文档 - 副本单片机七人表决器

1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书 I摘摘要要单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，它体积小，质量轻，价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。近几年来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术不断采用，更加是单片机的种类、性能及应用领域不断扩大和提高，单片机已经在各个领域受到广泛应用。本题就是基于单片机的一个七人表决器设计。本题以 AT89C52 单片机为主控芯片，与 LED 显示灯、开关、七段数码管等共同构成七人表决器。使用单片机可以使整个系统结构灵活，构成简单，且功能可以扩展或者裁减。而且现在单片机已经

2、很便宜，整个系统构成成本也不高。在现实会议中使用电子表决器表决，可以使表决结果更加精确，表决效率大大提高，而且更能体现评为们的意志。表决器设有赞成、反对开关，开始表决后，只要主持人按结果现实按键，结果就能实时显示出来。在单片机的教学中，这也是一个很好的案例。七人表决器包括 C51 单片机运行程序、表决器电路设计、按键设定、LED 显示等模块。关键词关键词：表决器,单片机,KEIL,proteus 仿真。河南理工大学毕业设计（论文）说明书 IIAbstractSingle-chip microcomputer and says monolithic micro controller, it is

3、 not a complete a logical function chips, but put a computer system integration to a chip, it is small, light quality, the price is cheap, for learning, application and development provides the convenience.In recent years, the development of single chip company launched many, all kinds of high perfo

4、rmance microprocessor chip market is very active, new technology is constantly, even more is the single chip microcomputer type, performance and application field to expand and improve, microcontroller has been widely applied in all fields.Ontology based on single chip computer is one of the seven V

5、oter design. Subject to the microcontroller of AT89C52 main control chip, and LED display lights, switch, seven period of digital tube to form a Voter seven people. Using single chip can make the whole system flexible structure, a simple, and function can expand or cuts. And now microcontroller is c

6、heap, the whole system construction cost is not high also.In reality Voter use electronic voting in the meeting, can make the voting results more accurate, voting efficiency greatly improved, and more can reflect the will of the as. Voter has agreed, against switch, began after a vote, as long as th

7、e host the buttons in reality, the results can real-time display. In the teaching of the single chip microcomputer, this is also a very good case. Seven people Voter including C51 operation procedures, Voter circuit design, key setting, LED display, and other modules.KeywordsKeywords: : Voter System

8、, singlechip, simulation河南理工大学毕业设计（论文）说明书 III目目 录录1 1 前前言言 12 2 设计目的与任务设计目的与任务 22.1设计目的22.2设计任务要求23 3 方方 案案 33.1 方案33.1.1 方案一 33.1.2 方案二 43.2 方案论证54 4 设计具体设计具体 64.1 硬件设计64.2 软件设计75 5 说明说明 96 6 总结总结 11致致 谢谢 12参考文献参考文献 13河南理工大学毕业设计（论文）说明书 11 1 前前言言此处加入本课题的意义等内容在计算机出现以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的机械。 进入电器时代后，人们借助电

9、气技术实现了自动控制机械，自动生 产线甚至自动工厂，并且大大地发展了控制理论。然而，在一些大 中型系统中自动化结果均不理想。只有在计算机出现后，人们才见 到了希望的曙光。如今借助计算机逐渐实现了人类的梦想。但是， 计算机出现后的相当长的时间里，计算机作为科学武器，在科学的 神圣殿堂里默默地工作，而工业现场的测控领域并没有得到真正的应用。只有在单片机（Microcontroller)出现后，计算机才真正 地从科学的神圣殿堂走入寻常百姓家，成为广大工程技术人员现代 化技术革新，技术革命的有利武器。目前，单片机在民用和工业测 控领域得到最广泛的应用。彩电，冰箱，空调，录像机，VCD，遥 控器，游戏机

10、，电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深 地溶入我们每个人的生活之中。在现实会议中使用电子表决器表决，可以使表决结果更加精确，表决效率大大提高，而且更能体现评为们的意志。表决器设有赞成、反对开关，开始表决后，只要主持人按结果现实按键，结果就能实时显示出来。而且本题在单片机的教学中，这也是一个很好的案例。常规的电子表决器，如应用数字逻辑电子元件设计的固定功能的表决器,虽然也能实现基本功能，但是要是想实现稍微复杂一点的功能，往往设计工作量会大大提高，而且系统功能固定，不可以随意定制，如果要修改器功能则要对整个系统进行重新设计，难以满足对功能要求越来越高的各行业客户需求。本设计以 AT89C5

11、2 单片机为核心，以 switch 开关做为输入实现表决器的控制，完成了基本设计要求。在设计中，采用了按键扫描的方法来实现表决器的实时输。按键扫描就是把按键控制代码直接嵌入到单片机程序执行的循环中，这样做可以实时的响应按键的操作，具有很好的实时性。表决器的输出结果由LED 灯的点亮与熄灭来指示出来，设计中设有一个黄色 LED 灯和一个绿色 LED灯，黄灯点亮表示结果不通过，绿色点亮表示结果通过。设计中还设有一个LED 7 段数码管来统计表决状况即投赞成票的人的个数，表决状况可以由开关来控制其是否显示统计结果。河南理工大学毕业设计（论文）说明书 22 2 设计目的与任务设计目的与任务2.12.1

