at89s52单片机入门训练毕业论文

单片机应用实训设计报告- 1 -河南理工大学河南理工大学单片机应用实训公选课设计报告基于 AT89S52 单片机的秒表设计姓 名： 肖林翔 学 号： 311108001421 专业班级：电气信息类 11 级 14 班 指导老师： 张宏伟 所在学院： 电气工程与自动化 2012 年 12 月 27 日2摘要本设计是基于 AT89s52 单片机而进行的秒表设计。在本次实训中，首先进行的是单片机最小系统的设计，焊接，调试这三个步骤。其次，进行的是 C 语言编程的讲解，其中包括：for，if,while,do while 等语句。同时，老师也介绍了单片机的结构，单片机的用途，单片机中的存储器，特殊存储器,寄存器等硬件知识。最后是软件在硬件的基础上进行相应特定功能的程序设计。简单地说，我们在单片机的硬件资源，通过 C 语言中的 for，if，while，指针，数组，自定义函数，特定函数进行设计使 AT89s52 具有秒表功能.本次课程所需要的硬件：AT89s52单片机 一个 来源：Atmel 公司电阻 10k 一个 470 9个 电容 10uF 一个 30pF 两个 电路板 含有最小系统排针 两排晶振 12.000MHzLED 二极管 9 个按键 3 个排线 12 根Usb 转串口线 1 根本次课程所需要的软件：Keil 4 950a 作用：编辑程序 来源：Keil Software 公司Protues7.5 作用：电路仿真 来源：Labcenter electronics【USB-ASP_TB】 作用：下载程序 来源：国内公司3目录1 概述1.1AT89s52 单片机介绍1.2单片机最小系统的介绍1.3焊接技术的基本要领2 系统总体方案及硬件设计2.1单片机与 C 语言的学习2.2最小系统的设计2.3单片机外围设备3 软件设计3.1keil 软件简介3.2c 语言程序设计4 实验仿真4.1protues7.5 仿真5 设计体会5.1有关本次课程的收获6 参考文献附 1：源程序代码附 2：系统原理图41 概述1.1 AT89s52 单片机介绍AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程AT89S52引脚图 DIP 封装Flash 存储器 。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位 定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻 辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/ 计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。1.2 单片机最小系统：分四个部分：1.晶振，至于大小由所需单片机时钟周期要求而决定（用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由你的晶振决定，一般用22pF）2.复位电路（用于复位）3.电源（用于供电，一般用电脑的 USB 口供电）4.烧制程序的口（可用串口配合 MAX232配合使用，也可以做个并口输入，这个要根据你使用单片机的种类决定，比如 ATC 可用并口，STC 一般只用串口输入等等）1.3 焊接技术的基本要领1.3.1 焊接所需的工具：电烙铁、电烙铁架、焊锡、吸锡器、热风枪、松香、焊锡膏、尖嘴钳、偏口钳、镊子、小刀等。1.3.2 焊接要求简单的可规划为五步：一刮、二镀、三测、四焊、五查 。“刮”是将焊接物表面清洁处理，刮去焊接面氧化层直到露出新的表面。但有些元器件引5线已经镀银或搪锡，只要没有氧化和污垢，就不必去刮。 “镀”是在清洁处理后，立即涂上焊剂，并用烙铁头镀上一层焊锡。对于二极管、晶体管等怕烫的元器件，要用镊子或尖嘴钳夹住引线根部帮助散热，再进行镀锡处理。“测”是对搪好锡的元器件进行测试，通过目测、仪表测试等方法更换受损的元件。“焊”是按焊接要求、顺序，把规定的元件焊在指定的位置。要注意以下几点：（1）焊接时要掌握好电烙铁的温度及焊接的时间，温度不合适易造成假焊、虚焊，一般2-3 秒；（2）焊锡的用量要适宜，不要过多。禁止把焊锡丝融在烙铁头上，再涂到焊点处；（3）移开烙铁后，要待 4-6 秒，等焊锡完全凝固后再松开固定元件的镊子，以免虚焊；（4）焊完后，发现焊点拉出尾巴，用电烙铁在松香上蘸一下，再补焊即可；（5）对晶体管等易损元件，应拔去电烙铁电源插头，利用余热焊接。（6）在焊接印刷电路板时，可以先插电阻，焊完后统一剪去多余长度的引线，再焊电容等体积较大的元件，最后焊集成电路等易损的元件。“查”是对所焊的线路板等进行一次检查，检查焊点是否光亮、圆滑，是否有假焊、虚焊及短路、断路等现象。【注意事项】：（1）拿到电烙铁后进行检查，看烙铁及电源线有无破损和漏电，是否安全可靠，焊接过程中，烙铁要放置在烙铁架上；（2）使用电烙铁应注意安全，避免发生漏电、烫人或烫物，特别要注意避免焊剂爆沸或元件引线反弹时将焊锡渣溅入眼内；（3）在焊接高输入阻抗的场效应管、集成电路时，要避免感应交流电造成的器件损坏，可在电烙铁高温时断电进行焊接。（4）由于焊丝成分中，铅占一定比例，众所周知铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套或操作后洗手，避免食入。（5）焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不少于 30 厘米，通常以 40 厘米时为宜。62 系统总体方案及硬件设计2.1 单片机及 c 语言的的学习2.1.1 单片机的相关知识在这次单片机学习的过程中，涉及到了单片机的相关知识，单片机解决实际问题的流程。