投票显示系统设计论文

1、课程设计任务书学生姓名： 尹 函 专业班级： 电信0502 指导教师： 陈德军 曾刚 工作单位： 信息工程学院题 目：投票显示系统设计初始条件：具备数字电路的理论知识；具备单片机原理的理论知识和实践能力；熟练汇编语言编程技术及C语言程序设计；熟悉单片机常用接口电路的设计使用方法；提供编程所需要的计算机一台要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计一个投票系统，具有计票显示功能；2、可实现6人同时进行投票，累计票数在显示器上显示；3、主持人使用一个按键开关控制开始投票，终止投票和清零；4、投票开始后每人能且仅能投一次票，多投无效；5、使用WAVE编译

2、程序、Proteus仿真演示，完成调试。 时间安排：课程设计共一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目 录概述11 前言22 Proteus ISIS软件介绍32.1 进入Proteus ISIS32.2 工作界面43 投票显示系统电路设计与仿真53.1 投票显示系统总体功能实现53.2 系统流程图63.3 程序编写83.4 仿真与调试94 投票显示系统实物制作124.1 器件结构功能说明124.1.1 AT89C52芯片124.1.2 数码管LG5611AH124.2 焊接134.3 测试与调试135 心得体会146 致谢15参考

3、文献16附录：源程序代码17概 述目前投票显示系统电路的应用可以说是十分广泛，班级投票、公司竞选、文娱节目等许多不记名投票活动都经常会使用各式各样的投票器，虽然这些投票器外观和样式都有所不同，功能可能也有多有少，但他们的基本原理都大同小异。因此先将基本原理熟练掌握，以后再进行功能扩展就简单易行了。本文论述了利用单片机制作投票显示系统的全过程，包括阐述该系统的基本工作原理，利用WAVE软件进行程序编写与调试和Proteus ISIS仿真软件进行电路模拟仿真，实物制作与调试。关键词：投票器，投票显示系统，WAVE，Proteus ISIS，仿真1 前言单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术

4、，它的应用已经渗透到各种嵌入式系统中。可以毫不夸张地说：掌握单片机技术是电子信息类专业学生就业的一个重要条件。同时单片机技术又是一门实践性很强的学科。课程设计教学环节的设计和实施，在很大程度上决定了我们对单片机技术的掌握程度。为了更好地完成课程设计这一重要教学环节，我们采用Proteus软件与Keil软件整合构建单片机虚拟实验平台。首先在PC上利用Proteus软件自己搭建硬件电路，并利用系统提供的功能完成电路分析、系统调试和输出显示的硬件设计部分；同时在Keil软件中编制程序，进行相应的编译和仿真，完成系统的软件设计部分。当系统的设计工作完成后，就可以在PC上看到最终的运行效果。最后再通过P

5、roteus设计PCB，再完成真正硬件的调试。采用以上方案具有以下优势：有利于促进课程和教学改革，更有利于人才的培养；从经济性、可移植性、可推广性角度讲，建立这样的课程设计平台是非常有意义的；利用仿真系统，可以节约开发时间和开发成本；利用仿真系统，具有很大的灵活性和可扩展性。2 Proteus ISIS软件介绍Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统

6、的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集

7、单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。本章介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。2.1 进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 7 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”“程序”“Proteus 7 Professional” “ISIS 7 Professional”，出现如图1-1所示屏幕，表明进入Proteus ISIS集成环境。图2-1 启动ISIS 7 Professional软件2.2 工作界面Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏

8、、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。图2-2 Proteus ISIS的工作界面3 投票显示系统电路设计与仿真3.1 投票显示系统总体功能实现利用单片机设计投票显示系统，应先掌握单片机的结构与功能，在设计中充分利用好单片机各管脚，并配合外部电路，坚持简单易懂，节约成本的原则来设计电路。如图2-1所示，投票显示系统电路的核心是单片机AT89C52。单片机的P1.0口引脚接1个单刀单置开关，作为总控开关，控制投票系统的开始、停止和清零工作；P1.2P1.7接6个按键式开关，作为投票者的投票按键。单片机的P0.0P0.6口7个引脚接

