《单片机毕业设计》doc版.doc

永城职业学院单片机课程设计永城职业学院单片机原理与应用简易秒表设计学生姓名：张强学 号：2009045046班 级：095专 业：机电一体化指导教师：卜闪闪日 期：2011-5-261目录摘要1一、单片机的发展2二、MCS-51系列单片机介绍32、1概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能42、2软件设计流程及描述52、3硬件电路设计及描述7三、源流程代码10四、单片机的心得体会12参考文献13摘要单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善:单片机集成越来越多资源，内部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时抗干扰能力加强,系统也更加稳定，使得它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景；提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。此外单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制 的需要。本文的主要内容是掌握各种单片机的结构、接口、片上外设的特点，并用8051单片机自行制作的单片机，完成一个简易秒表的设计制作的。先运行仿真文件：简易秒表，DSN，看电路图，运行仿真，结果按照秒表系统电路原理图，重新设计一个项目的电路。先新建一个项目，然后到库里找到元件并调入对象选择区，放置元件到电路图编译区适当位置，连线，放置电路标号。按照参考程序，输入并翻译，直到没有错误，编译通过为止。然后将程序添加到项目中。利用Proteus的编译功能，建立全部目标文件，以便于调试。设计原理图和添加程序的过程。运行仿真，查看结果。关键词：单片机，微处理器，简易秒表一、单片机的发展单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。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。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。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可.用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！.它主要是作为控制部分的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 单片机控制单个七个七段数码管的最简单方法就是直接使用一个并口的八个I/O引脚分别接八个数码管的控制极，然后编写单片机程序通过此并口给这个数码管对应引脚提供相应电平，就可以在其上显示内容，需要注意的是，因各段的发光二极管额定电流一般为10ma左右，所以需要在单片机数码管个控制极间接线流电阻保护数码管。每个数码管单独接一个并口，固定显示一个字符的方法成为静态现实法循环点亮多个数码管，只要保证每个数码管显示间断的时间小于眼睛地驻留时间，人眼将稳定的看到所有数码管都被点亮的效果。二、MCS-51系列单片机介绍单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）。为了使用方便，它把组成计算机的主要功能部件：中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM、EPROM、E2PROM或FLASH）、定时/计数器和各种输入/输出接口电路等都集成在一块半导体芯片上，构成了一个完整的计算机系统。与通用的计算机不同，单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计，因此它又被称为微控制器（Microcontroller）。MCS51系列单片机是美国Intel公司于1980年推出的一种8位单片机系列。该系列的基本型产品是8051、8031和8751。这3种产品之间的区别只是在片内程序存储器方面。8051的片内程序存储器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片时已将应用程序固化进去；8031片内没有程序存储器；8751内部包含有用作程序存储器的4KB的EPROM。由于8051的编程需要制造商的支持，8751的价格昂贵，因此8031获得了更为广泛的使用。MCS51系列单片机优异的性能/价格比使得它从面世以来就获得用户的认可。Intel公司把这种单片机的内核，即8051内核，以出售或互换专利的方式授权给一些公司，如Atmel、Philips、ADI等。这些公司的这类产品也被称为8051兼容芯片，这些8051兼容芯片在原来的基础上增加了许多特性。本书应用电路中采用了Atmel公司的AT89S51芯片，它与MCS51单片机指令集兼容，同时它的内部包含用作程序存储器的4KB的基于FLASH技术的只读存储器。采用这款芯片既克服了采用8031需要添加外部程序存储器导致电路复杂的缺点，又克服了采用8751导致电路制作成本高的缺点。2、1概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能1.