单片机与原理及其应用课程总结.doc

单片机原理及应用课程总结报告学 号：姓 名：专 业：跑马灯的设计与制作一、摘要在电子技术高度高发的今天，单片机迅猛发展，多功能按键已成为当代电子信息中不可或缺的重要部分，尤其是应用在当代的潮流物品上面，例如:MP3，MP4，手机，数字电视等等高科技电子电器上面.正是由于它的出现和应用给人们的学习、工作、娱乐带来极大方便。另外,多功能按键中还采用了石英晶体振荡电路，从而使它具有响应快、灵敏度高、性能稳定诸多优点。它还可以利用一个按键实现单击、双击、连击的功能，真正做到了一键多功能，多效应。本设计介绍一种实用的单片机多功能按键的设计与制作。二、总体设计多功能按键是一个以单片机为控制芯片，可以向单个按键实现单击、双击和连击的多功能驱动和控制装置，实现这种装置的方法和所需的器件涉及以下几个方面：（1）控制芯片实现多功能按键系统可以用很多种控制芯片，常用的单片机芯片有8031、80（C）51、8071、AT89C51、和AT89S52等，本设计使用的是和80（C）51相兼容的8位AT98S52单片机。该芯片具有低功耗、高绩效、性能稳定等优点，它有40个引脚，8KB programmable Flash memory,256B内RAM，三个16位定时/计数器，32个特殊功能寄存器，8个中断源、6个中断入口、可设置2个优先级，4个8位并行I/O口、32个I/O口端线可供编程，一个全双工串行口等。本设计使用P1口的P1.0P1.5的六个I/O口作为输入口、P2口的八个I/O口作为输出口、P3口的P3.2作为输入供能口。（2）输入部分由于向主控芯片输入信号前须先向各位写入1，所以设定输入时低电平有效。该输入采用六个按键开关作为输入信号的载体，由于P3.2在程序中预先设定为0，故可把各按键直接接P3 .2口,这样对每个按键的单击、双击、连击就可被芯片识别（识别部分在程序中设定）。（3）输出部分输出只是对我们控制要求的一种验证或显示，可以有多种方式，这里本设计用8个发光二极管，但由于二极管本身的击穿电压和额定电流都很低，所以可把8个发光二极管串接一个810M的排阻，排阻另一端接正VCC，这时只要使芯片的输出低电平有效就行了。（4）时钟和复位单片机本身是一个复杂的电路，要使这个芯片稳定高效的工作，也必须有个稳定的时钟电路。AT89S52内有一个高增益反向放大器，只要外接一石英晶体振荡电路就可构成自激振荡，振荡频率由石英的振荡频率所决定，我们这里取12MHz。复位电路采用按键复位就行了，具体时钟和复位电路见原理图1-1。图1.1时钟和复位电路原理图三、硬件设计（1）总体电路介绍该电路采用AT89S52作为主控芯片，其基本功能就是对每位按键进行单击、双击和三击后发光二极管会显示不同的发光个数及顺序，当按复位键后个发光二极管就会恢复到初始状态（全部都灭）。其电路原理图如1-1所示。芯片的左边主要由三部分组成：由六个SB按键分别并接在P1口的P1.0P1.5的六个引脚上，构成的输入部分；由按键复位电路构成的复位部分；由晶体振荡电路构成的时钟电路。芯片右边则是由8个发光二极管和排阻构成的显示部分。（2）AT89S52芯片的功能简介和引脚分配1、AT89S52是一种低功耗、高性能的且带有8KB可编程Flash存储器的8位MCU,它采用ATMEL的高密非易失存储器技术制造，并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。其内部功能结构框图如2-1所示：它包括微处理器、存储器、输入/输出口（I/O口）及其他功能部件如定时/计数器、中断系统等。它们通过地址总线、数据总线和控制总线连接起来。图2.1 AT89S52内部功能结构框图AT89S52单片机有多种封装形式，常见的有DIP封装、PLC封装、TQFP封装，为了使用的方便通常使用DIP封装形式的单片机。外部共有40个引脚，图2-2为引脚的排列图。40个引脚大致可分为4大类：电源、时钟、控制和I/O引脚。1） 电源VCC芯片电源引脚，接+5V；GND接地端。2）时钟时钟也即外部振荡器引脚，晶体振荡电路反向输入端和输出端。图2.2 AT89S52引脚的排列图3）控制线RST：复位信号输入端。ALE/PROG：ALE为地址锁存使能端，当访问外部器件时ALE的负跳变将P0口低8位地址送入锁存器。当对特殊功能寄存区的地址为8EH单元的D0位置“1”可禁止ALE输出，而只有在执行MOVX或MOVC等指令时才能被激活。/PSEN：访问外部程序存储器读选通信号。