南邮设计报告

1、课程设计实验报告实验题目：基于8255的LCD温度显示设计学院:通信工程专业：学号：姓名:指导老师：第一部分 实验目的及要求1. 实验目的本课程设计是在理论课程的基础上， 重点培养学生的动手能力， 通过理论计算、 实 际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正 常工作，为下一部结合实际的硬件系统设计准备条件。2. 实验基本要求：根据提供的参考工程，在 proteus 平台自己重新画出实验所需要的电气原理图，并 在此基础上编写相对应的程序，实现其功能，学习 proteus 软件的使用，其中包括原理 图器件的选取、原理图的电气连接、程序的编写编译以及运行，并能查出

2、其错误等。第二部分 实验工具及实验器件1.Proteus 7.5 以及 Keil 4 软件的使用Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。 它不仅具有 其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单 片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片 机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 （仿真软件 ），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切 换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计

3、。是目前世界上唯一将电路仿真 软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持 8051、HC11 、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2010 年即将增加 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面， 它也支持 IAR 、 Keil 和 MPLAB 等多种编译器。在 PROTEUS 绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件： *.HEX ，可以在 PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。Kei

4、l 软件是目前最流行开发 MCS-51 系列单片机的软件， 这从近年来各仿真机厂商 纷纷宣布全面支持 Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管 理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision ）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU 16MB或更多RAM 20M以上空闲的硬盘空间、WIN98 NT、WIN2000 WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么 Keil 几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件，而你买的仿

5、 真机也很可能只支持该软件），即使不使用 C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的 集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。有了 proteus 和 keil 软件我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行 实验，具体步骤如下：第一步：在 Keil4 中建立一个新的工程，命名为“软件实验” ，如图 2-1 。陌 Create Nev/ Project彳占*学习F炊母工程试脸* kril打令p图2-1第二步：选择使用的单片机芯片，我们选择ATMEL公司生产的89C51,如图2-2。第三步：将新创建的.c文件添加到Target 1中，如图2-3。图2-2E：証Target 1固 ST

6、AR1Source園XjQgtkons for Group Source Group r.Alt*F7Q.ipen FileOpen yst FileOpen Map FileRebuild all target filesBuild targetF7Translate FileStop buildAdd Group.Add Files to Group Source Group 1.Remote Group 'Source Group 1 arid Its Flile$厶 Manage ompgnents-*.图2-3# Show Include File DepernJendes这

7、样我们就可以在 keil4的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。2.51 单片机 AT89C5151单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了 长足的进展，成为目前应用最广泛的 8位单片机之一，其代表型号是 ATMEL公司的AT89 系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。当前常

8、用的51系列单片机主要产品有：*1 ntel 的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52 等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051 等；XTAL1I30-壬一亠亠亠一亠XTAL2RSTPSENALE EAu W E 7 1 1 1 1 1.1 .11 PPPPPPPPPO.O/ADO PO 1/AD1 PO.2/AD2 PO.3/AD3 PO.4JAD4 PO.5/AC6 PG 引AD6 PO.7/AD7P2.WA8P2.1/A9 P2.2/A10 R2 3/A11 P2 AIM2 P2.5/A1I3 P2.6/A14 P2.7/

9、A15P3.0/RXD Pa.IlfTXD P3.2/NT0 P3.3WTP3.4JT0 P15/T1 F3E極 P3.7WadiFiHiHi遥diHi_l£JiHI3H一AT80C5189C51单片机的内部结构为:单一 +5V电源供电；CPU由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、 最终结果以及欲显示的数据;ROM用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O 口：四个8位并行I/O 口，既可用作输入，也可用作输出；T/C:两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一对

10、全双工UART（通用异步接收发送器）的串行 I/O 口，用于实现单片机之间或 单片机与微机之间的串行通信;片内振荡器和时钟产生电路， 石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率为12MoU2MAX2S2 <TEXT>3. RS-232电平转换芯片 MAX232C1 +C1-T1INT1OUTR1OUTR1INT2INT2OUTR2OUTR2INVS+VS-C2+C2-145211w第一部分是电荷泵电路。 由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v 和-12v两个电源，提供给 RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、1

11、4脚构成两个数据通道。其中 13 脚（R1IN）、12 脚（R1OUT、11 脚（T1IN ）、14 脚（T1OUT 为第一数 据通道。8 脚（R2IN）、9 脚（R2OUT、10 脚（T2IN ）、7 脚（T2OUT 为第二数据通道。TTL/CMOS数据从 T1IN、T2IN输入转换成 RS-232数据从T1OUTT2OUT送到电脑 DB9 插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成 TTL/CMOS数据后从R1OUTR2OUT 输出。第三部分是供电。15脚GND 16脚VCC（ +5v）o完成连接之后的电路图如图2-4所示。T1IN R1OUTT2IN R20UT09

