单片机课程设计报告(硬件图、源程序).doc

中原工学院单片机与接口技术课程设计报告 目录一、引言32、 设计任务33、 硬件电路图的设计54、 软件的编写10 1）程序流程图11 2）实验源程序15五、心得体会26六、参考文献27七、附录281、 引言 单片微型计算机简称单片机，又称微控制器(mcu)，它的出现是计算机发展史上的一个重要的里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。本次课设采用的stc89c51单片机是51系列单片机的一种代表，目前51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种单片机之一。单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。本次课程设计主要目的是为了更进一步学会使用和了解单片机，增强学生的动手能力，让我们更透彻的将平时所做的实验吃透学懂。2、 设计任务一、所需设备：伟福系列单片机仿真实验箱、pc机及实验指导书二、设计内容题目1：数据采集系统从键盘中任意选出6个键作为系统的功能键和led数码显示一起组成一个单片机键盘显示系统（小的监控程序），并通过实验箱上的接口芯片实现相应的功能（注：这些硬件电路全在实验箱上，但自己要能设计）。要求设计相应的硬件电路，并画出实现题目要求功能的流程图，编写、调试相应的程序。编程要求：开机后显示班级号（4位），学号（2位）（复位状态），然后通过功能键设置参数，而后运行主程序。6个功能键为：设定加一减一确定运行换位设置参数步骤：复位状态下，按下“设定”键后6位显示的状态为：显示设定值显示参数行号888801四位设定值中的某一位小数点亮（或者整个值闪烁），表示对该位进行设置。用“加一”、“减一”键改变该位的值，用“换位”键改变设置位（由左到右），用“确定”键保存设定的值。本次设计要求能设置四行参数即可，每行参数在09999之间，当连续按“确定”键时，对应的行号（上图）从0104循环变化。按下“运行”键，执行数据采集程序（参考实验箱相应的硬件电路，但要求不同），采集模拟量05v，显示对应的物理量在0000最大值之间变化。5v对应的显示值（最大值）是多少可以在设定时通过某行（四行参数中的一行）参数设置的数值选择确定。三、 硬件电路图的设计实验中主要用stc89c51单片机做处理器，首先的确保一个单片机最小系统，所以首先绘制的是单片机最小系统的电路图，下图是上次做小车时绘制的最小系统电路图： 要用到键盘和六个数码管显示，故需对其接口进行扩展，所用的器件有74hc138与p2口的高四位相连接，进行译码，译码之后和锁存器74ls373所存p0口的位数相与，对数码管的段码和位码进行片选选定，同时也可对键盘的读取接口和数据采集芯片进行片选选通，从而给定一个确定的地址，这样单片机就可以与外接电路进行数据的采集，键盘的判定，及数字的显示等工作。下图为74hc138的连接电路 其中p2.7接138的e3脚，e1和e2都接在低电平上，p2.6/ p2.5 /p2.4分别和138的c /b/ a引脚连接，这样地址片选就可以达到从8000h到ffff的地址。下图为单片机p0口接74ls373锁存器数码管段码接口和位码接口都用的是74ls374芯片，片选信号由138译码器和74ls373锁存器所给地址决定，键盘的读取用芯片74ls245芯片来扩展，本电路主要是参考平时所作实验，及实验的电路连接来设计的。下图为段码接口，位码接口及键盘读入口的接线电路：键盘及数码管显示电路设计好之后，接下来要设计的就是数据采集系统的电路，由于我选的题目是任务一里的第一个任务，所以数据采集系统使用的的是ad转换，将5v的电压通过电位器的调节，也就是模拟量通过ad0809芯片转换成数字量，在单片机上显示出来。下图即为ad0809与单片机的接口电路： ad0809其中d0d7与p0口相接，由p0口的数据选择哪一路的输入，eoc与单片机p3.2口相连接，转换完后产生中断延时让其显示，片选线由138的y1输出口和单片机的读口即p3.7经过一个或非门相连。这样0809的地址即为9000h,由p0口给定的值决定是in口口的输入，试验箱上只有两个输入口，我在编程时选定in0口输入，in0口接一个连了五伏电压的电位器。4、 软件的编写软件所要实现的功能：1、开机后显示班级、学号 10-2 12 ；2、用的是实验箱键盘最后一排的六个键，依次为：“设定” “加一 减一 换位” ”确定“ ”运行“；3、按“设定”键，默认第一位闪烁，此时按“加一”和“减一”键可以调整数值；4、设定完一位后，按“换位”键可以对下一位进行设定；5、四位都设定完之后，按“确定”键，去闪烁，并将参数01下设定的值保存；6、再按下“确定”键，跳至参数02，此时可以依照步骤3对其进行设置；7、参数01、02、03、04设定好之后，可以按“确定”键对设定的值查询；8、在不同的参数下，按下“运行”键可以将以该设定值最大值，0为最小值的ad转换结果显示到前四位数码管上。 