单片机课程设计书

1、高等专科学校-15 -单片机课程设计任务设计题目：基于单片机的纯水机控制电路板设计部:电子信息系专 业:应用电子技术学生姓名：起迄日期:年 月 日年 月指导教师: 教研室主任:单片机课程设计任务书I n n n H-H I一.设计目的（1）（2）（3）理解以单片机AT89C2051为核心的纯水机控制电路学会用汇编语言编写单片机与 AT89C2051的接口程序掌握PROTEUS的设计电路，编写汇编语言程序汇编，仿真和仿真调试等技术。二. 设计功能（1）制纯净水。 制水已满后自动停止制水，在图一中用按下制水已满开关表示。制水电动机、 冲洗电动机不运行，数码管显示 8'。（3）自来水断水警报

2、，在图一中用按下断水报警开关表示。制水电动机、冲洗电 动机不运行，数码管闪烁显示 0。并发出警报声。（4）定期冲洗纯水机净水装置（按定期冲洗开关）。制水电动机、冲洗电动机运行, 数码管闪烁显示 F'。冲洗40S左右后，自动回到冲洗前的状态。三. 设计所用到的元器件（中英文对照）7SEG-COM-AN-GRN （带公共端共阳极七段绿色数码管）DIODE （二极管） G5CLE-14-DC24 （继电器） LED-GREEN （绿色发光二极管） MOTOR （直流电机模型）RES （电阻）RX8（排阻） SW-SPDT（带锁单刀按钮）TIPP112 （达林顿三极管）10WATT68R（10

3、 瓦 68 欧电阻）7805（稳压管）AT89C2051 （89C2051 单片机）BRIDGE （整流桥）BUZZER （蜂鸣器）BUTTON （按钮）CAP （电容）CAP-ELEC （电解电容）四.电路设计及电路图1 .电路设计如图一所示是以单片机 AT89C2051为核心的纯水机控制板电路原理图（1）两电动机的驱动与控制电路（2）24V和5V的电源电路（3）其余部分为单片机89C2051控制电路2,电路图（图一）ZTX550（中功率三极管）R9- IE- I-EP炖to:-E< rt: TEkT'RL2OELE-lt-DCZ-Ti-.!-FC* L5 rjfiPE.TIf

4、IDOC塔圣It弔用己Kt寡初，卿PI 3*TnxQICTXBBQu= CC20Lgi 订Eh拿町曰nDBflWP>Tft卓隣亠 hAWfDITEC74lEihJpjhpa 2WTP3.1iTM)piaiirn FiMir fiw-nPZTs13a 11呂ics1ErIf71E-T5-eIR20IS<7Em五. 程序LOWP BIT P 3.0HIG HP BIT P 3.1QBRUSH BIT P 3.2INWF BIT P 3.3 BRUSH BIT P 3.4 LABA BIT P 3.7 T01 EQU 32HT02 EQU 33HT03 EQU 34HT011 EQU 3

5、5HORG 00HAJMP MAINORG 0BHRETIORG 1BHAJMP T1FORG 0030HD1S: MOV R1,#5SJMP D501HH H HH H KHZM H n H H HB H H H HH H H H H D50MS:MOV R1,#1 D501:MOV R2,#200MOV R7,#0D50MS1:DJNZ R7,$MOV TL0,#0MOV TH0,#0DJNZ R2,D50MS1DJNZ R1,D501RETBRUSHF:MOV P 1,#1DH CLR 21HACALL D1SJNB LOW P,BSH0ACALL D1SJNB LOW P,BSH0 A

6、CALL D1SJNB LOW P,BSH0LJMP BAOJINBSH0:SETB BRUSHSETB INWFSETB LABAMOV R6,#60MOV R5,#10MOV TL1,#LOW(15536)MOV TH1,#HIGH(15536) SETB TR1SETB 22HCLR 23HBSH1:MOV TL0,#0MOV TH0,#0SETB LOW PJNB LOW P,BSH2 ACALL D1SJNB LOW P,BSH2 ACALL D1S;JNB LOW P,BSH2LJMP BAOJINBSH2:JNB 23H,BSH1CJNE R6,#0,BSH1BSH3:MOV R

