模拟时序控制装置

单片机原理及应用单片机原理及应用课程设计课程设计 教学指导方案教学指导方案 设计题目 模拟时序控制装置 电气信息学院电气信息学院 2 一 设计题目一 设计题目 1 题目 模拟时序控制装置 2 简介 利用单片机的定时器 设计一个模拟时序控制装置 由单片机内部定时器 1 工作于方式 1 即作为 16 位定时器使用 每0 05 秒钟 T1 产生溢出中断一次 二 课题要求二 课题要求 1 设计的目的与要求 本课程的目的在于培养学生以下的能力 具有单片机汇编语言编程的能力 具有检查并 修改程序错误的能力 熟练掌握单片机定时器 中断 LED 显示等基本原理 2 课程设计的内容 1 设计一个单片机模拟时序控制装置系统 2 画出该系统的 protel 原理图 PCB 图 3 掌握 ULN2003 7805 等专用芯片的特性及应用 4 检测系统中的汇编程序基本原理设计及调试方法 三 设计任务三 设计任务 本设计以单片机系统为核心 由单片机内部定时器 T1 工作于方式 1 即作为 16 位定 时器使用 每 0 05 秒钟 T1 产生溢出中断一次 P0 口的 P0 0 P0 7 分别接八个发光二极管 要求编写程序模拟一时序控制装置 开机 后第一秒钟 L1 L3 亮 第二秒钟 L2 L4 亮 第三秒钟 L3 L5 亮 第四秒钟 L4 L6 亮 第 五秒 L5 L7 亮 第六秒钟 L1 L3 L5 L7 亮 第七秒钟 L2 L4 L6 L8 亮 第八秒钟全 亮 第九秒全灭 以后又从头开始 L1 L3 亮 然后 L2 L4 亮 一直循环下去 每一 次循环完毕让蜂鸣器响三声 声长 1s 间隔 1s 并设计开关 K1 和 K2 K1 作为启动开关 K2 作为停止开关 K1 和 K2 分别接到外部中断 0 和外部中断 1 上 同时设计一个电源指示灯 要求画出该系统的原理图及 PCB 图 四 四 MCS 51MCS 51 单片机基本知识单片机基本知识 一 中断基本知识 一 中断基本知识 1 外部中断 INT0 INT1 输入 输出设备的中断请求 系统故障的中断请求等都可以作为外部中断源 从引脚 INT0 或 INT1 输入 外部中断请求 INT0 INT1 的两种触发方式 电平触发及跳沿触发 由 TCON 的 ITO 位及 IT1 位选择 ITO IT1 0 时 为 INT0 INT1 电平触发方式 CPU 响应中断后要采取措施 撤消中断请求信号 使 INT0 或 INT1 恢复高电平 ITO IT1 1 时为跳沿触发方式 当 INT0 或 INT1 引脚上出现负跳变时 该负 跳变经边沿检测器使 IEO TCON 1 或 IE1 TCON 3 置 1 向 CPU 申请中断 CPU 响应中 断转入中断服务程序时 由硬件自动清除 IEO 或 IE1 2 定时器 计数器 0 l 溢出中断 定时器 计数器计数溢出时 由硬件分别置 TF0 1 或 TF1 1 向 CPU 申请中断 CPU 响应中断转入中断服务程序时 由硬件自动清除 TFO 或 TF1 3 中断服务程序入口地址 3 五个中断源 入口地址 外部中断 0 INT0 0003H T0 溢出中断 000BH 外部中断 1 INT1 0013H T1 溢出中断 001BH 串口中断 0023H 4 MCS 51 单片机定时 计数器的工作原理 归根结底是计数器 每接收到一个计数脉冲 加法计数器的值就加一 当计满时发生溢 出 并从 0 开始继续计数 1 定时功能 设置 TMOD 中位 C T 0 对片内机器周期进行计数 即每个机器周期产生一个计数脉冲 计数加 1 2 计数功能 设置 TMOD 中位 C T 1 对片外从 T0 P3 4 T1 P3 5 引脚输入的外部脉冲信号进行计数 下降沿计数 加 1 3 定时器 计数器的控制 与定时 计数器有关的控制寄存器有 2 个 定时器控制寄存器 TCON 字节地址 88H 位地 址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符 