单片机课程设计8段2位数码LED扫描输出.doc

单片机课程设计说明书 设计题目：8段 2位数码LED扫描输出（显示控制输入）学院名称： 汽车工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： xxxxxxx 姓 名： XXXXXXXX 学 号： XXXXXXX 指导老师： XXXXXX 2012年6月目录1. 题目 . 32. 设计要求与目的 43. 器件选型 54 安装与调试 5 4.1 器件介绍 . 6 4.2 安装要求 . 6 4.3 硬件测试 . 6 4.4 功能测试 . 75设计步骤 . 76. 电路硬件图 8 6.1 8段2位数码LED扫描输出（显示控制输入）工作理 图 . 8 6.2 单片机系统 9 6.3 MAX232芯片系统 97. 程序流程图 108. 实验源程序 119. 调试过程及结果分析 13 10. 实验总结 . 13 10.1 单片机的概念理解 . 13 10.2 实验流程简述 1411. 课程设计心得 1512. 参考文献 16摘要：当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点。可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。 关键词：LED 单片机 控制系统 1. 课程设计选课题目 题目：8段 2位数码LED扫描输出（显示控制输入） 2. 设计要求与目的设计要求： 设计控制电路，使连接在该电路上的个LED灯按开关控制相应数字切换闪烁。设计目的：1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础 3. 器件选型任务所需元器件：（1）AT89C51 单片机一个 （2）CRYSTAL 12MHZ 晶振一个（3）10uF 电解电容一个30pF 片源电容二个（极性不得接反,否则漏电流较大,或者导致危险. ）（4）阻值为10K欧姆的电阻2个 阻值为510欧姆的电阻7个 阻值为47K欧姆的电阻2个（5）8段数码管一个(共阳型动态数码管,使用时各段必须串入电阻限流,每个LED段不得超过15mA,否则极易烧毁.)（6）MAX232 芯片一个（7）DB9(USB) 接口一个（8）USB-RS232转换线一条 (9) 开关（非自锁）个 （10）面包板一块（11）导线若干仪器设备（1）编程器（2）万用表（3）示波器（4）逻辑笔、分析仪器件介绍电阻510 : LED限流 510色环: 绿棕黑黑棕5.1K : 上拉,晶体管基极偏流 5.1K色环: 绿棕黑棕棕电容 4. 装焊调试面包板：面包板（集成电路实验板）是电路实验中一种常用的具有多孔插座的插件板，在进行电路实验时，可以根据电路连接要求，在相应孔内插入电子元器件的引脚以及导线等，使其与孔内弹性接触簧片接触，由此连接成所需的实验电路。SYB118型面包板示意图，为4行59列，每条金属簧片上有5个插孔，因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起。簧片之间在电气上彼此绝缘。插孔间及簧片间的距离均与双列直插式（DIP）集成电路管脚的标准间距2.54mm相同，因而适于插入各种数字集成电路。【内部结构】：面包板上下部分内部连线和中间部分不同，如图：【用途】：对集成电路进行试验 【使用】：不用焊接和手动接线，将元件插入孔中就可测试电路及元件，使用方便。使用前应确定哪些元件的引脚应连在一起，再将要连接在一起的引脚插入同一组的5个小孔中。4.1 安装要求面包板使用注意事项 插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.40.6mm，即比大头针的直径略微细一点。元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力，在面包板倒置时，元器件应能被簧片夹住而不脱落。面包板应该在通风、干燥处存放，特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。要保持面包板清洁，焊接过的元器件不要插在面包板上。4.3 硬件测试 通电前的测试内容（1）确认电源电压正常（2）确认电源连接极性正确（3）确认极性电容未接反（4）确认电路电源未短路先用简单程序测试单片机是否运行程序若无法正常运行程序,按下述顺序检查 检查VCC(40脚)工作电压是否正常； 检查EA(31脚)是否已接高电平； 检查RST(9脚)是否为低,复位电路是否正常； 检查18,19脚晶振电路是否正常； 在单片机电源端加接滤波电容(100uF,0.1uF)； 若上述均无误,则更换单片机.4.4 功能测试程序必须首先在PC机上模拟通过检查时序，逻辑关系检查关键变量检查执行流程烧写单片机，硬件验证使用LED测试使用串口调试5.1设计步骤1.明确条件和要求 首先要根据系统设计及其他有关资料，弄清楚该程序设计的条件和设计要求，如：硬件、软件的状况和采用的语言、编码、输入、输出、文件设置、数据处理等方面的要求，以及本程序和其他各项程序之间的关系等。2.分析数据 必须要对处理的进行仔细的分析，弄清楚数据的详细内容和特点之后，才能进一步按照要求确定数据的数量和层次结构，安排输入、输出。存储、加工处理的步骤以及一些具体的计算方法。3.确定流程 确定流程是为了完成规定的任务而给计算机安排的具体操作步骤一般用统一的符号把数据的输入、输出、存储、加工等处理过程绘制成流程图（简称框图），作为编写程序的依据。4.编写程序 编写程序是采用一种程序设计语言，按其规定的语言规则把确定的流程描写出来。5.检查和调试 检查内容包括程序结构是否得当，语句的选用和组织是否合理，语法是否符号规定，语义是否正确等。一个程序往往要经过反复多次的调试：运行、检查、修改，之后才能通过。6 编写课程设计报告方案设计方案确定购买元器件焊接电路硬件调试软件编程联合调试写说明书软件仿真电路硬件图6.1 8段2位数码LED扫描输出（显示控制输入）工作原理图 6.2 AT89C51单片机系统6.3 MAX232芯片系统 7. 程序流程图 开始时先初始化显示程序，接着分别显示子程序或某单元驱动子程序，最后返回。 主程序流程图 8. 