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1、 《單片機(jī)原理》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目: 8路彩燈控制電路設(shè)計(jì) 二00八年 十二 月十八日 目 錄 1 引 言…………………………………………………………………（3） 2 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………（5） 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………（10） 4 結(jié)束語………………………………………………………………（14） 參考文獻(xiàn) 附錄 8路彩燈控制電路設(shè)計(jì) 1. 引 言 經(jīng)過對(duì)單片機(jī)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，對(duì)單片機(jī)有一些初步的了解。單片機(jī)技術(shù)

2、包括硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件是以單片機(jī)為核心再加以其他元器件組成的 電子電路。它包括單片機(jī)技術(shù)有包括模擬，數(shù)字等電子電路的綜合應(yīng)用。軟件系統(tǒng)是為了完成一定的任務(wù)所編一系列指令的集合。 這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)一種基于STC89C51單片機(jī)控制八路彩燈電路，它STC89C51單片機(jī)為核心。因?yàn)樗耐鈬娐繁容^簡單，所以主要是考擦學(xué)生對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的考察，設(shè)計(jì)電路既能提高學(xué)生模擬、數(shù)字等電子電路的綜合運(yùn)用能力，學(xué)生自己編寫單片機(jī)程序，能夠進(jìn)一步熟悉指令，鞏固所學(xué)知識(shí)。更重要的是使學(xué)生知道如何建立單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信，以及怎樣使用軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，以便于以后自行設(shè)計(jì)一些單片機(jī)電路時(shí)可以進(jìn)行驗(yàn)

3、證或調(diào)試。 實(shí)訓(xùn)涉及單片機(jī)簡單外圍電路的焊接和程序的編寫，既是對(duì)學(xué)生單片機(jī)知識(shí)的一個(gè)考擦也幫助我們總結(jié)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步的了解KEILC51軟件的使用和ISP下載技術(shù)。以便今后更好的學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)。 1.1 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容 實(shí)訓(xùn)要求設(shè)計(jì)八路彩燈控制電路，使用ST89C51這塊單片機(jī)芯片焊接一個(gè)最小系統(tǒng)的外圍電路，最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路。編寫一個(gè)滿足課題要求的程序，實(shí)訓(xùn)涉及到單片機(jī)的硬件電路和編寫較簡單的程序。通過實(shí)訓(xùn)考察學(xué)生對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。同時(shí)也要求同學(xué)對(duì)單片機(jī)硬件和軟件的結(jié)合有所了解并掌握單片機(jī)與PC機(jī)之間的串口

4、通信方式，知道如何使用PC機(jī)和相關(guān)軟件來檢測單片機(jī)并將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。 實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生完成單片機(jī)外圍電路的排版與焊接。焊接一個(gè)由八個(gè)發(fā)光二極組成的LED電路，焊接成共陽極電路。用來體會(huì)所編寫程序的功能，使得更形象的表現(xiàn)出所編寫得程序功能。編寫相應(yīng)程序并通過PC機(jī)和相關(guān)軟件將其寫入單片機(jī)中。對(duì)電路通電驗(yàn)證，單獨(dú)完成電路的調(diào)試和程序的調(diào)試。 1.2 基于80C51單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板概述 本次課設(shè)所使用的單片機(jī)最小系統(tǒng)板包括以下器件：電源端子(DC +5V)，可以USB供電，也可獨(dú)立電源供電。通用異步串口,采用MAX232做電平轉(zhuǎn)換。STC89C51單片機(jī)。各種顏色的LED發(fā)光二極管共9個(gè)，其

5、中8個(gè)接于P1口做LED顯示，還有一個(gè)做電源燈顯示。利用STC51系列特有的ISP在線編程，方便我們初學(xué)者的二次開發(fā)，省去大量芯片燒寫時(shí)間。USB電源線供電和外接供電并存，方便學(xué)生在寢室使用.板上提供ISP接口并將單片機(jī)的全部I/O引腳引出。51開發(fā)板使用ISP在線下載技術(shù),直接把程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)中，使用當(dāng)前最流行的KEILC51軟件，用戶無需再購買任何仿真器或編程器等開發(fā)工具，只要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，就可以實(shí)踐學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)；同時(shí)引出的單片機(jī)的32個(gè)I/O口可全部用于擴(kuò)展，用戶可把自己設(shè)計(jì)的電路通過這32個(gè)I/O口與單片機(jī)連接，方便用戶開發(fā)自己的產(chǎn)品，最大限度的為用戶節(jié)約學(xué)習(xí)成本和加快學(xué)習(xí)速度

