单片机课设_2.docx

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1、中原工学院单片机课程设计任务书姓名丁军浩学号201100484216班级信息112学院电子信息学院课程单片机荡艮程设计设计内容从键盘中任意选出6个键作为系统的功能键和1ED数码显示一起组成一个单片机键盘显示系统（小的监控程序），并通过实验箱上的接口芯片实现相应的功能要求设计相应的硬件电路，并画出实现题目要求功能的流程图，编写、调试相应的程序。编程要求：开机后显示班级号（4位），学号（2位）（复位状态），然后通过功能键设置参数，而后运行主程序。6个功能键为：设定加一减一换位确定设置参数步骤：复位状态下，按下“设定”键后6位显运行示的状态为：显示设定值显示参数行号888801四位设定值中的某一位小

2、数点亮（或者整个值闪烁），表示对该位进行设置。用“加一”、“减一”键改变该位的值，用“换位”键改变设置位（由左到右），用“确定”键保存设定的值。本次设计要求能设置四行参数即可，每行参数在09999之间，当连续按“确定”键时，对应的行号（上图）从0104循环变化。按下“运行”键，执行不同的程序，共有三种要求，每位同学只需完成其中一种要求即可或自愿全做，我作的是第一个，要求如下：执行数据采集程序（参考实验箱相应的硬件电路，但要求不同），采集模拟量0-5V,显示对应的物理量在OoOO-最大值之间变化。5V对应的显示值是多少可以在设定时通过某行（四行参数中的一行）参数设置的数值选择确定。目录一、引言3

3、二、器件介绍41)51单片机89C52简介42) A/D转换器芯片ADCo809简介73) 74HCI38简介9三、软件的设计111)软件所要实现的功能112)程序流程图11四、硬件电路设计16五、心得体会17六、参考文献19附录一、硬件原理图20附录二、课设程序21一、引言单片机(SingIeChiPmiCroCOmPUter)微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(Microcontro1IerUnit),单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机，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。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出

4、设备构成，相当于一个微型的计算机(最小系统)，和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。本次课设采用的STC89C52单片机是51系列单片机的一种代表，目前51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种单片机之一。单片机

5、以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。本次课程设计主要目的是为了更进一步学会使用和了解单片机，增强学生的动手能力，让我们更透彻的将平时所做的实验吃透学懂。二、器件介绍本次课程设计的器件主要用到了89C52、DC080974HC13874HC374等下面将对它们进行介绍。1、51单片机89C52简介89C52是INTE1公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATME1公司CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和

6、指令系统。51单片机是对所有兼容InteI8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是IntC1的8031单片机，后来随着F1aShrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATME1公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，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。89C52内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器ROM、8k片内程序存储器(RAM)32个双向输入/输出(I/O)口、3

7、个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。管脚说明VCC:供电电压。GND：接地。P0:PO口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TT1门电流。当PO口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。PO能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在F1ASH编程时，PO口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，PO输出原码，此时PO外部必须被拉高。P1:PI口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TT1门电流。P1口管脚写入“1”后

8、，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在F1ASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2D：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TT1门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在F1ASH编程

9、和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3D：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TT1门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(I11)这是由于上拉的缘故。P3作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚备选功能。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。A1E/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的底位字节。在F1ASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，A1E端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它

10、可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个A1E脉冲。如想禁止A1E的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，A1E只有在执行MOVX,MOVC指令是A1E才起用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态A1E禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(OoOOH-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESE当

11、/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在F1ASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。XTA11：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTA12：来自反向振荡器的输出。2、A/D转换器芯片ADCO809简介ADCo809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。目前仅在单片机初学应用设计中较为常见。(1)内部结构ADCO809是CMoS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图1所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位

12、开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。EOCSTARTCKKKCH-AJ)A.DIBIX,I.H地址铺存洋研1出:OKDBB4DHiDB.DB1DB,.I，：图1ADCo809的内部结构(2)外部特性(引脚功能)IN0-IN7：8路模拟量输入端。2-1-2-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDBsADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。A1E：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。START：A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少IOOnS宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换EOC：A/D转换结束信号，输出端，当A/D转

13、换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。C1K：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。REF(+)、REF(-)：基准电压。Vcc：电源，单一+5V。GND：地。(3)工作过程首先输入3位地址，并使A1E=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这

14、个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。（4）引脚图引脚图如图2k1:tIINtIN,.)1ADDBA1XXI.H5图2ADCo809引脚图3、74HC138简介74HCI38译码器可接受3位二进制加权地址输入（AO,A1和A2）,并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（YO至Y7）。74HCI38特有3个使能输入端：两个低有效（EI和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74H

15、CI38将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HCI38芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个132（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HCI38亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。74HeI38的引脚图如图3所示。74HC138作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。EeeeeeeeC-gmg(4-(Y6VCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6画回回可回图374HC138引脚图三、软件的设计1、软件所要实现的功能：（1）开机后显示班级、学号11216；（2）用的是实验箱键盘最后一排的六个键，依次为：“设定”“加一“减一“换位“确定运行J（3）按“设定