实验源程序 注： 程序老师已经写好 学生只需将程序读入单片机即可 原 8段 2位数码LED扫描输出（显示控制输入）程序如下：这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序程序结构，用位指令控制P1口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应LED灯的亮灭。程序如下：ORG00HSTART:MOVDPTR,#TABLE;设置段码表首地址MOVR0,#00H;计数值存R0MOVP0,#00HMOVP2,#00H;数码显示初始化S1:INCR0;计数值加1CJNER0,#100,S2;判断计数值是否达到最大MOVR0,#00HS2:JBP3.7,$;等待按键LCALLDELAYJBP3.7,S2;消除按键抖动S3:MOVA,R0MOVB,#10DIVAB;分离计数值的十位和个位MOVCA,A+DPTR;分别取十位和个位的段码并显示MOVP0,AMOVA,BMOVCA,A+DPTRMOVP2,AJBP3.7,S1;等待按键抬起LJMPS3DELAY:MOVR5,#20;延时10毫秒D1:MOVR6,#250DJNZR6,$DJNZR5,D1 9. 调试过程及结果分析在将程序写进单片机时，由于线路接错，好多次都读不进去，导致失败，经过反复检查，问同学，问老师，察看资料，找到原因，最终将程序成功读入单片机。调试过程是充满艰辛的：第一次接电源时，没有亮灯，经过检查发现后得知，因粗心把有LED灯的正负极给接反了，经反复核实，排除问题后，终于得出各个开关控制各自的LED指示灯。而且因为过程中的失败，导致有些元器件的失效，结果还得去再配备元器件，所以以后再做的话，最好多买一些元器件以防万一。所以在调试与焊接过程中得细心，不然出错一步将导致全过程的失败。 10. 实验总结10.1 单片机的概念理解 单片机应用系统一般由包含多个模块得主程序和。各种子程序组成。每一模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，如计算、接受、发送、延时、显示和打印等。 采用模块化程序设计方法，就是将这些具体功能程序进行独立设计和分别调试，最后将这些模块程序配成整体程序并进行联合调试。模块化程序设计方法的优点：一个模块可以为多个程序所共享；单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便，容易完成；利用编好的成熟模块，将大大缩短开发程序的时间，降低开发成本。 采用循环结构和子程序结构可以使程序的容量大大减少，提高程序的效率，节省内存。对于多重循环，要注意各重循环的初值和循环结束的条件，避免出现程序无休止的“死循环”现象；对于通用的子程序除了用于存放程序入口参数的寄存器外，子程序中用到的其他寄存器的内容应压入堆栈操作的压入和弹出的平衡；对于中断处理子程序除了要保护处理程序中用到的寄存器外，还要保护标志寄存器。10.2 实验流程简述 1.明确条件和要求 首先要根据系统设计及其他有关资料，弄清楚该程序设计的条件和设计要求，如：硬件、软件的状况和采用的语言、编码、输入、输出、文件设置、数据处理等方面的要求，以及本程序和其他各项程序之间的关系等。2.分析数据 必须要对处理的进行仔细的分析，弄清楚数据的详细内容和特点之后，才能进一步按照要求确定数据的数量和层次结构，安排输入、输出。存储、加工处理的步骤以及一些具体的计算方法。3.确定流程 确定流程是为了完成规定的任务而给计算机安排的具体操作步骤一般用统一的符号把数据的输入、输出、存储、加工等处理过程绘制成流程图（简称框图），作为编写程序的依据。4.编写程序 编写程序是采用一种程序设计语言，按其规定的语言规则把确定的流程描写出来。5.检查和调试 检查内容包括程序结构是否得当，语句的选用和组织是否合理，语法是否符号规定，语义是否正确等。一个程序往往要经过反复多次的调试：运行、检查、修改，之后才能通过。 6：编写课程设计报告 11. 单片机课程设计心得课程设计是培养我们综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的重要环节、是对我们以后的实际工作能力的具体训练和生活考察过程的训练。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机英勇中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在如（手机，电脑，电视，空调等家用电器），因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。回顾此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，设计结果能够符合题意，成功完成了此次实习要求，我们不只在乎这一结果，更加在乎的是这个过程。这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在学会创新的基础上，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作。的确，从选题到定稿，从理论到时间，在接近二星期的日子里，学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的只是，而且学到了很多书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识和时间结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，可以说的是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的只是理解得不够深刻，掌握的不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，特别是对单片机汇编语言掌握得不好。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在赵良老师和同学的辛勤指导帮助下，终于设计成功。同时，在赵亮老师那里我学得到很多实用的知识，在此我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！12. 参考文献1 宋培义，刘