7、4,#0MOV P 3,#8FHCLR 22HCLR 23HRETMAIN:MOV P3,#87HSETB TROCLR TR1MOV P 1,#1DHACALL D1SACALL D1SACALL D1SMOV A, P3MOV 36H,AACALL D1SMOV A, P3CJNE A,36H,MAINACALL D1SACALL D1SMOV A, P3CJNE A,36H,MAINACALL D1SACALL D1SMOV A, P3CJNE A,36H,MAINACALL D1SACALL D1SMOV A, P3CJNE A,36H,MAINMOV 24H,#0MOV SP,#7S

8、ETB EASETB ET0SETB ET1MOV T01,#0MOV T02,#0MOV T03,#0MOV T011,#0MOV TMOD,#11H STAR:ACALL D50MSMOV 24H,#0SETB 24H ST1:MOV 37H,#3 ST21:SETB LOW PJNB LOW P,ST10ACALL D1SDJNZ 37H,ST21CLR 24HAJMP BAOJIN H H H KHZM H n H H HB H H H H H H H H H H ST10:SETB QBRUSHJB QBRUSH,ST12;ACALL BRUSHFST12:M0V 37H,#3ACA

9、LL D50MSJNB HIG HP ,ST2ST11:SETB HIG HPJNB HIG HP ,ST12ACALL D1SDJNZ 37H,ST11AJMP WFULLST2:ACALL D1SJB HIG HP ,ST12DJNZ 37H,ST2MAKEW:CLR 24HCLR BRUSHSETB TR1SETB INWFMOV R3,#0MOV R4,#0MOV TL1,#LOW(15536)MOV TH1,#HIGH(15536)ACALL D50MSMKW:MOV TL0,#0MOV TH0,#0SETB INWFCLR BRUSHSETB QBRUSHNOPNOPCLR 20H

10、JB QBRUSH,MKW1ACALL BRUSHFSETB TR1SETB INWFMKW1:N OPMOV 37H,#3MKW10:SETB LOWPJNB LOWP,MKW11ACALL D1SDJNZ 37H,MKW10AJMP STARMKW11:MOV 37H,#3MKW12:SETB HIG HPJNB HIG HP, MK1 ACALLD1SDJNZ 37H,MKW12AJMP WFULLMK1:N OPMOV A,T011CJNE A,#144,MK2MK2:N OPJNC MK4MOV A,T03CJNE A,#24,MK3MK3:N OPJC MKWACALL BRUSH

11、FSETB TR1SETB INWFMOV T03,#0AJMP MKWMK4:CLR LABACLR TR0CLR TR1CLR P 3.3CLR P 3.4MK5:MOV P1,#5ACALL D1SXRL P 1,#0FAHNOPNOPCPL P 3.7ACALL D1SSJMP MK5WFULL:SETB 20HACALL D50MSSETB TR1SETB LABAMOV P 1,#0WF1:CLR BRUSHCLR INWFACALL D50MSJB QBRUSH,WF2 ACALL BRUSHFCLR INWFSETB TR1SETB 20H HH H KHZM H n H H

12、HB H H H HH H MOV P 1,#0WF2:JNB HIG HP, WF3MOV A,T03CJNE A,#24,WF20 WF20:N OPJC WF1ACALL BRUSHFCLR INWFSETB TR1MOV P 1,#0MOV T03,#0AJMP WF1WF3:MOV 37H,#3 WF31:SETB HIG HPJB HIG HP, WF1ACALL D1SDJNZ 37H,WF31 WF40:CLR 20HMOV T011,#0MOV R3,#5CLR TR1WF4:ACALL D1SDJNZ R3,WF4AJMP STAR BAOJIN:CLR TR1CLR TR

