic display, and realize the circulation speed adjustable.,1 引言 本系統(tǒng)的功能就時實(shí)現(xiàn)流水燈的循環(huán)點(diǎn)亮，主要有四個功能，第一，按下第一個按鈕，彩燈向左點(diǎn)亮循環(huán)，按下第二個，彩燈向右循環(huán)點(diǎn)亮，按下第三個，彩燈全亮，按下第四個，彩燈全滅。彩燈用8個發(fā)光二極管代替。電路具有的控制彩燈點(diǎn)亮右移、左移、全亮及全滅的功能用按鍵切換彩燈狀態(tài)，彩燈兩點(diǎn)移動時間間隔為0.5秒。,2 設(shè)計方案及原理 2.1 設(shè)計目的 1.學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗，掌握電路設(shè)計的基本方法、設(shè)計步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計與調(diào)試能力。 2.掌握匯編語言程序設(shè)計

4、方法。 3.培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。,2.2 設(shè)計要求 1.彩燈用8個發(fā)光二極管代替。 2.電路具有控制彩燈點(diǎn)亮右移左移全亮及全滅等功能（用按鍵切換彩燈狀態(tài)）。 3.彩燈兩點(diǎn)移動時間間隔為0.5秒。,2.3 設(shè)計方法 課題使用AT89C51單片機(jī)時無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī)。 如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變?yōu)楦唠娖剑煌?，接在P1

5、.1P1.7口的其他7個LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈了。同樣的道理，可以讓8個燈左移點(diǎn)亮，全亮、全滅。,LED流水燈設(shè)計系統(tǒng)框圖,本流水燈實(shí)際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī),3 硬件設(shè)計硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進(jìn)行電氣連接，必須外

6、加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計選用以AT89S51單片機(jī)為主控單元。顯示部分：8個LED燈循環(huán)亮滅。,3.1單片機(jī)時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時鐘信號，單片機(jī)本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地按時序進(jìn)行工作。在MCS-51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳X1，輸出端為引腳X2，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 此電路采用12MHz的石英晶體。,3.2復(fù)位電路 電阻的作用是用于上電復(fù)位的，VCC以上

7、電，由于電容兩端電壓不能突變，所以RST上為高電平，然后電容放電，RST就為低電平了，還可以用手動復(fù)位，此電路應(yīng)用自動復(fù)位。,3.3控制電路控制電路用于控制工作電路的工作情況，根據(jù)要求來控制電路，本電路的控制電路用來控制流水燈的工作情況，當(dāng)按下1、2、3、4各個開關(guān)時，電路具有左移、右移、全亮、全沒的功能，具體的控制電路如下。,3.4工作電路 工作電路就是根據(jù)總的電路的指令，來反應(yīng)工作情況。本電路的流水燈電路具體的如下。,4 軟件設(shè)計按照單片饑系統(tǒng)擴(kuò)建和系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機(jī)是美國 ATMEI 公司生產(chǎn)的低電 、高性能CMOS

8、 8位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根IO口線、2個16位定時計數(shù)器、5個向量陰級中斷結(jié)構(gòu)、2個全I(xiàn)雙工的串行、具有4.255.50V的電壓工作范同和024MHz工作頻率，使用AT89C51單片機(jī)時無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī)。,5 系統(tǒng)仿真及其調(diào)試,5.1 系統(tǒng)調(diào)試 軟件調(diào)試一般分為以下四個階段：1、 編寫程序并查錯；2、在匯編語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序3、對程序進(jìn)行編譯連接，并及時發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯誤；4、改正錯誤。 在軟件調(diào)試過程中，對

9、出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行了認(rèn)真的分析和修改，多次調(diào)試成功后，能夠很好的達(dá)到既定的設(shè)計效果。 此系統(tǒng)可以改進(jìn)為可以通過對開關(guān)的調(diào)節(jié)來控制流水燈電路具有控制彩燈點(diǎn)亮右移、左移、全亮及全滅等功。,5.2 測試結(jié)果,對于本系統(tǒng)而言，重在于分析計算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗出發(fā)對計算器設(shè)計做了詳細(xì)的分析和研究。通過利用8051芯片的I/O引腳。系統(tǒng)以采用MCS-51系列單片機(jī)AT89C51為中心器件來設(shè)計LED流水燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了8個LED霓虹燈的左、右循環(huán)以及全亮全滅的功能，達(dá)到了預(yù)期的目的。,5.3 測試分析,在此，我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時間很短，我們

