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1、 《單片機原理》 課程設(shè)計報告 設(shè)計題目: 8路彩燈控制電路設(shè)計 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……………………………………………（5） 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計………………………………………………………（10） 4 結(jié)束語………………………………………………………………（14） 參考文獻 附錄 8路彩燈控制電路設(shè)計 1. 引 言 經(jīng)過對單片機一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，對單片機有一些初步的了解。單片機技術(shù)

2、包括硬件和軟件兩個方面。硬件是以單片機為核心再加以其他元器件組成的 電子電路。它包括單片機技術(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。 這次實訓(xùn)設(shè)計一種基于STC89C51單片機控制八路彩燈電路，它STC89C51單片機為核心。因為它的外圍電路比較簡單，所以主要是考擦學(xué)生對單片機基礎(chǔ)知識的考察，設(shè)計電路既能提高學(xué)生模擬、數(shù)字等電子電路的綜合運用能力，學(xué)生自己編寫單片機程序，能夠進一步熟悉指令，鞏固所學(xué)知識。更重要的是使學(xué)生知道如何建立單片機與PC機之間的通信，以及怎樣使用軟件將程序?qū)懭雴纹瑱C，以便于以后自行設(shè)計一些單片機電路時可以進行驗

3、證或調(diào)試。 實訓(xùn)涉及單片機簡單外圍電路的焊接和程序的編寫，既是對學(xué)生單片機知識的一個考擦也幫助我們總結(jié)所學(xué)的相關(guān)知識，進一步的了解KEILC51軟件的使用和ISP下載技術(shù)。以便今后更好的學(xué)習(xí)單片機技術(shù)。 1.1 本設(shè)計任務(wù)和主要內(nèi)容 實訓(xùn)要求設(shè)計八路彩燈控制電路，使用ST89C51這塊單片機芯片焊接一個最小系統(tǒng)的外圍電路，最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、時鐘電路。編寫一個滿足課題要求的程序，實訓(xùn)涉及到單片機的硬件電路和編寫較簡單的程序。通過實訓(xùn)考察學(xué)生對單片機基礎(chǔ)知識的掌握情況。同時也要求同學(xué)對單片機硬件和軟件的結(jié)合有所了解并掌握單片機與PC機之間的串口

4、通信方式，知道如何使用PC機和相關(guān)軟件來檢測單片機并將程序?qū)懭雴纹瑱C。 實訓(xùn)要求學(xué)生完成單片機外圍電路的排版與焊接。焊接一個由八個發(fā)光二極組成的LED電路，焊接成共陽極電路。用來體會所編寫程序的功能，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機和相關(guān)軟件將其寫入單片機中。對電路通電驗證，單獨完成電路的調(diào)試和程序的調(diào)試。 1.2 基于80C51單片機系統(tǒng)實驗板概述 本次課設(shè)所使用的單片機最小系統(tǒng)板包括以下器件：電源端子(DC +5V)，可以USB供電，也可獨立電源供電。通用異步串口,采用MAX232做電平轉(zhuǎn)換。STC89C51單片機。各種顏色的LED發(fā)光二極管共9個，其

5、中8個接于P1口做LED顯示，還有一個做電源燈顯示。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，只要有一臺計算機，就可以實踐學(xué)習(xí)單片機方面的知識；同時引出的單片機的32個I/O口可全部用于擴展，用戶可把自己設(shè)計的電路通過這32個I/O口與單片機連接，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 STC89C51單片機簡介： STC89C51可以代替AT89C51，功能更強，速度更快，壽命更長，價格更低。 它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓高性能CMOSE8位單片機由于它將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，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單片機芯片是全面兼容其它51單片機的，而51單片機是主流大軍，每一個高等院校、普通學(xué)校、網(wǎng)站、業(yè)余單片機培訓(xùn)都是以51單片機為入門教材的，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。還增加了兩級中斷優(yōu)先級，等等。 外型：40個引腳，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 電路中單片機與PC機的串行通信總線標(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)對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都做了規(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： 信號有效=3V—15 信號無效=-3V—15V 以上規(guī)定說明了RS-323C標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息

8、碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V，邏輯“0”（空號）的電平告語 3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于 3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平低于-3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時，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的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應(yīng)保證電平在(3～15)V之間。EIA-RS-232C是用正負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，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(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 1、單5V電源工作 2、 LinBiCMOSTM工藝技術(shù) 3、 兩個驅(qū)動器及兩個接收器 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，可以分別接單片機的串行通信口或者實驗板的其它串行通信接口： 圖2.2 max232電平轉(zhuǎn)換電路 上述電路為本次實訓(xùn)使用的電路，MAX232的11腳和12腳分別

10、接單片機的11腳和10腳，12腳和13腳接串口，與PC機連接形成通信電路。 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連接。電路中每個二極管應(yīng)該串聯(lián)一個限流電阻。 實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計 3.1.主程序 課題要求：八路彩燈以流水燈

11、方式點亮，間隔1秒；彩燈閃爍三次后再全亮1秒并循環(huán)。 根據(jù)實訓(xùn)課題要求程序分為四個部分：第一部分控制彩燈按流水燈方式被點亮；第二部分控制彩燈閃爍3次；第三部分控制彩燈同時被點亮；第四部分為延時子程序，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，即P1.0=1時根據(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，發(fā)光二極管發(fā)光，我們可以通過指令對P1端口輸出電平進行控制進而控制LED的發(fā)光。 程序采用調(diào)用延時子程序延時的思路編寫。首先對累加器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)用延時程序。之后要讓LED閃爍三次即使LED先亮一段時間再滅相同的時間。R3賦值為3,設(shè)置閃爍次數(shù)，P1口設(shè)值00H,延時后設(shè)P1口為FFH并延時，用R3控制循環(huán)次數(shù)。最后設(shè)P1口為00H將LED全部點亮并延時，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1秒R2=R2-1 R2=0? R3=#3 P1=00H 延時0.2秒 P1=FFH, R3=R3-1 延時0.2秒 R3=0? P1=00H 延時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 RL A DJNZ R2,LOOP； 循環(huán)程序依次點亮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 實訓(xùn)用于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。訓(xùn)練學(xué)生將理論知識用于實踐。對提高學(xué)生有積極作用。 實訓(xùn)中我了

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

17、獻 [1] 曹天漢，《單片機原理與接口技術(shù)》，電子工業(yè)出版社，2005 [2] 王幸之，鐘愛琴，王雷，王閃. AT89系列單片機原理與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004 [3] 李廣第，朱月秀，王秀山.單片機基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 [4]李勛，劉源，李新民.單片機實用教程.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000 [5]李群芳，黃建.單片微型計算機與接口技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2001 [6]徐安，陳耀，李玲玲.單片機原理與應(yīng)用.北京：北京希望電子出版社，2003 [7]石東海，扈嘯，周旭升.單片機數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通.西安：西安電子科技

18、大學(xué)出版社，2002 [8]王港元.電子電工實踐指導(dǎo).江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社， 附錄  指導(dǎo)教師評語（包括工作態(tài)度，遵守紀(jì)律；基本理論、知識、技能；獨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（五級分制）： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 15