单片机控制应用实训说明书.docx

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1、编号单片机控制应用实训说明书题 目：K1-K3控制数码管加减演示院（系）：机电工程学院专 业：机械制造工程学生姓名:黎 灿0901120810学号:何春松0901120823潘会新 0901120824指导教师：范勇2012年 1月 13日摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、 发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本实验是基于MCS51系列单 片机所设计的，可以实现K1-K3按键控制数码管加减演示。计数控制器实际上是一个可以进行加减 计数的计数电路。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器

2、，通过硬件 电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出K1-K3的按键状态显示，主要由复位电路、晶体振荡 电路、加减按钮电路、驱动电路等组成，主要元器件有80S51、数码管、上拉电阻、晶体振荡电路、 按键电容、按钮。关键词：AT89C51 ；按键；数码管；晶振目录1概述和要求1.1实训目的在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路的设计和软件的设计，让单片机得到了广泛的应 用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统 结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。现在是一个知识爆炸的新时代。新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展

3、更是日新月异。可以毫 不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。 在这快速发展的年代，时间对人们来说是越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们一旦遇到重要的事 情而忘记了时间，这将会带来很大的损失，因此我们需要一个计时系统来提醒这些忙碌的人。现今， 采用了数码管显示技术，精度高，稳定性好，使用方便。通过课程实训我们可以：1）进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理;2）掌握单片机的接口技 术及相关芯片的特性，控制方法；3）通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和 技术；4）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术；5）通过

4、完成一个 包括电路设计和程序开发的完整过程，使我们了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应 打下基础。项目设计任务与要求设计任务：利用AT89C51单片机结合数码管与K1-K3按键，可使按键按既定要求控制数码管的加减数字显示。 设计要求：每按一次K1则加一，加到9后就又由0开始循环计数，每按一次K2则减一，减到0后就又由9开 始循环计数.2. K3按下则重新复位计数，按复位键则复位显示0； K4按下则整个系统复位，K为按键。2方案设计2.1方案论述AT89C51单片机结合数码管与K1-K3按键控制数码管的加减数字显示，数码管显示采用动态显示方 式，用P2 口来控制LED数码管的段控制，即

5、每按一次K1在数码管加一，从1加到9,加到9后就 又由0开始循环加一，每按一次K2在数码管减一，从9减到0，减到0后就又由9开始循环减一， 而K3按下则重新复位计数，数码管显示为0； K4按下则整个系统复位，K为按键。2.2电路原理图2.3.1 AT89C51 芯片简介：AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除 只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一 种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦

6、除1000 次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出 管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种 高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种 灵活性高且价廉的方案。主要特性:与MCS-51兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间： 10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；128x8位内部RAM； 32可编程I/O线； 两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和

7、掉电模式；片内振荡器和 时钟电路。2.3.2按键控制状态显示每按一次K1在数码管加一，从1加到9,加到9后就又由0开始循环加一，每按一次K2在数码管 减一，从9减到0,减到0后就又由9开始循环减一，而K3按下则重新复位计数，数码管显示为0；2.3.3晶振电路上图所示为时钟电路原理图，在芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚区1，输出 端为引脚X2。而在芯片内部，X1和X2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激 振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。晶 振在此电路中用以向AT89C51单片机提供基准频率，产生震荡电流,发出时

8、钟信号.防止工作频率不 稳定造成相关设备工作频率不稳定。2.3.4上排电阻为了使单键在触发使用时，89C51本身没有内接电阻，而使单键维持在不被触发的状态或是触发后 回到原状态，则在89C51外部另接上拉电阻阻。2.3.5复位电路单片机复位的条件是：必须使RST/VPD或RST引（9）加上持续两个机器周期（即24个振荡周期） 的高电平。例如，若时钟频率为12 MHz，每机器周期为1p s，则只需2p s以上时间的高电平，在 RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。单片机常见的复位如图所示。电路为上电复位 电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充

9、电电流的 减少，RESET的电位逐渐下降。只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复 位。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、 R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。3. 软件设计3.1程序如下：（1）C语言程序：碳 ision2 Build Lo Project:F:99cc.uv2Project File Date: 01/03/2012Output:Build target Target 1assembling cc.asm.cc.asm（1）: warning A41: MISSING END STATEME

10、NTlinking.* WARNING L1: UNRESOLVED EXTERNAL SYMBOLSYMBOL: ?C_STARTMODULE: .STARTUP.obj （?C_STARTUP）* WARNING L2: REFERENCE MADE TO UNRESOLVED EXTERNALSYMBOL: ?C_STARTMODULE: .STARTUP.obj (?C_STARTUP)ADDRESS: 080AHProgram Size: data=9.0 xdata=0 code=15creating hex file from cc.cc - 0 Error(s), 3 Warn

11、ing(s).Build target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDTarget not createdBuild tar

12、get Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDcc.asm(50): error A34: , EXPECTEDTarget not createdBuild target Target 1asse

13、mbling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERcc.asm(52): warning A41: MISSING END STATEMENTTarget not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERTarget not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A

14、51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERcc.asm(43): error A45: UNDEFINED SYMBOL (PASS-2)Target not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERTarget not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling

15、cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERcc.asm(43): error A45: UNDEFINED SYMBOL (PASS-2)Target not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.cc.asm(43): error A40: INVALID REGISTERTarget not createdBuild target Target 1assembling STARTUP.A51.assembling cc.asm.linking