明确软件所要达到的目的之后，首先得先清楚试验中数码管和键盘的读入地址和数码管的位码地址，为编程序确定键值及参数会起到一个直接的作用，只有清楚这些了才能随心所欲的设定没一个功能键的位置。（1） 程序流程图 流程图是一个程序的主干，也就是说程序是建立在一个流程图的主体框架之上的，有流程图程序才可以有条理的进行编写.下面为实验程序的流程图开始是运行键按下，调用ad转换子程序设置显示缓冲区，及各参数对应的参数缓冲区调用显示1，显示班级学号通过参数的系数，确定是哪个参数下设置的最大值将ad转换值通过和相对参数下设置的最大值进行比较，通过计算乘以相应的运算数，送入相应缓冲区调用键盘检测子程序右键按下？否？n判是运行键？调用显示子程序2，将数值显示,y n根据r5里相应的值确定是设置键还是确定键不是运行键根据r5里相应的值确定是设置键还是确定键调用不同子程序 是设置键，由参数得出显示缓冲区，第一位闪烁，调用显示子程序2调键盘检测，判断是换位键还是功能加减键是减键，直接到s22处，进行减1，送缓冲，调显示2是加键，直接跳到s11处，进行加1，送缓冲，调显示2是换位键，进行换位，送缓存，调显示2 跳转到键盘的判断 是运行键 调用ad转换 判断在哪个系数设置下惊醒的ad转换将ad转换的数字量与设置的数进行计算，分离出千位百位个位，通过比较将ad转换的最大值255转换为在相应参数下所设置的数，通过误差分析，加减相应的数字，已达到和设置数相近的值 将分离的四位数送缓存，调显示2跳转到键盘的判断 是确定键是第一次按下还是连续按下跳转到键盘的判断连续按下，依次改变参数，从1-4，循环改变 送缓存调显示2第一次按下，显示参数1，闪存停止闪烁，调显示2跳转到键盘的判断（2）实验源程序 wei equ 08002h ;位duan equ 08004h ;段in equ 08001h ;键盘读入口cs0809 equ 09000hledbuf equ 30h ;显示缓冲区canshu equ 51h ;参数1234org 0000h ljmp start org 0020hstart:mov 25h,#00h mov ledbuf,#01h ;班级、学号的序码 mov ledbuf+1,#00h mov ledbuf+2,#012h mov ledbuf+3,#02h mov ledbuf+4,#01h mov ledbuf+5,#02h mov 36h,#00h mov 40h,#00h ;参数1缓冲区 mov 41h,#00h mov 42h,#00h mov 43h,#00h mov 44h,#00h ;参数2缓冲区 mov 45h,#00h mov 46h,#00h mov 47h,#00hmov 48h,#00h ;参数3下缓冲区 mov 49h,#00h mov 4ah,#00h mov 4bh,#00h mov 4ch,#00h ;参数4下缓冲区 mov 4dh,#00h mov 4eh,#00h mov 4fh,#00h mov 50h,#00h mov canshu,#01h ;参数l2:mov r0,#ledbuf ;显示班级、学号 lcall displayled1 ;显示子程序，r0为参数 lcall testkey ;判断“有效键”是否按下？ jnb 20h.0,l2 ;没有键按下，则继续显示班级、学号l3:mov 25h,#00h mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch ;将参数首地址存入r0 mov r0,a ;第一次有键按下默认显示参数1下设定的值，即：显示从40h单元开始的内容 lcall displayled2 ;调用设定参数显示子程序 lcall testkey ;检测是否有键按下 jnb 20h.0,l3 ;没有键按下，则继续显示参数1下设定的值 lcall paz ;有键按下，则判断运行键是否按下 cjne r5,#05h,qd1 ljmp sd ;r5=5qd1:ljmp s44 sd:setb 20h.1 mov 36h,#00h mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch ;通过参数来选择设定值的缓冲区 add a,36h mov r0,a mov 90h,r0 ;将闪值保存至90h单元 h1:mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch add a,36h mov r0,a ;r0指向闪烁寄存字节处 jb 20h.1,s1 mov r0,#10h setb 20h.1 ljmp ds1 s1:mov r0,90h ;将闪烁字节的值显示出来 clr 20h.1 ds1:mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch mov r0,a ;r0指向显示首区 lcall displayled2 lcall