12、设计目的设计目的毕业设计在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。1. 巩固和提高学过的基础理论和专业知识；2. 提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析以解决实际生活中的问题的能力；3. 掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能；4. 通过参与实际开发工作过程，了解本行业工作的特点，为以后工作打下扎实专业素质基础。2.22.2设计任务要求设计任务要求本题要求设计一个基于单片机的七人表决器：1实现功能：A:用七

13、个开关作为表决器的七个输入变量，输入变量为逻辑“1”时表示表决者“赞同” ；输入变量为“0”时，表示表决者“不赞同” 。B:当表决器的七个输入变量有四个以上（含四个）为“1”时，则表决器输出为“1”,既表决“通过” ；否则表决器输出为“0” 。C:可用绿、黄灯分别表示“通过”和“未通过” 。专门设置一个表决命令开关，当表决命令开关为逻辑“1”时，表决器输出最后结果，当表决命令开关为逻辑“0”时，表决器无输出，这时绿、黄灯均暗。2收集资料并进行整理，了解相关领域的研究现状；3根据任务的要求制定出合理可行的工作计划；4完成七人表决器的方法和器件很多，制定适当的技术方案，并且通过与其他方案比较加以论

14、证；5. 独立完成系统或模块的设计，软件硬件的设计符合规范；6. 做出设计说明书；7. 根据拟定的计划来设计毕业论文。河南理工大学毕业设计（论文）说明书 33 3 方方 案案3.13.1 方案方案3.1.13.1.1 方案一使用 VHDL 语言设计出七人表决器的数字逻辑电路: VHDL 语言是一种用于电路设计的高级语言。VHDL 翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用在数字电路的设计中。目前，它在中国的应用多数是用在 FPGA/CPLD/EPLD 的设计中。VHDL 主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL 的语言形式、描述风格以及

15、语法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL 的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分,及端口)和内部（或称不可视部分） ，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是 VHDL 系统设计的基本点。设计思路：1使用 Altera 的 Cyclone II 器件，FPGA 型号为 EP2C35F672C6N；开发平台为 Quartus II 8.02使用 6 个拨动开关用以进行表决，开关闭合时表示同意，断开时表示

16、不同意；3使用 6 个 LED 用以显示表决的个人结果，用以显示记名时的情况。LED 亮起表示表决人同意，否则表示不同意；4使用一个七段数码管用以显示表决结果，通过显示 P，否则显示 E；另外使用两个数码管用以分别显示同意与不同意的人数；5使用两个拨动开关控制是否记名，是否显示表决的人数结果；6其他电路按需要搭建。VHDL 方案设计框图如图 3-1：河南理工大学毕业设计（论文）说明书 4图 3-13.1.23.1.2 方案二方案二以 AT89C52 单片机为核心，加上适当外围电路，构成七人表决器系统：设计思路：1以 AT89C52 单片机为核心，以 switch 开关做为输入达到表决器的控制，

17、完成了基本设计要求。2在设计中，采用了按键扫描的方法来实现表决器的实时输。按键扫描就是把按键控制代码直接嵌入到单片机程序执行的循环中，这样做可以实时的响应按键的操作，具有很好的实时性。3表决器的输出结果由 LED 灯的点亮与熄灭来指示出来，设计中设有一个红色 LED 灯和一个绿色 LED 灯，红灯点亮表示结果不通过，绿色点亮表示结果通过。4设计中还设有一个 LED 7 段数码管来统计表决状况即投赞成票的人的个数，表决状况可以由开关来控制其是否显示统计结果。单片机方案设计框图如图 3-2：:开关数码管显示LED 灯显示AT89C52单片机单片机LED 灯显示灯显示数码管显示数码管显示开关按钮开关

18、按钮电源系统电源系统F PGA河南理工大学毕业设计（论文）说明书 5图 3-23.23.2 方案论证方案论证 方案一采用 VHDL 语言来设计电路，做出来的表决器，虽然功耗低，实时性较好，但是结构相对复杂，且功能固定,虽然能实现基本功能，但是要是想增加稍微复杂一点的功能，往往设计工作量会大大提高，而且系统功能固定，不可以随意定制，如果要修改器功能则要对整个系统进行重新设计，难以满足对功能要求越来越高、不断变化的各行业客户的需求。方案二以 AT89C52 单片机为核心，以 switch 开关做为输入实现表决器的控制，完成了基本设计要求。此方案采用按键扫描的方法来实现表决器的实时输。按键扫描就是把