使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。2.使学生掌握单片机的内部功能模块的应用及汇编程序的编写，内部功能模块如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通讯等。3.使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。4.通过对单片机课程的设计让同学们能过更好的掌握好单片机的原理与技术以及设计的基本流程。5.通过课程设计让同学们进一步的复习了单片机的已学内容。6.了解简易秒表的基本原理。7.掌握单片机控制简易秒表显示程序的设计方法8.通过对单片机的实验以及讲解让我们更容易理解并接受了单片机的原理技术。2、2软件设计流程及描述主程序流程图是否开始定时器初值设置T0工作方式设置T0初值设置表格偏移量置表格首地址给DPTR表格偏移量送到A查表把查到的字型码送到P2口延时修改表格偏移量设置表格偏移量是否超出偏移量（主程序流程图）延时子程序没有否 开始延时一小时程序重新赋定时器初值重新赋循环计数初值关定时器返回主程序表格查看计数是否有溢出是否溢出20次，若够，则定时时间到（延时子程序图）2、3硬件电路设计及描述（硬件电路及描述图）七段数码管是单片机系统正常用的显示器件，可以用来显示单片机系统的工作状态，运算结果等各种信息。组成七段数码管的八个LED发光二极管的连接方法通常是将其中一级连接在一起形成一个公共极，剩下一级作为各个字段的控制极。将八个LED发光二极管得阳极连在一起构成公共极的七段数码管称为共阳极数码管，而将八个LED发光二极管的阴极连在一起构成公共极的七段数码管称为共阴极数码管。在简易秒表的设计中用到的硬件部分中的七段数码管是共阴极数码管，通常应用中将a到g、dp控制极依次由低位接到高位控制线，由此我们可以得到共阴极数管码的字型码如表下：共阴极数码管的字型码表字码共阴极数码管dpgfedcba字型码0001111113FH10000011006H2010110115BH3010011114FH40110011066H5011011016DH6011111017DH70000011107H8011111117FH9011011116FH三、源流程代码ORG 0000HLJMP MAINORG 00030HMAIN:MOV SP,#5FH ;设置堆栈栈顶 MOV R0,#20 ;设置定时器的循环计数的初值 MOV TMOD,#01H ；置定时器T0为定时模式，工作方式1 MOV THO,3CH ；设置T0的定时初值 MOV TLO,#0B0H MOV A,#9 ；设置累加器初值 MOV 30H,A ；把此初值赋给30H，为表格偏移量 MOV DPTR,#TAB ；置表格首地址给DPTRLOOP:MOV A,30H ；把表格偏移量送累加器ALOOOP:MOVC A,+DPTR ；查表 MOV P2,A ；把查得的字型码送P2口显示 LCALL DEL ；调用1S延时子程序 DEC 30H ；修改查表偏移量 MOV A,30 ；把表格偏移量送给累加器A CJNE A,#0FFH,LOOOP ;判断是否超出偏移量，若每超出，则继续 MOV 30H,#9 SJMP LOOP ；循环跳转至LOOPDEL:SETB TRO ;1s延时子程序DEL1:JBC TFO,DEL2 ；查询计数是否溢出SJMP DEL1 ；若没有溢出，未到计数时间则继续DEL2:MOV THO,#3CH ;；重新赋定计数器初始值 MOV TLO,#0B0H ； DJNZ R0,DEL 是否溢出20次，若够，则定时时间到 MOV R0,#20 ；从新赋循环计数初值 CLR TRO ；关定器 RET ；返回主程序 TAB:DB 3FH,06H,5BH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;表格，从0到9 END四、单片机的心得体会程序里面的好多内容不懂，自我感觉是单片机我们所学的内容还不足以编出这两个程序，但是只要肯努力，认真地分析，看不懂的就去找老师问，然后自己去慢慢理解。但在学习过程中也充满了乐趣，当看懂了程序的一些语句，画出了要求的设计图，我非常的开心那种喜悦、那种成就感油然而生。这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上课的时候的学习从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。但在实习中见过甚至使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会在班上和同学一起讨论或者是同学之间相互帮助。团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。单片机是很重要的一门课程，老师和一些工作的朋友都曾说过，如果学好一门单片机，就凭这个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。最后感谢老师对我们的精心指导和帮助，感谢同学们对我的帮助。在此同时我也学到了很多，这对我们的工作也许是有用的，最起码锻炼了我们分析的能力，靠自己不会的才去找老师讲解一下或是找同学商量。希望在这次学习中大家都有所收获，把自己做的实验弄懂，学好，更进一步的去了解单片机。在这次的学习中，我学到了很多，感觉单片机做起来不是比想象中的难了，感觉原来也很简单的。参考文献1 张靖武，周灵彬，单片机系