testkey jnb 20h.0,h1 lcall paz cjne r5,#02h,s11 ;换位 mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch add a,36h mov r0,a mov r0,90h inc 36hhw1:mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch add a,36h mov r0,a mov 90h,r0 mov a,36h cjne a,#04h,h1 mov 36h,#00h ljmp hw1s11:cjne r5,#04h,s22 ;加1 inc 70h ;闪烁值加1 mov a,90h cjne a,#0ah,h1 mov 90h,#00h ljmp h1s22:cjne r5,#03h,s33 ;减1 dec 70h ;闪烁值减1 mov a,70h cjne a,#0ffh,h2 mov 90h,#09h h2:ljmp h1s33:cjne r5,#01h,h2 ;确定1（去掉闪烁，并将该参数下的设定值保存到对应的缓冲区） mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch add a,36h mov r0,a mov r0,90h ljmp l3s44:cjne r5,#01h,w1 ;确定2（将参数加1，并将该参数下的设定值显示到数码管上） inc canshu ;参数加1，指向下一个参数 mov a,canshu cjne a,#05h,l22 mov canshu,#01h ljmp l3 w1:cjne r5,#00h,l22 yx:lcall ad ;采集（调用ad转换子程序，获得ad值） lcall testkey jb 20h.0,l22 ljmp yx ;运行l22:ljmp l3;判断有效按键子程序testkey:mov dptr,#wei mov a,#00h movx dptr,a ;6条列线全置0 mov dptr,#in movx a,dptr ;读入键状态（哪一排有键按下，则对应的位为：0） anl a,#01h ;若是最后一排有键按下，则anl之后a=0，否则a=1 cjne a,#01,b1 ;判断按下的是否是最后一排的键（有效按键）？ clr 20h.0 ;a=1，则最后一排没有键按下，将20h.0清0 ljmp fh b1:setb 20h.0 ;a=0，则最后一排有键按下，将20h.0置1 fh:ret;判断键位，通过r5返回，运行-00h,确定-01h，换位-02h,减1-03h,加1-04h,设定-05h paz:mov r4,#0feh ;1111 1110b mov r5,#0ffh ;1111 1111bnext:mov dptr,#wei mov a,r4 movx dptr,a ;只将第6列置0 mov dptr,#in movx a,dptr ;读入键状态 anl a,#01h ;若“运行”键按下，则anl之后a=0； cjne a,#01h,qdz ;判断“运行”键是否按下？（依次判断最后一排的键） mov a,r4 rl a ;否，则左移一位 mov r4,a inc r5 ;执行后，r5=00h ljmp next qdz:inc r5 ;按下“运行”键，则跳至此处，执行后，r5=00h mov ledbuf,r5 ;若前面没有按“运行”键，则r5=01h;有，则r5=00hloop:lcall testkey jb 20h.0,loop ;有键按，则循环检测按键 ret;显示1子程序（班级、学号）displayled1:mov r2,#20h ;选通第1位数码管 mov r3,#06h ;6位数码管显示，控制循环6次 l1:mov dptr,#wei mov a,r2 movx dptr,a rr a ;右移一位，选通下一位数码管 mov r2,a mov a,r0 mov dptr,#ledtab movc a,a+dptr ;由序码求段码 mov dptr,#duan movx dptr,a ;输出段码 lcall delay ;调用延时 inc r0 ;指向下一个要显示的段码 djnz r3,l1 ret;显示2子程序（设定值和参数）displayled2:mov r2,#20h ;选通第1位数码管 setb 21h.0 ;将21h.0置1 mov r3,#06h ;6位数码管显示，控制循环6次 l12:mov dptr,#wei mov a,r2 movx dptr,a rr a ;右移一位，选通下一位数码管 mov r2,a cjne a,#02h,l44 ;没选通第五位数码管（0000 0010b），则跳转，正常显示 clr 21h.0 ;选通了第五位数码管，则将21h.0清0 l44:mov a,r0 mov dptr,#ledtab movc a,a+dptr ;由序码求段码 mov