单片机课程设计

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1、课 程 设 计 说 明 书课程名称： 单片机原理及应用 设计题目： 四位拨动开关控制一位数码管显示 院 系： 电子信息与电气工程系 学生姓名： 学 号： 专业班级： 2008级自动化2班 指导教师： 2011年 5 月 20 日课 程 设 计 任 务 书设计题目四位拨动开关控制一位数码管显示学生姓名所在院系电气系专业、年级、班设计要求：1具有电源开关及指示灯，有复位按键；2用DIP开关的低四位为输入，控制输出端数码管显示器的输出。实现如下功能：上电后默认为“8”，调整4位DIP开关按二进制输入，按确定键后数码管显示对应的数字“0”-“F”。学生应完成的工作：学生应完成的工作：1）通过单片机原理

2、课程设计，使之较系统地、全面地掌握单片机应用系统的基本设计方法，设计步骤，熟悉和掌电路参数的计算。2）多方设计方案，学会进行论证比较选出最优方案。3)通过查阅手册和文献资料，培养学生分析和解决实际问题的能力与技巧。4)进一步熟悉软件的正确使用方法，原理图设计。5)学会撰写课程设计总结报告。6)培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。参考文献阅读： 1 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2009.112 杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.63 谢嘉奎.电子线路（第四版）.北京:高等教育出版社，2004.4 臧春华.电子线路设计与

3、应用.北京:高等教育出版社,2005. 工作计划：5月9日至12日原理图设计 5月13日至14日程序设计 5月17日至18日电路安装 5 月19日电路调试 5月20日设计验收、设计报告任务下达日期： 2011年 5 月 9 日 任务完成日期： 2011年 5 月 20 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 四位拨动开关控制一位数码管显示摘 要：以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的控制电路，它由5V直流电源供电，用DIP开关的低四位为输入，控制输出端数码管显示器的输出。实现如下功能：上电后默认为“8”，调整4位DIP开关按二进制输入，按确定键后数码管显示对应的数字“0”-

4、“F”。从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。关键词：四位拨位开关 单片机AT89C52 共阳数码管目 录1.设计背景11.1单片机应用背景12.设计方案12.1方案一12.2方案二13.方案实施23.1单片机的基本结构23.2复位电路和时钟电路43.3电源电路53.4数码管显示53.5程序设计63.6 硬件原理图84.结果与结论84.1结果84.2结论95.收获与致谢96.参考文献107. 附件10附件1：101. 设计背景1.1单片机应用背景 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自

5、动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。2.设计方案2.1方案一使用单片机P1口，由4位DIP开关从P1口低四位输入，高四位输出，译码部分采用74LS247译码器，送往共阳极数码管显示。本方案编程简单，占用I/O端口少，但电路设计较复杂，硬件增多，成本增高。2.2方案二本方案的译码部分由单片机编程实现，P0口接共阳数码管，由4位DIP开关

6、从P1口低四位输入，经软件译码，送往P0口，在数码管显示相应的数字。由于译码部分采用了软件实现，省去了译码电路，成本降低，电路设计简单，但编程较方案一复杂，而且占用I/O端口多，占用系统资源。综合考虑，确定采用方案二实现。3. 方案实施3.1单片机的基本结构AT89C52单片机的引脚分布如图1所示： AT89C52单片机介绍VCC：电源。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行

7、校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存 储器进行

8、存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3

9、 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器 时，将跳

10、过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于

11、施加12V编程电源（VPP）。3.2复位电路和时钟电路AT89C52的复位是由外部复位电路实现，本设计除了上电自动复位外，还设计了按键手动复位，利用RC微分电路产生的正脉冲来实现。电路如图2所示：图2 复位电路AT89C52单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。本设计采用的时钟电路如图3所示：图3 时钟电路3.3 电源电路 为是单片机正常工作，我们设计了电源电路。通过电源电路实现整流、滤波和稳压的作用，使单片机工作在稳定的5V直流激励下。电源电路的电路图如图4所示：图4 电源电路