13、0CLR 21HCLR 22HCLR 23HCLR 24HMOV P 1,#40HBJ0:MOV P3,#87HJB LOWP,BJ00MOV 37H,#3BJ1:SETB LOW PJB LOWP,BJ00ACALL D1SDJNZ 37H,BJ1AJMP MAINBJ00:CLR TR1MOV P 1,#40HCPL P 3.7ACALL D1SXRL P 1,#0BFHCPL P 3.7ACALLD1SSJMP BJOTAB:DB 0FDH,0F9H,0F1H,0E1H,0C1H,41H,1AJMP MAINT1F:P USH ACCP USH PSWMOV TL1,#LOW(15536

14、)MOV TH1,#HIGH(15536)JB 22H,BRSHTJNB 24H,T1F0LJMP T1F2T1F0:INC R3CJNE R3,#10,WTD2MOV R3,#0JB 20H,WTD2MOV A,R4MOV DP TR,#TABMOVC A,A+D PTRMOV P 1,AINC R4CJNE R4,#7,WTD2MOV R4,#0WTD2:INC T01MOV A,T01JNZ T1F1INC T02T1F1:MOV A,T02CJNE A,#HIGH(11970),T1F2MOV A,T01;CJNE A,#LOW(11970),T 仆2MOV T01,#0MOV T02

15、,#0INC T03INC T011T1F2:POP PSWPOP ACCRETIBRSHT:DJNZ R5,T1F2MOV R5,#10CPL 21HJNB 21H,T0F1MOV P 1,#0FFHSJMP T0F2 HH H KHZM H n H H HB H H H H TOF1:MOV P 1,#1DH T0F2:DJNZ R6,T1F2SETB 23HCLR 22HSJMP T1F2AJMP MAIN AJMP MAINAJMP MAINAJMP MAIN AJMP MAINAJMP MAIN LJMP 7FDHORG 7FDHLJMP MAIN END单片机课程设计任务书六. 调

16、试与仿真1. PROTEUS电路设计根据图一所示的原理图及元器件列表，在 PROTEUS ISIS中进行电路设计。 完成后的结果如图二所示，以文件名 Z1253-1.DSN存盘。特别是在运行过程中要PROTEUS进行PCB设计PROTEUS ISIS电路仿真中，复位电路、外接振动或外振动源电路都不可设 计。这是因为仿真按钮已有上电复位功能，由外接振动元件或外振动决定的时钟 频率可通过单片机属性设置来设定。当然也可以设计上， 求按键复位时，则一定要设计按键复位电路。当要通过 时一定都要设计上。2. P ROTEUS程序设计PROTEUS ISIS中单击菜单P ROTEUS程序设计包括程序编程、汇

17、编、下载。 按3.4节的叙述和12.5.2节的汇编语言程序，在选项 source ,进行添加程序文件、编写程序、汇编程序生成目标代码等操作。 程序名为Z1253-1.ASM,汇编生成目标代码文件 Z1253-1.HEX.PROTEUS高版本汇编后自动将最后的目标代码文件下载到单片机中。也可 通过单片机属性设置，将其下载到单片机中。打开单片机属性设置对话框，在 clock frequency'栏中设定时钟频率，本 例为24MHz。3. P ROTEUS 仿真上述各步骤正确完成后，则可单击仿真工具按钮中的按键开始进行全速 仿真。仿真片段如图二所示。操作制水已满选择开关、断水报警选择开关和定

18、期 冲洗按钮，便可看到期望的仿真效果。图二-w Tan h賈"ujeij(V良甲烹FSE啾flYH超嗜彰夏甩4 Ima©' XM 屯花和 时垮（P JfftKfl丄叫銘乙心匕匡二n r1.九“ a 匸二jm通口吶一UH 亦近E4AL1 I1 Vi5¥n円 Pt.111'n_S70nr-n匚u-* NIT ；=_=Mrp#inLUF1I P-J z"EidPTtpFTaiURr相否*_1,门寸仏+ 4k Dr LEIEEkphin：/铳|J 丨少dM <1T I 苇严丄叩丽;W1 I > J H : I i IO £M

