单片机16.docx
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单片机16.docx
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单片机16
课程设计说明书
课程名称:
单片机原理及应用
设计题目:
独立式键盘控制灯移动
院系:
电子信息与电气工程系
学生姓名:
学号:
专业班级:
指导教师:
14日
课程设计任务书
设计题目
独立式键盘控制灯移动
学生姓名
所在院系
电子信息与电气工程
专业、年级、班
班
设计要求:
1、具有电源开关及指示灯,有复位按键;
2、四个按键开关K1、K2、k3、k4分别与单片机P2.4、P2.5、P2.6、P2.7相连,组成独立式键盘接口输入电路;P1端口接8只发光二极管,用作输出演示;
3、按K1,亮灯从右向左移动:
按K2,亮灯从左向右移动;
按K3,左边四只灯与右边四只灯交替闪亮:
按K4,灯闪烁5次(注:
演示效果可更改);
4、按键查询方式工作:
首先判断有按键按下,接着按键消抖(可采用软件演示方法),最后再重新判断是否有键按下。
学生应完成的工作:
1.原理图的设计;2.程序的编制;
3.设计的仿真与程序的调试;4.程序输入单片机;
5.器件的焊接;6.结果的调试;
7.任务书的完成;8.本人主要负责程序的编写。
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,2009.1
[2]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:
北京航空航天大学出版社,2007.8
[3]阎石.数字电子技术(第五版)[M].北京:
高等教育出版社,2005.
工作计划:
5月4号课程设计任务书下达;5月5号结合指导老师,完成硬件电路的设计;5月6号程序编写;5月7号进行软硬件联机调试;5月8号—5月9号课程设计说明书的书写;5月10号领元器件;5月11号焊接电路板;5月12号—5月13号程序的烧写和电路板调试;5月14号交课程设计说明书和焊接电路板。
任务下达日期:
任务完成日期:
日
指导教师(签名):
学生(签名):
独立式键盘控制灯移动设计
摘要:
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命令和数据到单片机。
本课题即针对拨动开关作为输入信号控制输出端拟定。
该设计以8位AT89C52单片机为核心,以12MHZ晶振和电容构成外部时钟电路,用电容、电阻和开关组成复位电路,桥堆2W10和7805、电容组成电源电路为整个电路供电,桥堆2W10和7805、电容组成电源电路为整个电路供电,四个按键开关K1、K2、K3、K4分别与单片机P2.4、P2.5、P2.6、P2.7相连,组成独立式键盘接口输入电路;P1端口接8只发光二极管,用作输出演示。
关键词:
AT89C52共阳极二极管7805桥堆2W10
目录
1设计背景……………………………………………………………………1
1.1课题的提出…………………………………………………………‥1
1.2单片机的发展现状……………………………………………………1
2设计方案……………………………………………………………………2
2.1硬件部分设计方案……………………………………………………2
2.2软件部分设计方案……………………………………………………2
3方案实施……………………………………………………………………2
3.1硬件部分实施方案……………………………………………………2
3.2软件部分实施方案……………………………………………………6
4结果与结论…………………………………………………………………8
4.1结果……………………………………………………………………8
4.2结论……………………………………………………………………8
5收获与感谢…………………………………………………………………8
6参考文献…………………………………………………………………8
7附录………………………………………………………………………9
附录一仿真图……………………………………………………………9
附录二元器件清单………………………………………………………10
附录三源程序……………………………………………………………11
1.设计背景
1.1课题的提出
随着单片机的运算速度和处理能力的不断提高,其在各个领域得到更广泛的应用。
然而随着其应用领域的不断扩大及集成化的不断提高,单片机的发展与应用越来越智能化。
单片机的智能化水平不断提高能够满足人们更多方面的需求。
这里以AT89C52系列为例介绍一种人机对话功能,本课题针对独立式键盘的应用而拟定。
四个按键开关分别与单片机相连,组成独立式键盘接口电路,8只发光二极管用作输出演示。
1.2单片机的发展现状
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。
由于单片机有许多优点,因此其应用领域之广,几乎到了无孔不入的地步。
单片机应用的主要领域有:
1、智能化家用电器2、智能化家用电器3、商业营销设备4、工业自动化控制5、智能化仪表6、智能化通信产品7、汽车电子产品。
单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益。