12、22pF Mp-C2+T1 OUT RUNT20UTR2IN丄CIOMAX23Z . jjuF <TiEXr>灯图2-411和12 口分别连接 51单片机的 RxD( P3.0 )、TxD( P3.1 )。4. 三态输出的8D透明锁存器74HC373U23DOQ02A5D1CM"761D2Q289D3Q31312D4Q41415D5Q51716D6Q61819D7Q71OELE74HC373uTEXTa74HC373的输出端Q0Q7可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE为低电平时，Q0Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负 载或总线。当 OE为高电平时， Q0Q7呈高阻态，即

13、不驱动总线，也不为总线的负 载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE为高电平时，Q随数据D而变。当LE为低电平时，Q被锁 存在已建立的数据电平。5. 二线制 I 2C CMOS串行 EEPROM 24C08U224CO8B笛卿描述功能AOx Ah A2at件地址选择SDAstrife 18/地址SCL車行对it1WP写保护Vcc+1.8VF5OV 1Vgs地6.8255引脚以及功能。采用8255 A扩展并行I/O 口一、8255A的内部结构三口、两組概念与外设接口的引脚：最多可以接3个外设与三总线接 U的引脚：1）与 CB 接口 的脚： RD. WR. RESETS2）与AB接口

14、的脚：来0时选屮本片，然后A1A0选中的寄存器00PA01 PB00PC11控制口3）与DB接U的脚7.LED液晶显示器件 7seg-mpx8-ca7SEG-MPX8-CA八个共阳二极管显示器 12345678 是阳公共端图三LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的 数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。段码都有个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要 5*8=4

15、0跟I/O端口来驱动，要知道一个 89S51单片机可用 的I/O端口才32个，实际应用时需要增加译码驱动进行驱动，增加了硬件电路的复 杂性。(2)动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的八个显示比划“a,b,c,d,e,f,g,h”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接受到相同的字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通恐慌只 打开，该位就显示出字形，没有选通的数码

16、管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的 COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动，在轮流显示过程中，每位数码 管的点亮时间为1 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各 位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就使一组稳定的显示数据， 不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。第三部分实验原理图及程序代码1.硬件部分电路设计电路图如图：口2<EBJL宜：A - 3 t 5 XTWXTALZBSfrstiMJPUJVNKl pn -i'b r> i pg. 丄二 FDJfAUP

17、QK FD.tfAM D.TMDFP2IS.AC #7U» fliAH FZ.-tfAfZP2A*Mf3 F2£TA1-i. FJMtf30曲 pg.mfD FUIITO PliJiTT*a.*TnP3JZT1 F3JWST PirrWTlBCTJ； «.：""1 r -|'11e - o-l=kBCDEFG DP123456763>7137 JSSZsT1口貫ALE前 wn_ DAT ns：T|lP>MD.7|F«P-Ti"iP-flFHTI9 2.软件部分设计这部分的程序如下：#in elude &l

18、t;reg51.h>#i nclude <stdio.h>#in elude <absacc.h>#in elude <stri ng.h>定义8155 口地址#defi ne uchar un sig ned char #defi ne uint un sig ned int#defi ne pa XBYTEOxOOO1/#defi ne pb XBYTE0x0002#defi ne con trol8155 XBYTE0x0000 sbit SCK=P1A0;sbit SDA=P"1；sbit E=P3A7;sbit SEND=P3A1;

19、sbit REV=P3A0;sbit K仁 P3A2;sbit K2=P3A3;sbit K3=P2A3;uchartable=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f ;/0123456789存码表uchar pos8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/ 位选，选中数码管data unsigned char str116="Starting"data unsigned char str216="Recieved:"data unsigned cha

20、r send16="test number"uchar temp;int i;void delay(unsigned int t)unsigned int i,j;for(i=0;i<t;i+)for(j=0;j<10;j+)Jvoid delayXus(uchar x) /微秒延时while(-x);void delayXms(uchar x) /毫秒延时uchar i;while(x-)for(i=250;i>0;i-)Jvoid start ()SDA=1;delay(3);SCK=1;delay(3);SDA=0;delay(3);SCK=0;de

21、lay(3);void stop ()SDA=0;delay(3);SCK=1;delay(3);SDA=1;delay(3);void U4_init()SCK=1;delay(3);SDA=1;delay(3);void responds()uchar i;i=0;SCK=1;SDA=1;delay(3);while(SDA=1&&i<250) i+;SCK=0;delay(3);写一个字节void write_dat (uchar dat) /uchar i,temp;temp=dat;for(i=0;i<8;i+)temp=temp<<1;SDA

22、=CY; delay(3); SCK=1;delay(50);SCK=0;void write(uchar add,uchar dat) /start(); write_dat(0xa0); responds(); write_dat(add); responds(); write_dat(dat); responds();stop();uchar read_dat () /uchar a,r,temp;SDA=1; delay(3); for(a=0;a<8;a+) 写一个字节 dat 到地址 add读一个字节/接收前记得释放数据线，即拉高循环八次以此接收一字节数据sda。SCK=1;