6、。 2. 系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì) STC89C51單片機(jī)簡介： STC89C51可以代替AT89C51，功能更強(qiáng)，速度更快，壽命更長，價(jià)格更低。 它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓高性能CMOSE8位單片機(jī)由于它將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，使它成為一種高效微處理器。STC89C51可以完成ISP在線編程功能。 STC推出的系列51單片機(jī)芯片是全面兼容其它51單片機(jī)的，而51單片機(jī)是主流大軍，每一個(gè)高等院校、普通學(xué)校、網(wǎng)站、業(yè)余單片機(jī)培訓(xùn)都是以51單片機(jī)為入門教材的，所以，教材最多，例子最多。 STC89C51內(nèi)部有EEPROM，可以在程序

7、中修改，斷電不丟失。還增加了兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，等等。 外型：40個(gè)引腳，雙列直插DIP-40。 圖2.1 最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2．2電源轉(zhuǎn)換芯片MAX232 電路中單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)為RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。選用DB-9串口作為下載接口。 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都做了規(guī)定。 ① 在TXD和RXD上： 邏輯1=-3V--15V 邏輯0=3V—15V ② 在RTS、CTS、DSR、DTR、和DCD等控制線上： 信號(hào)有效=3V—15 信號(hào)無效=-3V—15V 以上規(guī)定說明了RS-323C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息

8、碼）：邏輯“1”（傳號(hào)）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號(hào)）的電平告語 3V；對(duì)于控制信號(hào)；接通狀態(tài)（ON）即信號(hào)有效的電平高于 3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來，介于-3～ 3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于 15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在(3～15)V之間。EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。 MAX232

9、可以完成EIA與TTL的相互轉(zhuǎn)換。 Max232簡介： 主要特點(diǎn) 1、單5V電源工作 2、 LinBiCMOSTM工藝技術(shù) 3、 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 4、 30V輸入電平 5、低電源電流：典型值是8mA 6、符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28 7、ESD保護(hù)大于MIL-STD-883（方 法3015）標(biāo)準(zhǔn)的2000V 下圖為MX232雙串口的連接圖，可以分別接單片機(jī)的串行通信口或者實(shí)驗(yàn)板的其它串行通信接口： 圖2.2 max232電平轉(zhuǎn)換電路 上述電路為本次實(shí)訓(xùn)使用的電路，MAX232的11腳和12腳分別

10、接單片機(jī)的11腳和10腳，12腳和13腳接串口，與PC機(jī)連接形成通信電路。 2．3 USB電源供電 圖 2.3 USB電源電路 電路完成需從電腦上下載程序，為取電方便，采用USB電源供電。 USB 1 腳為電源正極，4腳為負(fù)極，LED和電阻串連構(gòu)成電源指示電路，電阻在電路中起限流的作用。 2.4 LED燈電路 圖 2.4 LED 電路 LED燈電路共陽極方式連接，陰極通過插口與單片機(jī)連接。電路中每個(gè)二極管應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)限流電阻。 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1.主程序 課題要求：八路彩燈以流水燈

11、方式點(diǎn)亮，間隔1秒；彩燈閃爍三次后再全亮1秒并循環(huán)。 根據(jù)實(shí)訓(xùn)課題要求程序分為四個(gè)部分：第一部分控制彩燈按流水燈方式被點(diǎn)亮；第二部分控制彩燈閃爍3次；第三部分控制彩燈同時(shí)被點(diǎn)亮；第四部分為延時(shí)子程序，供以上程序調(diào)用。 程序中設(shè)P1口為輸出端口，由LED電路的連接方式可知當(dāng)P1.0輸出高電平時(shí)，即P1.0=1時(shí)根據(jù)發(fā)光二極管單向?qū)щ娦钥芍O管L1不發(fā)光,當(dāng)P1.0端口輸出低電平即P1.0=0時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，我們可以通過指令對(duì)P1端口輸出電平進(jìn)行控制進(jìn)而控制LED的發(fā)光。 程序采用調(diào)用延時(shí)子程序延時(shí)的思路編寫。首先對(duì)累加器A賦值為0FEH,R3賦值為8設(shè)置循環(huán)次數(shù)，將A的值傳到P1口