19、按键控制代码直接嵌入到单片机程序执行的循环中，这样做可以实时的响应按键的操作，具有很好的实时性。表决器的输出结果由 LED灯的点亮与熄灭来指示出来，设计中设有一个黄色 LED 灯和一个绿色 LED 灯，黄灯点亮表示结果不通过，绿色点亮表示结果通过。设计中还设有一个 LED 7段数码管来统计表决状况即投赞成票的人的个数，表决状况可以由开关来控制其是否显示统计结果。整个系统比较简单并且具有启动功耗小、运行稳定的特点，还有很重要的一点是，使用单片机可以使灵活的控制系统的功能，只需要对系统做一些简单的修改就可以增加或者去掉系统的一些功能。 综上所述：本设计将采用方案二，用单片机实现表决器。河南理工大学

20、毕业设计（论文）说明书 64 4 设计具体设计具体4.14.1 硬件设计硬件设计4.1.14.1.1 原件原件七人表决器需要用到的原件有：原件数量用途AT89C52 单片机1主控芯片绿色 LED 灯8显示表决赞成黄色 LED 等1表决不通过7 段数码管1显示赞成人数300 欧电阻8限流电阻7 x 1k 排阻1上拉电阻晶体振荡器1为单片机提供时钟30PF 电容1时钟电路开关10各种按键导线若干连接器件4.1.24.1.2 电路电路电路设计使用 proteus 设计实现，简化设计工作，同时还可以仿真，使开发和调试工作更简单方便，电路图如图 4-1。图 4-1河南理工大学毕业设计（论文）说明书 74

21、.24.2 软件设计软件设计4.2.14.2.1 概要设计概要设计单片机程序设计中，通过定义个管脚参数来实现输入输出的控制。在程序中设置循环和统计参数 count 初值为 0，扫描按键状态，若按键按下则count 自加 1，否则不加。扫描完所有按键后，判断统计值 count 大小，若大于等于 4，则将结果置为通过，否则置为不通过。 1P10-P16 表决赞成确认 LED 灯； 2. P30-P36 表决赞成输入； 3. P17 表决结果； 4. P37 表决结果显示允许； 5. P00-P6 赞成人数显示； 6. P20 赞成人数显示允许 7. P26 结果显示开关； 8. P27 赞成人数显

22、示开关。4.2.24.2.2 详细设计详细设计一主程序使用 keil 用单片机 C 语言编写1.Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。2.与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用 C 来开发，体会更加深刻。 Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows界面。3. 本题程序通过 while 实现主程序的循环。4.在主程序循环中，通过不断扫描按键来实现按键的实时监控，在按键值发生变化时可以及时作出响应。5.

23、 设置统计参数 count 初值为 0，扫描按键状态，若按键按下则 count 自加 1，否则不加。6. 扫描完所有按键后，判断统计值 count 大小，若大于等于 4，则将结果端口 LED 灯点亮，否则熄灭。河南理工大学毕业设计（论文）说明书 87. 根据 count 值，在 7 段数码管上输出赞成人数。二 部分程序#include sbit K1=P30;sbit K2=P31;sbit K3=P32;sbit K4=P33;sbit K5=P34;sbit K6=P35;sbit K7=P36;sbit RP=P37;sbit L1=P10;sbit L2=P11;sbit L3=P12

24、;sbit L4=P13;sbit L5=P14;sbit L6=P15;sbit L7=P16;sbit L8=P17;sbit CP=P20;sbit KC=P27;sbit KR=P26;int count=0;unsigned char code t=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x01;void main(void)while(1)count=0;if(K1!=1)L1=0;count+; else L1=1;if(K2!=1)L2=0;count+; else L2=1;if(K3!=1)

25、L3=0;count+;else L3=1;if(K4!=1)L4=0;count+;else_L4=1; if(K5!=1)L5=0;count+; else_L5=1; if(K6!=1)L6=0;count+;else_L6=1;if(K7!=1)L7=0;count+; else_L7=1; if(KC!=1)CP=0;else CP=1;if(KR!=1)RP=1;else RP=0;if(count=4)L8=0;else L8=1;switch(count)case 0:P0=t0;break;case 1:P0=t1;break;case 2:P0=t2;break;case

26、3:P0=t3;break;case 4:P0=t4;break;case 5:P0=t5;break;case 6:P0=t6;break;河南理工大学毕业设计（论文）说明书 2case 7:P0=t7;break;default:P0=0 x00;5 5 说明说明1. 表决器设有七个表决开关，表决开关按下去（闭合）表示赞成，开关打开表示不赞成。在每一个开关旁边都设有一个 LED 灯来确认表决，灯亮表示赞成已经确认，灯不亮表示不赞成。2. 另外两个开关分别为表决结果显示开关和表决统计显示开关。按下时为显示，不按下为不显示。3. 表决结果由两个 LED 灯来显示，黄灯亮表示表决未通过，绿灯亮表示表决未通过。4. 表决统计由一个 7 段数码管显示出来，由统计人数开关控制。5. 开始表决时，主持人打开表决器，然后表决人开始表决，表决完毕后，由主持人控制显示表决结果和表决结果统计。见下图：河南理工大学毕业设计（论文）说明书 10河南理工大学毕业设计（论文）说明书 116