23、delay(3); r=r<<1;temp=SDA; r=r|temp; SCK=0; delay(3);/sck 置高，使接收数据稳定。/接收数据处理，存入i2c_r 变量中。/sck 置低，准备接受下个数据位。return r;uchar read (uchar add) /uchar dat;start(); write_dat(0xa0);从地址 add 中读取一个字节responds();write_dat(add);responds();start();write_dat(0xa1);responds();dat=read_dat();delayXus(2);stop(

24、);return dat; void writedata()uchar i;uchar str8=0xf9,0xa4,0xb0,0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0xc0;for(i=0;i<8;i+)write(i,stri); str0=0xa4;str1=0xb0;str2=0x99;str3=0xf9;str4=0xa4;str5=0xb0 ;str6=0x99;str7=0xf9;for(i=8;i<16;i+)write(i,stri-8);str0=0x4f;str1=0x5b;str2=0x4f;str3=0x66;str4=0x66;str5=0x4f ;s

25、tr6=0x5b;str7=0x06;for(i=16;i<24;i+)write(i,stri-16); str0=0x99;str1=0x92;str2=0x82;str3=0xb0;str4=0x99;str5=0x92 ;str6=0x82;str7=0xb0;for(i=24;i<32;i+)write(i,stri-24);str0=0x92;str1=0x82;str2=0xf8;str3=0x99;str4=0x92;str5=0x82 ;str6=0xf8;str7=0x99;for(i=32;i<40;i+)write(i,stri-32); str0=0

26、x82;str1=0xf8;str2=0x80;str3=0x92;str4=0x82;str5=0xf8 ;str6=0x80;str7=0x92;for(i=40;i<48;i+)write(i,stri-40); str0=0xf8;str1=0x80;str2=0x90;str3=0x82;str4=0xf8;str5=0x80 ;str6=0x90;str7=0x82;for(i=48;i<56;i+)write(i,stri-48);str0=0x80;str1=0x90;str2=0xc0;str3=0xf8;str4=0x80;str5=0x90 ;str6=0xc

27、0;str7=0xf8;for(i=56;i<64;i+)write(i,stri-56);str0=0x90;str1=0xc0;str2=0x88;str3=0x80;str4=0x90;str5=0xc0 ;str6=0x88;str7=0x80;for(i=64;i<72;i+)write(i,stri-64); str0=0xc0;str1=0x88;str2=0x83;str3=0x90;str4=0xc0;str5=0x88 ;str6=0x83;str7=0x90;for(i=72;i<80;i+)write(i,stri-72);void send_char

28、(uchar temp1)SBUF=temp1;while(!TI);TI=0;void MAX232_init()TMOD=0x20;TH1=252;TL1=252;TR1=1;PCON=0x80;void main()int i,j,set;char b,t;uchar word16,recv8;U4_init();writedata(); delay(50);set=0;while(1)control8155=0x03;for(i=0;i<8;i+)pa=posi; pb=0x88;/pb=sendi;delay(5);while(1)while(K2)while(!K1)if(!

29、K2)break;while(K1)if(!K2)break;if(!K2)break;delay(30);set+;if(set>10)set=0;MAX232_init();while(!K2);control8155=0x03;delay(30);switch(set)case 1:for(i=0;i<8;i+)sendi=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);/showwhile(K3)for(i=0;i<

30、8;i+)pa=posi; pb=sendi; delay(5);delay(5);delay(5); while(!K3);pa=0x00; pb=0xff;break; break;case 2: for(i=8;i<16;i+) sendi-8=read(i); for(i=0;i<8;i+)send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100);break;case 3:for(i=16;i<24;i+)sendi-16=read(i);for(i=0;i<8;i+

31、) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 4:for(i=24;i<32;i+)sendi-24=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 5:for(i=32;i<40;i+)sendi-32=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(se

32、ndi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 6:for(i=40;i<48;i+)sendi-40=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 7:for(i=48;i<56;i+)sendi-48=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(sendi); delay(50

33、);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100); break;case 8:for(i=56;i<64;i+)sendi-56=read(i);for(i=0;i<8;i+) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) RI=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 9:for(i=64;i<72;i+)sendi-64=read(i);for(i=0;i<16;i+) send_char(sendi); delay(50);if(RI=1) R

34、I=0;temp=SBUF;recvi=temp;delay(100);break;case 10:for(i=72;i<80;i+)sendi-72=read(i);sen d_char(se ndi); delay(50);if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break; delay(2000);第四部分 实验测试结果程序启动后，先执行写入数据，我们可以看到存入24C08中的10组数据。K2按键是用于发出传送数据的指令，随后自动接收并显示在屏幕上，系统初始时，我设置 了一个特殊的状态，通过选择键K1来控制输出的字符串，这个选择键可以按下多次，执行: 跳过/循环的功能，K3键是擦除屏幕，其中，在选择字符串时，特地在屏幕中显示序号。具体过程由以下图片详解。初始化时，屏幕会显示这样的样子。当选择按键按下三次后，屏幕显示第三个字符串的序号3这是第三个字符串。第五部分实验小结和体会1知识点用到才学，不用的暂时丢一边。厚厚的一本书，看着人头都晕了，学了后面的,前面的估计也快忘光了，所以，最好结合