更重要的意义在于,单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。
以前采用硬件电路实现的大部分控制功能,正在用单片机通过软件方法来实现。
以前自动控制中的PID调节,现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。
这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。
随着单片机应用的广,微控制技术将不断发展完善。
2.设计方案
本方案主要有硬件部分和软件部分构成。
2.1硬件部分设计方案
硬件部分主要由单片机最小系统和输入输出设备构成。
首先搭建单片机最小系统,包括电源电路,手动复位电路,时钟电路。
考虑到所提供的元器件,时钟电路才用内部时钟方式,手动复位电路采用按键电平复位方式。
再根据要求在P2口串接8个发光二极管作为输出设备,分别通过上拉电阻接电源,在P1口串接4个独立按键,作为输入设备。
通过独立按键控制LED灯的闪烁和移动。
2.2程序部分设计方案
设定T0为定时工作方式,T0每隔一定的时间扫描独立按键,当检测到某个键按下时,在主函数中执行相应的程序。
3.方案实施
3.1硬件部分实施方案
3.1.1时钟电路
该时钟电路采用内部时钟方式。
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。
MCS-51单片机的内部电路在时钟信号的控制下,严格地按时序执行指令进行工作。
MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接晶振和微调电容,就构成一个稳定的自激振荡器,图3.1.1是MCS-51内部时钟方式的振荡器电路。
各参数如图3.1.1所示。
图3.1.1内部时钟电路
3.1.2复位电路
复位是单片机的初始化操作,除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态,通过复位按键可使单片机重新启动。
复位电路只需给MCS-51复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平即可。
图3.1.2是时钟频率为6MHz,51单片机复位电路的典型接法。
各参数如图3.1.2所示。
图3.1.2复位电路
由于6MHz晶振的机器周期是2us,要想复位成功,至少要提供两个周期也就是4us的高电平。
要用到的11.0592晶振的机器周期约为1us,要想在此晶振下正常复位,需提供至少两个机器周期,也就是约2us的高电平,由于4us>2us故6MHz的晶振复位电路各参数肯定能在11.0592MHz下使用,故上面的参数也适合于11.0592MHz的晶振电路。
3.1.3电源电路
图3.1.3电源电路
图3.1.3所示电源电路为电路的工作提供合适的电源。
经过变压器降压后的交流电通过桥堆2W10的整流变为直流电,电容C1、C2分别起到滤掉谐波分量、改善稳定性和瞬态响应的作用,前级输入通过三端稳压器7805后输出+5电压,D9(LED)作为电源的指示灯,R10作为限流电阻防止发光二极管电流过大被烧坏。
此电源电路为电路提供+5的工作的电压。
3.1.4外围电路
外围电路主要有输入设备和输出设备。
输入设备主要由4个独立按键构成,如图3.1.5所示。
输出设备由8个二极管构成,如图3.1.4所示。
其中K1控制8个二极管从右向左移动,K2控制8个二极管从左向右移动,K3控制左面四个数码管和右边四个数码管交替闪烁K4控制8个二极管闪烁5次。
其中二极管的保护电阻的取值范围为220-880欧姆之间。
图3.1.4输出电路
图3.1.5输出电路
3.2软件部分实施方案
图3.2.1主程序流程图
图3.2.2中断服务程序流程图
4.结果与结论
4.1结果
按以上实施方案设计好硬件连接图并根据硬件图编写好程序后,在Protues中模拟,产生的模拟结果与预想的一致,制作好电路板并装好元件后,通电后,系统所显示的结果与仿真的结果完全一致。
4.2结论
在测试发光二极管是否能用的同时,直接把+5V电源接到二极管的正负引脚,造成其中的一个二极管电流过大,被烧坏了,以后再对二极管测时,一定要注意串接保护电阻。
5.收获与致谢
在这两星期的课程设计中,通过我们组成员的共同努力,最终圆满的完成了设计题目的要求。
经过此次课程设计后我对单片机有了更加深刻的了解,对单片机的发展现状和发展方向有了进一步的了解,为以后学习使用单片机提供了很好的参考方向。
对电路板的设计过程有了大致的了解,掌握了Keil的编程和Proteus的仿真的方法,让自己更多的学习和了解关于设计方面的知识。
这次用C语言编写程序,给自己一次很好的锻炼机会,以前对C语言只是简单的了解,在此次之后我对C语言有了更深入的学习,在此也要特别感谢本组成员杨红彬的帮助,在他的帮助下,让我对程序的编写有了更多的经验,为以后程序的编写提供保障。
在这里我非常感谢学校为我们提供了这次难得的课程设计的机会,让我们将理论知识与实际应用相结合,使我们充分锻炼了思考能力与自己的动手能力。
在本次课程设计即将结束之际,我想对所有帮助过我的老师以及同学致以最真诚的感谢。
因为对知识的掌握不牢以及对知识的了解的缺乏,难免在设计中遇到很多棘手的问题,但是在老师和的细心指导和本组同学的支持下,所有的问题都解决了。
在此再次真诚的道一声:
谢谢你们!
!
!
6.参考文献
[1]张毅刚.单片机原理及应用.北京:
高等教育出版社,2009.1
[2]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:
北京航空航天大学出版社,2007.8
[3]阎石.数字电子技术(第五版)[M].北京:
高等教育出版社,2005.
7.附录
附录一电路图
图7.1电路图
附录二元器件清单
元件
数量
AT89S52
1
晶振11.0592MHZ
1
瓷片电容104
2
电解电容1000UF
2
LED指示灯
8
电阻300
13
电阻1K
1
7805
1
桥堆2W10
1
40脚IC插座
1
按键
5
排线
2
万能板
1
附录三源程序
#include
#include
sbitS1=P3^4;
sbitS2=P3^5;
sbitS3=P3^6;
sbitS4=P3^7;
unsignedcharflag1,flag2,flag3,flag4;
unsignedchartemp,i;
voiddelay(unsignedintz)
{
unsignedintx,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=100;y>0;y--);
}
voidmain()
{
TMOD=0x01;//设置定时器T0为工作方式1
TH0=(65536-10000)/256;//定时器赋初值
TL0=(65536-10000)%256;
EA=1;//开总中断
ET0=1;//开启定时器T0中断
TR0=1;//启动定时器T0
while
(1)
{
if(flag1==1)//灯右移模块子程序
{
P2=0xfe;
delay(500);
temp=P2;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(flag1==1)
{
temp=_crol_(temp,1);
P2=temp;
delay(500);
if(i==7)i=0;
}
}
}
if(flag2==1)//灯左移模块子程序
{
P2=0x7f;
delay(500);
temp=P2;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(flag2==1)
{
temp=_cror_(temp,1);
P2=temp;
delay(500);
if(i==7)i=0;
}
}
}
if(flag3==1)//四个灯交替闪烁子程序
{if(flag3==1)
{P2=0x0f;
delay(1000);}
if(flag3==1)
{P2=0xf0;
delay(1000);}
}
if(flag4==1)//八个灯交替闪烁5次子程序
{
P2=0xff;
for(i=0;i<10;i++)
{
if(flag4==1)
{
P2=~P2;
delay(1000);
}
}
}
}
}
voidtimer0()interrupt1//定时器T0中断服务程序
{
TH0=(65536-10000)/256;//T0重新装初值
TL0=(65536-10000)%256;
if(S1==0)//检测是否是S1按下
{
delay(5);//软件延时消抖
if(S1==0)//再次检测S1是否确实按下
{
while(!
S1);//松手检测
flag1=1;//设置标志位
flag2=0;
flag3=0;
flag4=0;
}
}
if(S2==0)
{
delay(5);
if(S2==0)
{
while(!
S2);
flag1=0;
flag2=1;
flag3=0;
flag4=0;
}
}
if(S3==0)
{
delay(5);
if(S3==0)
{
while(!
S3);
flag1=0;
flag2=0;
flag3=1;
flag4=0;
}
}
if(S4==0)
{
delay(5);
if(S4==0)
{
while(!
S4);
flag1=0;flag2=0;flag3=0;flag4=1;
}
}
}
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
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