12、控制LED并調(diào)用延時(shí)程序。之后要讓LED閃爍三次即使LED先亮一段時(shí)間再滅相同的時(shí)間。R3賦值為3,設(shè)置閃爍次數(shù)，P1口設(shè)值00H,延時(shí)后設(shè)P1口為FFH并延時(shí)，用R3控制循環(huán)次數(shù)。最后設(shè)P1口為00H將LED全部點(diǎn)亮并延時(shí)，主程序便完成了。 3.1.1程序流程圖 初始設(shè)置 開 始 子程序流程圖

13、 P1=A,A左移 延時(shí)1秒R2=R2-1 R2=0? R3=#3 P1=00H 延時(shí)0.2秒 P1=FFH, R3=R3-1 延時(shí)0.2秒 R3=0? P1=00H 延時(shí)1秒 開 始 設(shè)初值R5R6 R7設(shè)值 R7=R7-1 R7=0? R6=0? R5=0? 主程序流程圖 3.1.3主程序清單 ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START:MOV R2,#8； 設(shè)置循環(huán)次數(shù) MOV A,0FEH LOOP:LCALL L

14、OOP1； 長調(diào)指令調(diào)用子程序延時(shí) RL A DJNZ R2,LOOP； 循環(huán)程序依次點(diǎn)亮LED MOV R3,#3； 設(shè)置閃爍次數(shù) DELAY:MOV P1,#00H LCALL LOOP2 MOV P1,#0FFH LCALL LOOP2 DJNZ R3,DELAY MOV P1,#00H LCALL LOPP1 LJMP START

15、END 3.1.4子程序清單 LOOP1:MOV R5,#50 D1:MOV R6,#50 D2:MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET LOOP2:MOV R5,#20 A1:MOV R6,#20 A2:MOV R4,#248 DJNZ R4,$ DJNZ R6,A2 DJNZ R5 ,A1 RET 結(jié) 束 語 實(shí)訓(xùn)用于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。訓(xùn)練學(xué)生將理論知識(shí)用于實(shí)踐。對(duì)提高學(xué)生有積極作用。 實(shí)訓(xùn)中我了

16、解了簡單的單片機(jī)與PC機(jī)間的簡單串口通信技術(shù)，能夠通過軟件對(duì)單片機(jī)電路進(jìn)行檢測并將自己編寫的程序下載到單片機(jī)中對(duì)電路和程序進(jìn)行調(diào)試。實(shí)訓(xùn)涉及了單片機(jī)的硬件電路和程序的編寫，使我對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次較好的整理和總結(jié)，這次做好的單片機(jī)最簡系統(tǒng)電路也會(huì)用于以后的單片機(jī)學(xué)習(xí)。實(shí)訓(xùn)使我對(duì)單片機(jī)有了更全面的了解，知道了單片機(jī)在電路中實(shí)施控制和與PC機(jī)進(jìn)行同信的簡單方法，同時(shí)也了解到單片機(jī)在電路中應(yīng)用非常的廣泛。對(duì)以后繼續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)指明了方向也打下了一些基礎(chǔ)。 但是，實(shí)訓(xùn)中的電路在此之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，自己只是做了焊接的工作，整個(gè)實(shí)訓(xùn)并不是自己單獨(dú)完成的。 參考文

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18、大學(xué)出版社，2002 [8]王港元.電子電工實(shí)踐指導(dǎo).江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社， 附錄  指導(dǎo)教師評(píng)語（包括工作態(tài)度，遵守紀(jì)律；基本理論、知識(shí)、技能；獨(dú)立工作能力和分析解決問題的能力；完成任務(wù)情況及水平）： 學(xué)生成績（五級(jí)分制）： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 15