单片机课程设计湖南工业大学

1、单片机原理及其应用课程设计（报告） 单片机课程设计报告课题名称：单片机原理与应用课程设计学院(部）：电气与信息工程学院专 业：电子信息工程 班 级：电信1203班 学生姓名： 学 号: 指导老师： 贺正芸目 录一设计任务与要求1. 主要任务及目标2. 单片机最小系统硬件资源介绍二总体设计方案1. 设计思路2. 芯片功能介绍3. 255计数器程序流程图45000计数程序流程图.5出租车计费系统程序流程图三程序的设计1. 255计数器程序设计2.50000计数程序设计2. 出租车计费程序设计四 硬件仿真图1. 255计数器硬件仿真2.50000计数器硬件仿真2. 出租车计费系统硬件仿真五设计体会一

2、设计任务与要求1. 主要任务及目标11 外部脉冲自动计数，自动显示。111设计一个255计数器：0255计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。112设计一个50000计数器：050000计数，计满后自动清0，重新计数（在数码管中显示）。12 设计一个出租车计费系统： 起步价为5元（2km以内），2km后，0.8元/0.5km;要求每500m刷新计费一次，在8位数码管中，前4位显示数码管显示里程数,后4位数码管显示价钱（角，元，十元，百元）2、单片机最小系统硬件资源介绍：二总体设计方案1. 设计思路 1、255计数：255可用8位二进制数表示，故本设计可直接采用可以重装载的计数器T1

3、模式二进行计数。然后对TL1的内容进行相应的二进制-十进制转换：首先TL1的内容除以64H，所的商就是十进制的百位，然后用余数除以0AH，所得的商就是十进制数的十位，余数即相应的十进制的个位。接着将相应的十进制数进行译码，并在LED数码管上显示出来。每来一个脉冲其显示的结果加一，直加至255然后T1重新开始计数。20-5000计数由于50000计数采用八位寄存器显然会一处，因此设计时数器T0采用工作方式1外部计数，16位寄存器技术范围到65536，符合50000计数的需要。然后通过数据转换，将计数器的值转换成为十进制数，通过数码管显示。2、出租车计费系统：本设计所设计的出租车数字计数器的主要功

4、能有：金额输出、路程输出、数据复位、计时计价等。输出采用2个4位8段共阳数码管，车辆行走时前4位显示路程，后4位显示金额。起步价为5元（2km以内），2km后，0.8元/0.5km;要求每500m，刷新计费一次。2. 芯片功能介绍AT89S51是一款低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K可编程 Flash存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。AT89S51具有以下标准功能：4K字节Flash， 256字节RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个6向量 2级中断结构，全

5、双工串行口，片内晶振及时钟电路。其引脚如图3-2所示，下面简要介绍其引脚功能：图 1 AT89S51引脚图VCC：电源。本设计中接电源正极。GND：地。本设计中接电源负极。P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写"1"时，引脚用作高阻抗输入。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对 P1 端口写"1"时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P2口：P2口是一个

6、具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写"1"时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写"1"时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期

7、的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。本设计中不需要外部程序存储器，因此需接高电平。ALE/PROG：地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。PSEN：外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN

8、将不被激活。XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。3. 255计数程序流程图开始初始化堆栈，定时器初始化清零相关RAM地址单元TF1=1?调用显示子程序脉冲数加1即20H加120H=100?21H加120清零计算出脉冲数的个,十,百位分别存放于30H,31H,32H(20H=54)&(21H=2?)脉冲数计到255后重新计数即20H，21H清零说明：1. 20H存放脉冲的个位和十位数值，21H存放脉冲的百位和千位数值。 2.计算脉冲数的个位和十位数值：(20H)/10的商即十位数值存放于31H,余数即个位数值存放于30H。 3.

9、计算脉冲数的百位数值：(20H)/10的余数即百位数值存放于32H。例如：脉冲数212（十进制），(20H)=12,(21H)=2。脉冲的个位数值(30H)=2, 脉冲的十位数值(31H)=1, 脉冲的百位数值(32H)=2. 图2 255计数程序流程图0-50000计数流程图开始初始化，T0初始化，设置延时TF1=1?调用显示子程序脉冲数加1计数是否大于50000计数清0计算出脉冲数的个,十,百位，千位万位(20H=54)&(21H=2?)脉冲数计到50000后从新计数4. 出租车计费程序流程图开始初始化堆栈，8279，定时器清零相关RAM地址单元TF1=1?调用显示子程序里程数加1