/EA/VPP：/EA为访问内部或外部程序存储器选择信号。 4）I/O多功能引脚P0口：8位并行I/O口，作为输出口时，每个管脚可带8个TTL负载。在外扩存储器时，它定义为低8位地址或数据总线，当定义为I/O口时，为准双向I/O口，需外接上拉电阻，在写入“1”后就成为高阻抗输入口。P1口：内接上拉电阻的8位准双向I/O口。能负担4个TTL负载。在FLASH编程和校验时定义为低8位地址线。第二功能如下：P1.0：定时/计数器，T2的外部计数输入；P1.1：定时/计数器，T2捕捉/再装入触发及方向控制；P1.5： MOSI（用于系统内部编程）；P1.6：MISO（用于系统内部编程）；P1.7：SCK （用于系统内部编程）。P2口：内接上拉电阻的8位准双向I/O口。能负担4个TTL负载。当访问外部存储器时定义为高8位地址总线。P3口：内接上拉电阻的8位准双向I/O口。能负担4个TTL负载。第二功能如下：P3.0 ：RXD(串行接收端口)；P3.1： TXD(串行发送端口)；P3.2：/INT0(外部中断0请求端)；P3.3/INT1(外部中断1请求端)；P3.4：T0(定时/计数器0外部计数输入端)；P3.5：T1(定时/计数器1外部计数输入端)；P3.6：/WR(外部数据写选通)；P3.7：/RD(外部数据读选通)。四. 软件设计 在硬件设计完成后，接下来就要编写驱动程序，采用与MS-51相兼容的汇编语言。根据电路和控制要求的需要，该程序涉及主程序和延时程序。主程序用以识别是哪个按键按下及每个按键所按的次数，延时程序主要用于防止非人为按下按键或按键颤抖所出现的按键触动。在进行编程之前要对需要解决的问题进行分析，明确任务后，有条理的画出流程图，就能充分表达程序的设计思路，可帮助设计程序，阅读程序和查找程序中的错误。以下图示为该设计的流程图。Y Y Y N 进位位清零且将OEEH送到AA中内容左移一位且将A内容送到P0口P3.1=1？N 开始初始化；开总中断，外部中断1和0，且设置外部中断1为高优先级将7FH传送到A寄存器P3.1=1？将A寄存器内容传送到P0口A中内容右移一位，调用一秒延迟P3.1=1？N 原理图说明：该设计选用一块AT99C52型单片机，使用其P0口P3口的部分。P0口作为其发光二极管的控制信号输出端，P3.1作为按钮K1信号输入口，P3.2作为按钮K2外部中断0信息输入口，P3.3作为按钮K3外部中断0信息输入口，单片机晶振频率为12MHZ,每个机器周期1um。电源使用5V直流电。程序编写简介在程序执行以前必须对程序进行初始化，初始化时，P2口低电平有效，故先把P2各口置“1”。因P1口为输入口，所以在输入前必须把各口置“1”，要想得到有效的SB按键需把P3.2置“0”。在程序开始执行时PC指向0000H，因从0003H0032H是中断程序的入口地址，所以要在0000H后装一跳转程序（转到主程序）。当程序执行的过程中，如果有SB按下，则主程序会调用延时程序，延时程序有两个作用：一防抖动，二确认按键是被人为按下的（正常情况下，人按下再松开的时间大约80200ms，该延时为100ms ,所以在100200ms内都被认为按下。）。跑马灯的效果描述在8个发光二级管全灭的情况下，L1先闪烁一下在灭，在L1灭0.5秒后L2先闪烁一下在灭，在L2灭0.5秒后L3先闪烁一下在灭，在L3灭0.5秒后L4先闪烁一下在灭，同理，L5，L6，L7，L8的亮灭情况同L1，L2，L3，L4一样。等到L8灭以后0.5秒8个发光二级管全闪烁一下，待8个发光二极管闪烁一下全灭0.5秒后，进入下一循环。org 000hjmp main org 100hmain: mov a,#0ffhfsho: mov r2,#01hloop: mov p1,a lcall dy1smov p1,#0fehlcall dy1smov p1,#0fdhlcall dy1smov p1,#0fbhlcall dy1smov p1,#0f7hlcall dy1smov p1,#0efhlcall dy1smov p1,#0dfhlcall dy1smov p1,#0bfhlcall dy1smov p1,#7fhlcall dy1smov p1,#00hlcall dy1smov p1,#0ffhlcall dy1smov p1,#0fchlcall dy1smov p1,#0f0hlcall dy1smov p1,#0c0hlcall dy1smov p1,#00hlcall dy1s mov p1,#0ffh lcall dy