单片机课程设计.pdf

1 第一章单片机简介AT89S51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 AT89S51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。1.1单片机的构成图 1-1 单片机的结构图1、CPU 89S51内部 CPU是一个字长为 8 位的中央处理单元（center processing unit）它对数据的处理是按资字节为单位的。CPU 包括三部分：运算器、控制器和专用寄存器。2、存储器片内程序存储器程序存储空间 ROM 片外程序存储器片内数据存储器数据存储空间 RAM 片外数据存储器2 3、I/O 端口I/O 端口，也称为 I/O 接口或 I/O 通路功能：是 AT89S51 与外部实现控制和交换的通道，分为并行端口和串行端口。（1）并行 I/O 端口写端口：即写到端口，就是把CPU 中的 A 或其它寄存器中的数据传送到端口锁存器中，然后由端口自动输出到引脚线上。读端口：即读出端口，就是把端口锁存器中的数据输送到累加器A 中。读引脚：即读出引脚，就是把引脚上的外部数据输送到内部。读引脚时一定要先关断端口，即先将端口锁存器置位，这样锁存器的输出使驱动器T3截止，引脚上的信号就可以通过三态缓冲器输入到内部总线上。故读引脚时，必须同时有两条指令：ORL P1,#0FFH、MOV A,P1（2）串行 I/O 端口89S51是具有一个全双工可编程串行I/O 端口。故可以由 TXD 串行发出，又可以由 RXD 串行接收。它们都利用了 P3口的第二功能：RXD（P3.0）,TXD(P3.1)。4、定时/计数器：80C51中有 2 个 16 位的定时/计数器 T0,T1，它们有定时和计数两种模式。具体内容在以后章节中专门讨论。5、中断系统80C51 可以处理5 个中断源发出的中断请求，其中2 个外部中断请求INT0,INT1，2 个内部定时/计数器中断请求 T0，T1，一个内部串行口中断请求。具体内容在以后章节中专门讨论。1.2 单片机的特点（1）高集成度，体积小，高可靠性单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的 CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM 中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。（2）控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V3.6V，而工作电流仅为数百微安。（4）易扩展片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 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的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是 程序计数器 PC（包含在 CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC 在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度 决定，可能是 1、2 或 3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 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本系统的工作流程1）接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通行文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 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秒，工作模式如表1.1 所示。首先南北向通行，然后东西向通行，如此循环。显示程序模块：完成 12 个发光二极管（实际上只需驱动6 个）和 4 个 LED数码管的显示驱动。键盘扫描程序模块：判断是否有键按下，并求取键号。2.5 硬件设计2.5.1 系统的工作流程图 2.4 交通信号灯工作程序流程图文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 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HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J18 图 2.7 晶振电路图 2.8 交通信号灯电路文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7O4H6D5G4 ZK9Y4N6T4J1文档编码:CL4N3F3U6L9 HV7