10、即24H加124H=500?25H加124清零计算里程数的个,十,百,千位数值分别存放于24H,25H,26H，27H(24H=99?)&(25H=99?)里程数计到500后重新计数即24H，25H清零说明：1.里程数存放于24H,25H中，其中24H存放脉冲的个位和十位数值，25H存放脉冲的百位和千位数值。 2.计算里程数的个位和十位数值：(24H)/10的商即十位数值存放于26H,余数即个位数值存放于27H。 3. 计算里程数的百位数值：(21H)/10的商即千位数值存放于33H,余数即百位数值存放于32H。例如：里程数6798（十进制），(24H)=98,(25H)=1。里程的个

11、位数值(30H)=8, 里程的十位数值(31H)=9,. 里程的百位数值(32H)=7,里程的千位数值(33H)=6计算价格(22H)-20/5商24H,余数23H(20H)=0?价格(25H)=商(24H)9+50价格(25H)= 商(24H)+19+50(23H)=0?价格的各位数值分别存放于20H,21H,22H,23H中(22H)-20<0?价格显示为5.0三设计程序1、255计数器程序编辑：ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV TMOD,#50H ;定时器 T1初始化(T1计数模式） MOV 70H,#00H ;保存个位 MOV 71H,

12、#00H ;保存十位 MOV 72H,#00H ;保存百位 SETB TR1 ;启动T1LOOP: MOV A,TL1 ACALL BCD ;调用BCD码调整子程序 ACALL OUT ;调用显示子程序 SJMP LOOP RETLACLL BCD: ;BCD码调整子程序 MOV B,#64H DIV AB MOV 72H,A ;保存百位 MOV A,B MOV B,#0AH DIV AB MOV 71H,A ;保存十位 MOV 70H,B ;保存个位 RETLACLL OUT: ;显示子程序 MOV R1,#70H MOV R5,#00H MOV DPTR,#TABLOOP1: MOV A,

13、R5 MOV P2,A MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ACALL DELAY INC R1 INC R5 CJNE R5,#03H,LOOP1 RET MOV DELAY,#15 ;延时15ms子程序 MOV R7,#31 L1: MOV R6,#240 W1: DJNZ R6,W1 DJNZ R7,L1 MOV R4,#11 J1: DJNZ R4,J1 NOP RET2.0-50000计数的程序编辑ORG 0000H SJMP START ORG 0030H START : MOV DPTR,#0CFE9H /擦出数据 MOV A,#0D1H MOVX D

14、PTR,A NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP MOV TL1,#0FFH /赋初始值及工作方式 MOV TH1,#0FFH MOV TMOD,#50H SETB TR1LOOP:MOV R0, TL1 MOV R1, TH1 LJMP HEXTOBCD /16进制转10进制字程序CAOZUO:MOV A, R4 /把万千百十个位分别存入R4 R3 R2 R1 R0。 MOV B, #16 DIV AB MOV R1, A MOV R0, B MOV A, R2 MOV R4, A MOV A, R3 MOV B, #16 DIV AB MOV R3, A MOV

15、R2, B IGHTA:MOV DPTR,#0CFE9H /选择数码管第一个灯并显示出万位 MOV A,#80H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFE8H MOVX DPTR,A CLR ALIGHTB:MOV DPTR,#0CFE9H / 选择数码管第二个灯并显示出千位 MOV A,#81H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFE8H MOVX DPTR,A CLR ALIGHTC:MOV DPTR,#0CFE9H

16、/ 选择数码管第三个灯并显示出百位 MOV A,#82H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFE8H MOVX DPTR,A CLR A LIGHTD:MOV DPTR,#0CFE9H / 选择数码管第四个灯并显示出十位 MOV A,#83H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFE8H MOVX DPTR,A CLR A LIGHTE:MOV DPTR,#0CFE9H /选择数码管第五个灯并显示出个位 MOV A,#84

17、H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFE8H MOVX DPTR,A CLR A LJMP LOOP TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH HEXTOBCD: CLR A /清零 MOV R2, A MOV R3, A MOV R4, A MOV R5, #16 /共转换十六位数 ZH: CLR C MOV A, R0 /从待转换数的高端移出一位到Cy RLC A MOV R0, A MOV A, R1 RLC A MOV R1, A MOV A,

18、R4 / 送到BCD码的低端 ADDC A, R4 / 带进位加。自身相加，相当于左移一位 DA A /十进制调整，变成BCD码 MOV R4, A MOV A, R3 ADDC A, R3 DA A MOV R3, A MOV A, R2 ADDC A, R2 MOV R2, A DJNZ R5, ZH /共转换十六位数 LJMP CAOZUO /已经把TH1 TL1中的数字，转换成BCD码，送到了R2 R3 R43出租车计费系统程序：ORG 0000H ；汇编起始地址JMP MAIN ；无条件转移到主程序ORG 0030H ；主程序的存放地址MAIN： MOV 20H,#0H ;20H存放