19、?w，| P L ：DTMiTAfTfJ ff啕晴枝杵石I jgLttJ ro丑T - eIla底=宓 h, 匕曲蹟臥伽，|七. 技术要点本控制板的基础硬件和软件设计均不算复杂，但实际操作时回碰到不少问 题，特别是电磁干扰问题。因电动机、电磁阀、继电器等启动、运行、停运时都 可产生较大的电磁干扰，致使控制板不能正确、稳定、长时间工作。为此，必须 采取抗干扰措施。一般可采用硬件抗干扰措施和软件可干扰措施。1. 硬件抗电磁干扰措施电磁屏蔽电动机、电源去耦、合理布置器件（如使继电器远离垫片及振荡电路） 合理布线等。2. 软件抗电磁干扰措施1）延时且多次判定电平的抗电磁干扰技术纯水机有多个电磁阀：判断

20、有无自来水的进水电磁阀，判断所制纯进水是否 满的电磁阀等。它们工作时会传输给单片机 I/O 口高电平信号、低电平信号或阶 跃电信号。单片机工作时不断检查相关I/O 口的电平状态，以便做出响应。显然, 要响应正确，电磁阀传输给单片机 I/O 口上的电信号应该正确。但是，电磁阀无 论在电平稳定或电平改变状态时，都受到自身或其他电磁器件（如电动机、继电 器等）的电磁干扰。为了抗电磁干扰，本控制板软件设计中采用了延时且多次判 断电平的技术。当单片机检查到相关 I/O 口上电平变化是并不立即响应，而是延 时一段时间（具体延时时间由设计者决定）再检查电平，反复几次（次数有设计 H HH HZH H H H

21、B H HH HZH H H n H KHZH H HH H a H KHZH H HH ” H HH H HH H KM H H H KHZH H H KM H H H KHZH H H H H KHZH H H H H KM H H 者决定），当几次都获得相同结果时，单片机才确认并做出相应的响应，否则认为 是电磁干扰信号而忽略。这以技术明显地提高了控制板的抗电磁干扰性能，使纯 水机能正确、沉稳、长时间工作。2）指令冗余技术对重要的指令（如SJMR JB、CJNC LCALL等）重复写多个，他们之间可插 入几个NOP指令，即使某个指令被电磁干扰跑飞，还可以执行接下来的正确的指 令挽回跑飞的程

22、序。本控制板软件设计中多次运用了该技术，以抗电磁干扰。3）软件陷阱技术对于冗余技术解决不了的问题，可采取软件陷阱技术。软件陷阱技术的本质 是一段拦截程序，当失控的程序运行至此后，可以将其迅速引向一个指定的有效 位置，在此有专门的错误处理代码，使程序能够回到正确的程序段。本控制板软 件设计中多次运用了该技术，以抗电磁干扰。八. 实验心得：通过本次实验我更加了解 51单片机的内部结构。设计之前必须的了解51单片机的内部结构。由于上学期 51单片机的了解不够深，致使实验走了好多弯 路。通过上学期的学习，我们了解到编写一个题目的程序有很多种方法，所以， 我们要充分利用我们所学的知识在编程时尽量鲜明简洁，易读性强，可行性高 等。在这次实验给我好多启发：1、态度决定一切。不管做什么事，态度是很重要的。从做事的态度可以看到 一个人的性格。如果没有将自己态度调整好，没有认真对待，就算很简单的小 事情也不会做好的，在良好的态度下工作时，可以提高自己的做事效率。循序 渐进，相信自己一定会得到令自己满意的答案。2、要学会计划。没有一个完美的计划，做起事情来就像