12、3.4 数码管显示 常见的数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，叫七段数码管，如图5所示：图5 数码管引脚图共阳极数码管里面的发光二极管阳极接在一起作为公共引脚，在正常使用时此引脚接电源正极，当发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，从而显示相应的数字共阳数码管的显示编码为：0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH3.5 程序设计 根据要求：程序先给数码管送数字“8”，然后等待K1键按下，当K1键按下时，从P1口读入数据，送到P0在数码管显示。程序流程图如图6所示：开始数码管显示“

13、8”K1是否按下DIP开关输入数据查表送数码管显示YESNO程序如下：ORG 0000HSTART:MOV dptr,#table MOV P0,#80HMAIN:JB P3.0,L1 LCALL delay JB P3.0,L1 MOV P1,#0FFH MOV A,P1 ANL A,#0FH MOVC A,A+dptr MOV P0,A LJMP MAINL1:MOV P0,A LJMP MAINdelay:MOV R7,#20 DL0:MOV R6,#0FFH DL1:DJNZ R6,DL1 DJNZ R7,DL0RETtable:db 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,9

14、2H,82H db 0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHEND3.6 硬件原理图 4.结果与结论4.1结果上电后默认为“8”，调整4位DIP开关按二进制输入：当DIP开关为“0000”,数码管显示“0”； 当DIP开关为“0001”,数码管显示“1”；当DIP开关为“0010”,数码管显示“2”；当DIP开关为“0011”,数码管显示“3”；当DIP开关为“0100”,数码管显示“4”；当DIP开关为“0101”,数码管显示“5”；当DIP开关为“0110”,数码管显示“6”；当DIP开关为“0111”,数码管显示“7”；当DIP开关为“1000”,数码

15、管显示“8”；当DIP开关为“1001”,数码管显示“9”；当DIP开关为“1010”,数码管显示“A”；当DIP开关为“1011”,数码管显示“B”；当DIP开关为“1100”,数码管显示“C”；当DIP开关为“1101”,数码管显示“D”；当DIP开关为“1110”,数码管显示“E”；当DIP开关为“1111”,数码管显示“F”；按复位键后显示为“8”。4.2结论单片机具有人机对话功能，开关，键盘是实现人机对话的主要输入设备，也是最常用的设备，通过它能发出各种控制指令和数据到单片机。而二极管，数码管，LCD显示器是常用的输出设备，单片机接受一系列指令到，执行一定功能后，可通过这些设备输出。

16、5. 收获与致谢通过本次课程设计，我掌握了单片机最小系统的硬件电路，以及怎样制定好电路图，对单片机端口进行扩展，理解和分析题目。掌握的单片机的简单应用。同时学会了protues软件进行仿真，KEIL进行单片机程序设计，熟悉了电路的焊接，虽然本次课程设计中遇到了很多的难题，但通过本次课程设计，我受益匪浅。在此，真诚感谢两周来耐心辅导我们的邢春芳老师和我们的每一位组员。谢谢！6. 参考文献 1 杜尚丰. CAN总线测控技术及其应用.北京：电子工业出版社，2007.12 杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.63 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等

17、教育出版社，2009.114 谢嘉奎.电子线路（第四版）.北京:高等教育出版社，2004.5 臧春华.电子线路设计与应用.北京:高等教育出版社,2005.7. 附件（图纸、软件、作品等附件列表，宋体小四，1.5倍行距）电路原理图：元器件清单：元件数量AT89S521晶振11.0592MHZ1瓷片电容 33PF2瓷片电容1042电解电容22UF1电解电容1000UF2LED指示灯1共阳数码管1位1电阻3006电阻1K178051桥堆2W10140脚IC插座1拨动开关14位拨码开关1按键2 导线若干万能板1作品照片 指导教师评语：课程设计报告成绩： ，占总成绩比例： 30% 课程设计其它环节成绩：环节名称： 考勤 ，成绩： ，占总成绩比例： 20% 环节名称： 综合 ，成绩： ，占总成绩比例： 50% 总 成 绩： 指导教师签字：年 月 日本次课程设计负责人意见：负责人签字：年 月 日