9、LED共阴显示器的段选码（a、b、c、d、e、f、g）的引脚上，实现LED显示器的显示字符（即显示票数），电阻均采用10K大小，主要起限流作用。图3-1 投票显示系统电路原理图3.2 系统流程图为了简化程序的复杂度，使设计过程简单易懂，该系统将分成主程序和子程序设计，具体流程如下图。NY开始单片机P1口全置1P1.0=0?数码管显示不变，并不清零执行投票子程序，判断是否有键按下并显示票数票数清零图3-2 主程序流程图YP1.2=0?Y票数累加1，并此按键不再影响数据变化P1.3=0?YN票数累加1，并此按键不再影响数据变化模仿上面步骤顺序判断P1.4P1.7口，并进行票数累加NP1.0=0?N

10、退出投票子程序，但数据不清零图3-3 投票子程序流程图3.3 程序编写按照上面流程图进行源程序编写，源程序如下：（1）主程序部分#include reg52.h sbit P10=P10; /*位定义*/ sbit P11=P11; sbit P12=P12;sbit P13=P13;sbit P14=P14;sbit P15=P15;sbit P16=P16;sbit P17=P17;unsigned char dis11=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x67,0x00; /*定义字型表*/unsigned char num,nu

11、m2,num3,num4,num5,num6,num7;void disp() /*显示子程序*/ num=num2+num3+num4+num5+num6+num7; P0=disnum; P11=0;main() P1=0xff;P11=1; /*对P1口进行初始化*/ while(1) /*进入无限循环*/ if(!P10) /*判断总控开关，按下则执行以下程序*/ num=0;scan(); /*扫描按键，执行scan()子程序*/ else num2=0;num3=0;num4=0;num5=0;num6=0;num7=0; /*无按键输入则显示0*/ 这部分程序主要完成在总控开关控

12、制下的开始投票、暂停投票和清零工作。（2）子程序部分scan() while(!P10) /*判断总控开关是否一直保持接通状态，接通则进行投票过程循环，否则不执行程序，即投票按键无效*/ if(!P12) num2=1;while(!P12); /*对投票按键P1进行判断，按下则累加1并维持不变*/ if(!P13) num3=1;while(!P13); if(!P14) num4=1;while(!P14); if(!P15) num5=1;while(!P15); if(!P16) num6=1;while(!P16); if(!P17) num7=1;while(!P17); disp

13、(); 子程序部分完成投票判断、票数累加工作。3.4 仿真与调试将源程序输入进WAVE软件中，保存为.hex文件并编译，无误后可以再烧进仿真软件Proteus ISIS文件中的单片机AT89C52中，方可运行仿真电路。单击仿真运行开始按钮，我们能清楚地观察到每一个引脚的电频变化，红色代表高电频，蓝色代表低电频。 (a) (b) (c) (d)图3-4 仿真过程图仿真过程如图，接通总控开关，可看见显示器显示“0”，即投票开始，进入投票阶段，如图3-4(a)。然后任意按下一个投票按键如P3，即可看到显示器示数字变成“1”，再按另一个P5，又变成“2”，如图3-4(b)。此时再次按下第一次按过的按键

14、P3，显示器仍保持数字“2”，即可完成每个按键只能投票一次的功能。最后将总控开关断开，可看到显示器没有变化，可以继续显示投票结果，此时再次按任意投票按键，显示器无反映，即完成投票暂停功能，如图3-4(c)。再次接通总控，可发现显示器又回到初始阶段“0”，即完成清零并再次进入新一轮投票阶段，如图3-4(d)。最终出现这个过程就已经意味着系统仿真成功！仿真成功后，即能完成设计所要求达到的任务，我们便可以进行实物组装与焊接，最后进行实物运行和调试。4 投票显示系统实物制作4.1 器件结构功能说明本次设计的实物器件选择较为简单，核心单片机为AT89C52，七段显示数码管为共阴型LG5611AH，1个单

15、刀单置开关，6个按键式开关，7个10K电阻。4.1.1 AT89C52芯片AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器

16、和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。其管脚图如图4-1。图4-1 AT89C52管脚图4.1.2 数码管LG5611AH数码管LG5611AH的上面和下面中间的脚是公共脚，正对着数码管，从左下脚逆时针旋转，依次是110脚，那么1-e，2-d，3-COM，4-c，5-dp，6-b，7-a，8-COM，9-f，10-g。掌握以上信息后便可以进行布局和连线，然后进行焊接。4.2 焊接在电路板制作与调试过程中，元器件焊接是一个非常重要的环节，焊接质量将直接影响到电路工作的可靠性，因此只有熟练掌握焊接技术，才能保证电路的焊接质量，以减少低那路调试过程中不