10、在控制二極管亮滅的時候應(yīng)該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果了。,6 總結(jié),經(jīng)過兩周時間的努力，我順利的完成了這次單片機(jī)課設(shè)。從課題的選擇開始，計算器的設(shè)計、硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計、到最后的Proteus軟件仿真完成，這其中經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個過程中我得到了很大的鍛煉。 通過本次課設(shè)，我不僅學(xué)到了關(guān)于單片機(jī)技術(shù)方面的許多專業(yè)知識，同時也讓我感覺到團(tuán)隊合作的重要性。其實(shí)如何有效和快速的找到資料也是課設(shè)給我的啟發(fā)，利用好圖書館和網(wǎng)絡(luò)，是資源的到最好的利用。與他人交流思想是取得成功的關(guān)鍵，在交流中，不僅強(qiáng)化了自己原有的知識體系，也擴(kuò)展了自己的思維。課設(shè)是一個通過思考、發(fā)問、自己

11、解惑并動手、提高的過程。我會在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，完善自己。 對于這次單片機(jī)課程設(shè)計不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡單的編程。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，例如對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，學(xué)習(xí)了單片機(jī)C語言。,參考文獻(xiàn),1王思明.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)分析M.北京:科學(xué)出版社,2012:25-57.

12、2楊恢先. 黃輝先.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.人民郵電出版,2009:56-59. 3朱定華.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.電子工業(yè)出版社,2001:56-59. 4王威.HCS12微控制器原理及應(yīng)用M.北京:航空航天大學(xué)出版社,2007:56-59. 5龔運(yùn)新.單片機(jī)C語言開發(fā)技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,2006:56-59. 6胡洪波.單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗教程M.湘潭大學(xué)出版社,2009:56-59.,附 錄,1系統(tǒng)程序 ORG 0000H AJMP START ;跳轉(zhuǎn)到主程序存放地指出 ORG 0030H ;設(shè)置主程序開始地址 START: MOV SP,#60H ;設(shè)置堆棧起始地址為60H MO

13、V DPTR,#TAB START1: JNB P0.0,LOOP1 ;判斷P0.0處開關(guān)是否閉合 JNB P0.1,LOOP2 ;判斷P0.1處開關(guān)是否閉合 JNB P0.2,LOOP3 ;判斷P0.2處開關(guān)是否閉合 JNB P0.3,LOOP4 ;判斷P0.3處開關(guān)是否閉合 AJMP START1 ;如果沒有開關(guān)閉合重新檢測 LOOP1: CLR A ;累加器清零 MOVC A,A+DPTR ;取數(shù)值表中的數(shù) CJNE A,#11111111B,SHOW1 ;檢查左移結(jié)束標(biāo)志 AJMP START ;左移結(jié)束重新檢測開關(guān)狀態(tài) SHOW1: MOV P1,A ;將數(shù)據(jù)送到P1口 ACALL

14、DELAY ;調(diào)用延時子程序 INC DPTR ;取數(shù)據(jù)表指針指向下一數(shù)據(jù) AJMP LOOP1 ;繼續(xù)查表取數(shù),LOOP2: MOV A,#09H ;設(shè)定累加器的初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數(shù)值表中的數(shù) CJNE A,#00000000B,SHOW2 ;檢查右移結(jié)束標(biāo)志 AJMP START ;右移結(jié)束重新檢查開關(guān)狀態(tài) SHOW2: MOV P1,A ;將數(shù)據(jù)送到P1口 ACALL DELAY INC DPTR ;取數(shù)據(jù)表指針指向下一數(shù)據(jù) AJMP LOOP2 ;繼續(xù)查表取數(shù)據(jù) LOOP3: MOV A,#08H ;設(shè)定累加器初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數(shù)值表中的數(shù) MOV P1,A AJMP START ;全滅結(jié)束重新檢測開關(guān)狀態(tài) LOOP4: MOV A,#11H ;設(shè)定累加器初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數(shù)值表中的數(shù) MOV P1,A ;將數(shù)據(jù)送到P1口 AJMP START ;全滅結(jié)束重新檢測開關(guān)狀態(tài) DELAY: MOV R0,#10 ;延時一段時間,8/26/2020,D0: MOV R1,#200 D1: MOV R2,#123 NOP D2: DJNZ R2,D2 DJNZ R1,D1 DJNZ R0,D0 RET ;子程序返回 TAB: ; TAB表 DB 11111110B D