dptr,#duan movx dptr,a ;输出段码 lcall delay ;调用延时 jb 21h.0,h11 ;21h.0等于1，即没选通第五位数码管，则跳转 mov r0,#4fh ;选通了第五位数码管，则给r0初始地址4fh setb 21h.0 h11:inc r0 ;（50h）=00h，第五位数码管显示“0”;（51h）=01h，第六位数码管显示“1” djnz r3,l12 ;直到六位数码管都显示一遍，返回 ret;ad转换子程序ad:lcall pxs ;调系数 mov dptr,#cs0809 ;采集 mov a,#00h movx dptr,a jnb p3.2,$ ：利用adc0809的eoc信号触发中断int0（p3.2口） movx a,dptr lcall zhuanhuan mov r0,#60h lcall displayled2 mov p1,#80h ret;判系数子程序 pxs:mov a,canshu mov b,#04h mul ab add a,#3ch mov r0,a mov r1,a mov a,r0 swap a inc r0 add a,r0 mov 53h,a inc r0 mov a,r0 swap a inc r0 add a,r0 mov 54h,a mov a,53h anl a,#0f0h cjne a,#00,dyyq mov 25h,#01h inc r1 mov a,r1 swap a inc r1 add a,r1 mov 53h,a inc r1 mov a,r1 swap a add a,#00 mov 54h,a dyyq:mov 57h,#02h mov 58h,#55h mov 55h,#00h mov 56h,#00h mov 22h,#00h mov r0,#0ffhloop5:inc r0 clr c mov a,56h add a,58h da a mov 56h,a mov a,55h addc a,57h da a mov 55h,a clr c mov a,56h subb a,54h mov 22h.0,c mov a,55h subb a,53h mov 22h.1,c mov r2,22h cjne r2,#00,next5 mov a,56h cjne a,54h,next5 inc r0next5:mov c,22h.1 jc loop5 mov 22h,#00h clr c mov b,r0 ret;转换子程序zhuanhuan:mul ab mov 6ah,b mov 6bh,a mov 6ch,#03h mov 6dh,#0e8h mov r0,#0ffh loop1:inc r0 ;判定千位 mov a,6bh mov 2bh,6bh subb a,6dh mov 6bh,a mov a,6ah mov 2ah,6ah subb a,6ch mov 6ah,a next1:jnc loop1 mov 60h,r0 mov 6ah,2ah mov 6bh,2bh mov 22h,#00h ;判定百位 clr c mov 6ch,#00h mov 6dh,#64h mov r0,#0ffh loop2:inc r0 mov a,6ah cjne a,#00h,bw1 mov a,6bh mov 2bh,6bh subb a,6dh mov 6bh,a ljmp next2 bw1:mov a,6bh subb a,6dh mov 6bh,a mov a,6ah subb a,6ch mov 6ah,a ljmp loop2 next2:jnc loop2 mov 61h,r0 mov 6bh,2bh mov 22h,#00h ;判定十位 clr c mov 6dh,#0ah mov r0,#0ffh loop3:inc r0 mov a,6bh mov 2bh,6bh subb a,6dh mov 6bh,a next3:jnc loop3 mov 62h,r0 mov 63h,2bh mov a,25h cjne a,#01h,tz1 mov 63h,62h mov 62h,61h mov 61h,60h mov 60h,#00h tz1:ret;延时子程序delay:mov r6,#06 d1:mov r7,#210 djnz r7,$ djnz r6,d1 ret ;显示字形ledtab:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h ;01234 db 6dh,7dh,07h,7fh,67h ;56789 db 77h,7ch,39h,5eh,79h ;abcde db 71h,00h,76h,40h ;f灭h - end五、心得体会对于这次课设，总体感觉还可以，比上学期参加培训时学习单片机的效果好多了，上学期就在张老师的带领下在周末进行电子设计大赛培训，总结一下上学期的收获就是认识了结了单片机。这学期通过五月份的