17、必要的故障隐患。为了保证可靠方便的焊接，首先要选择合适的电烙铁，其依据是烙铁头的接触面积要小于被焊点的面积。烙铁头接触面积过大，会使过量的热量传导给焊接部位，损坏元器件。一般来说，烙铁头越长越粗，则温度越低，焊接时间就越长，反之烙铁头尖的温度越高，焊接越快。其次要准备足够的焊锡丝。然后就要开始焊接了，焊接步骤如下：1. 上锡：电烙铁头长时间不使用其表面会有一层氧化物，使烙铁头呈黑色状态，这是不易吃上锡，应去掉氧化层上锡。方法是将电烙铁头在含水的海面上摩擦几下，就电可以去掉氧化层，烙铁头就可以吃上锡了，保持这层锡可以延长烙铁寿命。2. 加热：烙铁头加热被焊接面，注意烙铁头要同时接触焊盘和元器件的

18、引线，时间大约为12秒。3. 送锡丝：焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触被焊接的引线，时间大约为12秒钟。4. 移开：当焊丝熔化并浸润焊盘和引线后，同时向左右45方向移开焊锡丝和电烙铁，整个焊接过程大约2秒钟左右。在焊接过程中一定要注意安全，不用烙铁时要将其放好，小心烫伤人。焊接好后要进行全面质量检查，合格的焊点不仅没有虚焊，而且焊锡量合适，大小均匀，表面有金属光泽，没有拉尖、气泡、裂纹等等。如果质量不合格，要及时处理。4.3 测试与调试 检查焊接好的电路板，确保装接无误后，便进行测试阶段。将保存的.dex程序文件通过Easy 51Pro v2.0软件烧录进单片机AT89C52中，

19、并按照原理图正确接线，接好后就可以进行测试，结果应与仿真时效果相同，若有异常则检查故障并对实物进行改正，直到调试成功为止。5 心得体会经过一个多星期终于完成了我的设计，我看着我几天来辛苦换来的成果，禁不住欣喜若狂。这次的课程设计，对于我这个初学者来说，这是很大的考验。在课程设计过程中，我学到了很多知识，懂得怎么样去安排制作一个程序的设计，怎么样去实现各个小部分的功能，也熟练了运用C语言和汇编语言编写程序的能力，并掌握了在执行过程中怎么样去克服一些小的问题。在问题的解决上，我通过查资料，问同学，请教老师多种途径来帮助我，最终才得以完成我的课程设计。而这次设计也使我对于书本所学知识得到了进一步的巩

20、固和实践，更加熟练的掌握了WAVE和Proteus ISIS应用软件的使用。并且进一步认识了单片机投票系统及其原理特性，拓展了思路，提高了动手能力、想象创造能力和主动发现问题解决问题的能力。做课程真的是很不容易的，在这一周里，我一次又一次的告诉自己，坚持，再坚持。在这样热的天气里，流汗是不用说的，有时候饭都忘记吃，几天弄下来，人都瘦了一圈了。原本看上去还可以的报告，仔细检查起来还是漏洞百出，看来这几天来的成果又要返工了。不过想到自己所得到的收获又觉得一切都值得！相信这次课程设计一定会给我的将来带来很大的帮助！6 致谢这次课程设计总的来说是很成功的，这是我们大家共同努力的结果。在课程设计中，我巩

21、固了上课时候学习的知识，并且对这些知识的运用有了新的认识，我觉得这次的课程设计是一次很好的锻炼。在整个设计过程中，我要感谢同学们的帮助和照顾，在这样炎热的天气里，有你们的支持是我最大的动力！还要感谢我的老师，在我们遇到问题解决不了时，是您的细心指导将我们从迷茫中引领出来。在此衷心的祝愿你们暑假快乐，身体健康！参考文献1 李群芳，张士军，黄建单片机微型计算机与接口技术（第2版）北京：电子工业出版社，20052 陈光东，赵性初单片微型计算机与接口技术武汉：华中科技大学出版社，19993 高峰单片微机应用系统设计及实用技术北京：机械工业出版社，20044 谢自美电子线路设计实验测试（第2版）武汉：华中科技大学出版社，20005 李朝青单片机&DSP外围数字IC技术手册北京：北京航空航天大学出版社，2003附录：源程序代