号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TR0 TR1 定时计数器 T0 T1 运行控制位 该位由软件置 1 或清 0 TR0 TR1 1 启动定时计数 0 停止定时计数 TCON 除字节寻址外 各位还可以位寻址 例如 启动 T0 开始计数工作 可运行指令 MOV TCON 00010000B 或者 SETB TR0 与定时 计数器有关的控制寄存器有 2 个 位地 址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符 号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF0 TF1 计数溢出标志位 当 T0 T1 计数溢出时 该位由硬件自动置 1 查询方式下 此位作计数溢出状态位供查询 注意溢出后应以软件方法及时清 0 中断方式下 此位会当 T0 溢出时 由硬件自动置 1 并向 CPU 申请中断 当 CPU 响应中断进入中断服务程序后 它又被硬件自动清 0 定时器工作方式寄存器 TMOD 89H 用于 2 个定时器 T0 T1 的工作方式设定 TMOD 不能位寻址 只能用字节指令设置定时 器工作方式 4 M1 M0 设置定时工作方式 二 按键基本知识 二 按键基本知识 对于一组键或一个键盘 需通过接口电路与单片机相连 可采用查询或中断方式测试有 无键按下 再确定是哪一个键按下 将该键号送入累加器 A 然后判断是数字键还是功能键 若是数字键 则将键号对应的数字送入相关输入缓冲区 若是功能键 则通过跳转指令转入 执行该键的功能程序 执行完后再返回主程序 三 三 LEDLED 显示电路显示电路 1 1 LEDLED 基本原理及特点基本原理及特点 LED 发光二级管是电流驱动器件 种类繁多 可承受驱动电流也不一样 在 MCS 51 单 片机设计中一般采用 5V 作为输入电压 但多数单片机使用的 LED 发光二级管不能单独承受 5V 条件下的驱动电流 可采用增加电阻的方式达到目的 LED 发光二级管实物图 五 设计原理图五 设计原理图 5 六 程序设计流程图六 程序设计流程图 单片机模拟时序控制装置汇编流程图 6 开始 置初始常数 开中断 置T1的寄存器 保护现场 置定时常数 判是否到1秒 恢复现场 等待 N 查表 Y 显示数据 调整表格指针 T1LED ASM主程序框图 INT T1中断子程序框图 中断返回 INT T1入口 汇编程序设计流程图 七 程序七 程序 汇编程序设计方法可以不同 但要求达到课程设计要求的效果 ORG 0000H 定定位位 0000H CONT MOV R2 5 将将 5 装装入入 R2 MOVA 0F5H 将将 F5 装装入入 A NEXT MOV P1 A 将将 A 装装入入 P1 ACALLDELAY 延延时时 1s RLA 循循环环左左移移 DJNZ R2 NEXT R2 5 减减 1 不不等等于于 0 则则跳跳转转 NEXT1 MOV A 55H 将将 55H 放放入入 A MOVP1 A 将将 A 装装入入 P1 ACALLDELAY 延延 1s 时时 MOV A 0AAH 将将 AA 放放入入 A MOVP1 A 将将 A 中中内内容容放放到到 P1 ACALLDELAY 延延时时 1s MOV A 00H 将将 00H 放放入入 A MOVP1 A 将将 A 中中内内容容放放入入 P1 7 ACALLDELAY 延延时时 1s MOV A 0FFH 将将 FF 放放入入 A MOVP1 A 将将 A 中中内内容容放放入入 P1 ACALLDELAY 延延时时 1s SJMP CONT 短短跳跳转转到到 CONT DELAY MOV R3 14H 置置 50ms 计计数数循循环环初初值值 MOVTMOD 10H 设设定定时时器器 1 为为方方式式 1 MOVTH1 3CH 置置定定时时器器初初值值 MOVTL1 0B0H SETBTR1 启启动动 T1 LP1