19、价格的角位 MOV 21H,#0H ;21H存放价格的元位 MOV 22H,#0 ;22H存放价格的十元位MOV 23H,#0 ;23H存放价格的百元位MOV 24H,#0 ;24H存放里程的个位 MOV 25H,#0 ;25H存放里程的十位MOV 26H,#0 ;26H存放里程的百位 MOV 27H,#0 ;27H存放里程的千位 MOV 28H,#0 ；20个脉冲的存储单元 LCALL INIT8279 ;调用初始化程序8279MOV TMOD,#05H ；设置T0计数模式1MOV TH0,#0FFH；MOV TL0,#0FFH ；设置计数初值SETB TR0 ；启动计数器M1: LCALL

20、 DISPLAY ；调用显示JBC TF0,M2 ；有溢出则跳转且TF0=0SJMP M1 ；等待溢出M2: LCALL TTT ；调用脉冲子程序LCALL JIFEI；LCALL DISPLAY ；调用显示子程序LCALL DELAY ；调用延时子程序RENEW:MOV TMOD,#05H ；设置T0计数模式1MOV TH0,#0FFHMOV TL0,#0FFH ；设置计数初值SETB TR0 ；启动计数器SJMP M1TTT: INC 28H ；脉冲数加1 INC 24H ；里程个位加1 MOV A,24H；CJNE A,#10,RETU ；里程个位不为10则转RETUMOV 24H,#0

21、0H ；里程个位为10则清0INC 25H；里程十位加1MOV A,25HCJNE A,#10,RETU；里程十位不为10则转RETUMOV 25H,#00H ；里程十位为十则清0INC 26H；里程百位加1MOV A,26HCJNE A,#10,RETU；里程百位不为10则转RETUMOV 26H,#00H；里程百位为十则清0INC 27H；里程千位加1MOV A,27HCJNE A,#10,RETU；里程千位不为10则转RETUMOV 27H,#00H；里程千位为十则清0LJMP RETURETU:NOP；空操作RET ；返回JIFEI:MOV A,28H；将脉冲数送ACLR C；将进位清

22、0CJNE A,#20,NEXT0；脉冲数不为0则转RETNEXT0:JNC NEXT；CY=0无进位则转NEXTRETNEXT:MOV A,28HMOV B,#5DIV AB；将脉冲数除5MOV 29H,B；余数送BMOV A,29H；商送AJZ NEXT1；商为0则转RETNEXT1:MOV A,20HCJNE A,#0,NEXT4；角不为0转ADD A,#8 ；将角加8角MOV 20H,A；将角送20H RETNEXT4:MOV 20H,AADD A,#8；将角加8角SUBB A,#10；将角减去10角得角MOV 20H,A；将角送20HINC 21H；元位加1MOV A,21HCJNE

23、 A,#10,RETU；元不为10转MOV 21H,#00H；等于十则清0INC 22H；百位加1MOV A,22HCJNE A,#10,RETU；十元位不为10则转MOV 22H,#00H；十元位为10 则清0INC 23H；百元位加1MOV A,23HRETDISLED ： ；:显示程序1PUSH DPH ；将高位入栈PUSH DPL ；将低位入栈PUSH ACC ；将累加器入栈MOV A,#LEDWRD ；送第一个数码管地址ADD A,R4 ； 加上偏移量MOV DPTR,#Z8279 ；送控制命令字MOVX DPTR,AMOV DPTR,#LEDSEG ；送7段显示管地址MOV A,R

24、5MOVC A,A+DPTR ；查表MOV DPTR,#D8279MOVX DPTR,APOP ACC ；将累加器出栈POP DPL ；将低位出栈POP DPH将高位出栈RETDISLED1:PUSH DPH ；将高位入栈PUSH DPL ；将低位入栈PUSH ACC ；将累加器入栈MOV A,#LEDWRD ；送第一个数码管地址ADD A,R4MOV DPTR,#Z8279 ；送控制命令字MOVX DPTR,AMOV DPTR,#LEDSEG1 ；送7段显示管地址MOV A,R5MOVC A,A+DPTR ；查表MOV DPTR,#D8279MOVX DPTR,APOP ACC ；将累加器出栈POP DPL ；将低位出栈POP DPH ；将高位出栈 RETDELAY ： ；延时子程序 MOV R7,#1DEL1: MOV R2,#1 DJNZ R2,$ DJNZ R7,DEL1 RETLEDSEG: ;LED显示段选码(不带点显示) DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHLEDSEG1: ;LED显示段选码(带点显示)DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH END四、硬件仿真图1、25