单片机的相关知识：单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit） ，单片机芯片常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。概括的讲：一块芯片 就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。单片机解决问题的流程： 1、确定任务，可行性分析了解控制对象，熟悉控制系统的要求，确定总的技术性能指标。 2、总体方案设计根据控制任务及性能指标，确定系统的构成方式，如显示方式，信号的检测方式等。3、硬件设计设计原理图，选择元件，制作电路板，焊接。4、软件设计选择编程语言，根据任务，编写、调试程序。5、系统仿真调试7首先进行硬件与软件单独调试，然后进行软、硬件联调。若是产品开发，还需进行“老化”试验，最后进入工业运行。 2.1.2 C 语言的学习在单片机中可以应用汇编语言及 C 语言进行编程。随着 C 语言的可移植性，语言简单易懂，结构化等优点日益突出，现在各种单片机大多采用 C 语言进行编程。在单片机中运用C 语言与在 C+中没有太大的差别；主要有：for，if，else，while，do while 等语句,函数的套用，变量的定义，数组的使用，中断的使用，定时器的使用（由于硬件而产生与其他使用 c 语言的器件的区别） 。2.2 最小系统的设计：2.2.1 时钟电路 XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 3P0.7/AD7 32P1.0/T21 P1.1/T2EX2 P1.23P1.34 P1.45 P1.56P1.67 P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 1P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 2P2.2/A10 23P2.3/A1 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U1河 南 理 工 大 学 AT89C52最 小 系 统单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式的原理电路上图所示。在单片机 XTAL1 和 XTAL2 引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为 024MHz，常用的晶振频率有 6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用 2030pF 的瓷片电容。外部时钟方式则是在单片机 XTAL1 引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。【在本次单片机实训中仅使用内部时钟】2.2.2 复位电路 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1河南理工大学AT89C52最小系统R110KC110uF无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位条件：必须使其 RST 引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。8单片机的复位形式：上电复位、按键复位。上电复位和按键复位电路如下。2.2.3 电源电路现在的电源电路一般采用的是 USB 转串口通信与供电；在本次实训中的采用的基本的结构如下图：*2.2.4 简述 P0因 P0 的结构与其他三个 I/O 口结构不同，所以在使用 P0 口之前应该加一个排阻。【注意：在单片机最小系统中单片机的 P31，P30 迎接高电平，这样单片机才能从内部存储器读取程序】2.3 单片机外围设备单片机外围设备可以有很多：4x4键盘，数码管，液晶， AD，DA，存储器扩展，I/O 口扩展，直流电机，步进电机，DS18B20 ，红外接收器在本次视讯过程中我们用到了：LED 二极管，数码管，按键；如图所示：9仿真的各部分：LED 二极管：数码管：XTAL218XTAL119ALE30 EA31 PSEN29RST9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32P1.0/T21 P1.1/T2EX2P1.23 P1.34P1.45 P1.56P1.67 P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T1 15P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 22P2.2/A10 23P2.3/A11 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U1河 南 理 工 大 学 AT89C52最 小 系 统234567891 RP1按键：D1LED-BLUED2LED-BLUED3LED-BLUED4LED-BLUED5LED-BLUED6LED-BLUED7LED-BLUED8LED-BLUER4470R R5470R R6470R R7470R R8470R R9470R R10470R R1470R103.软件设计3.1 Keil 的简介Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试