16、.* WARNING L5: CODE SPACE MEMORY OVERLAPFROM:0000HTO:0002H* WARNING L1: UNRESOLVED EXTERNAL SYMBOLSYMBOL: ?C_STARTMODULE: .STARTUP.obj (?C_STARTUP)* WARNING L2: REFERENCE MADE TO UNRESOLVED EXTERNALSYMBOL: ?C_STARTMODULE: .STARTUP.obj (?C_STARTUP)ADDRESS: 080AHProgram Size: data=9.0 xdata=0 code=102

17、creating hex file from cc”.cc - 0 Error(s), 3 Warning(s).3.2汇编程序：ORG 00HK1:MOV P2,#3FHMOV P1,#0FFH(定初值)CLR AMOV R1,#00HL2:JNB P1.2,L1JNB P1.1,L1(等待是否有键按下)JNB P1.0,L1SJMP L2L1:MOV R5,#64HL3:MOV R7,#0FFHL4:NOP（延时100MS,消除抖动）NOPDJNZ R7,L4DJNZ R5,L3JNB P1.2,L5JNB P1.1,L6延时完后在去检测是否有按键按下，有则跳转至相应的标号，无则跳回L2J

18、NB P1.0,L7SJMP L2L5: JB P1.2,K1SJMP LL6: JB P1.1,K2等待按键松开，且跳转至相应的标号SJMP L6L7: JB P1.0,K3SJMP L7K2: CJNE R1,#9H,K4SJMP K1K4: INC R1MOV A,R1MOV DPTR,#SQTAB加 1 指令MOVC A,A+DPTRMOV P2,ASJMP L24系统的仿真与调试4.1硬件调试硬件调试分为静态调试和动态调试，对于硬件调试而言，只要认真焊接，硬件一般不会出现什 么问题的。静态调试采用的工具是万用表，是在单片机系统未工作时的一种硬件检测，例如用来调试覆铜板上 的线路是否短

19、接，断路。动态调试是在单片机工作的情况下发现和排查错误的一种硬件检测。调试步骤是：首先把电路分为 三个模块，调试过程中与该模块无关的元件可以不加考虑。第一个模块是电源的模块，首先给线路 接进5v的直流电源，用万用表测单片机的31管脚看电压是否是5V；第二模块是输入模块，在线路 工作的情况下，按下按键，用万用表测量输入的管脚P10、P11、P12是否为高电平。第三模块是输 出模块，在线路工作的情况下，检测输出的P2 口各管脚管脚是否为高电平。故障清除后，把三个模 块合在一起进行联调，即可完成整个硬件调试工作。4.2软件调试软件调试是通过对程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误

20、并加以排除纠 正。4.3软硬件调试软硬件联调是指把调试无误的软件程序烧制进单片机芯片内部，通上电源后，检查硬件工作是否有 预期的效果，如果没有则需要检测软件是否在实现功能上有欠缺。若有错误，通过改写软件来调试， 直至达到预期效果，则设计圆满成功。5总结经过将近两个星期的课程设计，用AT89S51单片机A和K1-K3按键控制数码管加减演示基本完成， 系统基本功能基本实现，测试运行也基本正常。该系统基本上完成了K1-K4不同按键显示不同状态 的要求。通过这一次实训，我们不仅掌握了用protel软件设计电路图，应用proteus软件进行仿真，了解元件 规格、型号及使用的方法，明白了如何制作PCB板，

21、如何调试程序等，学到了更多的单片机软硬件 东西。当然这个系统还存在许多有待完善的地方：功能比较简单，有待添加；PCB板的排线不够精致完美；焊接不够精致，有点粗糙；这次课程设计的时间虽然不算很长，但使我对很多东西有了更深刻的认识。总结如下： 查阅相关的文献的重要性。虚心请教老师，学长的重要性。团队合作分工，团结互助的重要性。3、勤动手和勤动脑的重要性。4、对待任何事情都要有耐心和恒心，遇到问题要冷静地思考，积极找出症结所在，逐个解决。 通过本次课程设计，我更深刻的认识到了教学实践在大学课程中的重要性，同时也发觉到了自己在 学习方面存在的许多不足之处，在以后的学习中我会努力改进这些不足，不断提高自

22、己的动手实践 能力。谢词在此我们要特别感谢在这次实训中帮助过我们的同学和学常们，谢谢他们每次在我们遇到困难时 都会热心，耐心的帮助我们，为我们提出他们宝贵的意见，分享他们的经验。更感谢我们的老师， 在实训过程中，老师不仅为我们提供的各种实训需求保证，各种设施一一应全，而且在整个实训的 过程中，只要我们有解决不了的问题，老师都能耐心的引导我们思考，热心的帮我们解答疑问， 他们严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风 范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我们影响深远。同时也感谢学院为我们提供实训场所和对我 们实训的支持。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我们会在后面的学习和工作过程中，以更加丰富的成果来 答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学和朋友们。学无止境，明天将是我终身学 习的另一个开始。参考文献:。2王静霞.单片机应用技术.电子工业出版社，2009.1王幸之等AT89系列单片机原理与接口技术.北京航空航天大学出版社20043雄建云.Protel99 se EDA技术及应用.北京机械工业出版社，2007.3兰吉昌.51单片机应用设计百例M.北京化学工业出版社，2009王东峰等.单片机C语言应用100例M,电子工业出版社，2009实训组员: