单片机课程设计指导书-课程设计指导手册2012.doc

单片机课程设计指导书西安理工大学电气工程系2012年7月第1章单片机最小系统的设计一、AT89S52 单片机简介AT89S52是一种低功耗、高性能、基于CMOS技术的8位微控制器，它具有8K在系统可编程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产品的指令和引脚完全兼容。其片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高度灵活且有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k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，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，AT89S52还可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。1、AT89S系列单片机对一般用户来说，存在下列明显的优点： （1）片内含Flash存储器 在系统开发过程中，可十分容易地进行程序的修改，大大缩短了系统的开发周期。同时，在系统工作过程中，能有效地保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响到信息的保存。（2）和80C51兼容 89S系列单片机的引脚和80C51是全兼容的，所以当选用89S系列单片机取代80C51时，可以直接进行代换（二者封装一样是前提）。（3）静态时钟方式 89S系列单片机采用静态时钟方式，故很节能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。（4）错误编程亦无废品产生一般的OTP产品，一旦错误编程就成了废品，而89S系列单片机内含Flash存储器，故在出现错误编程之后仍可以重新编程，直到正确为止，并不存在废品。（5）可以进行反复系统试验 89S系列单片机系统，可反复进行系统试验，每次能编入不同的程序，以保证系统设计达到最优。且能随用户的需要和发展，多次进行修改，以使系统能不断满足用户的最新要求。2、AT89S系列单片机的内部结构AT89S系列单片机的内部结构和80C51相近，是增强型，其主要含有如下一些部件： （1）8031CPU（2）振荡电路（3）片内Flash（4）片内RAM（5）总线控制部件（6）中断控制部件（7）并行I/O接口（8）串行I/O接口（9）定时器/计数器3、AT89S系列与AT89C系列的区别这两者内核相同，而且管脚也相互兼容，所以在通常情况下能相互代替，不过请注意：下载程序时稍有不同！AT89C系列需要用并行编程器下载其程序，接线多且复杂；而AT89S系列却能支持ISP下载，可以在AT89S52的系统板上预留出ISP下载接口，再用廉价且方便的下载线连接电脑USB口就可以利用软件将hex文件下载至AT89S52了。二、应用单片机最小系统实现基本电子时钟1、课设目的（1）掌握51单片机的工作原理及使用方法，学会使用编译环境和下载器（含相关软件），会用其调试和下载程序；（2）掌握一般硬件电路的设计方法和常用电子元器件的选用原则；（3）熟悉印制电路板（PCB）的设计过程，掌握常用元件的焊接方法和技巧；（4）掌握单片机系统的设计过程及其调试过程，增加对实际电路的感性认识；（5）培养学生发现问题、独立思考并解决问题的能力，最终提高其实践能力。2、课设内容本课程设计的内容是利用51单片机最小系统设计一个电子时钟，时钟采用24小时制，设有按键，可设置时钟参数，并利用LCD进行显示。其具体要求如下：（A） 熟悉硬件电路原理，掌握各部分电路功能，焊接好单片机最小系统；（B） 编写程序，调试LED，实现流水灯控制；（C） 编写程序，调试LCD（显示数字或英文字符），使其显示正常；（D） 编写程序，实现电子时钟显示，时钟采用24小时制。 3、课程设计计划该次课程设计共一周时间，下面对每一天的安排作出详细规划如下表：日期工作内容星期一（1）指导教师讲解课程设计的目的、任务、要求、注意事项等；（2）发放工具、元器件及通用印制电路板；（3）焊接电路；（4）根据图纸，检查所焊元件是否正确，方向是否正确，连线是否正确；（5）指导教师解答学生们提出或存在的问题。星期二（1）系统上电测试，检查电路板是否有问题；（2）排除系统硬件问题；（3）利用仿真器调试软件及硬件；（4）首先调试LED流水灯显示程序；（5）然后调试LCD显示程序；（6）编写基础时钟程序；（7）调试该软件程序及硬件。星期三（1）编写基础时钟程序；（2）调试该软件程序及硬件。星期四（1）编写基础时钟程序；（2）调试该软件程序及硬件。星期五（1）验收检查；（2）整理并且提交课设报告；（3）答辩考核。4、设计思路（1）最小系统本次课设选用STC89C52RC单片机作为系统核心，其封装是DIP-40。要使单片机正常工作，就必须有相应的外围电路，能使单片机正常工作的最简化外围电路系统，就称之为：单片机的最小系统，通常包括：电源电路、复位电路、晶振电路等。最小系统再扩展，可扩展以下一些功能模块：键盘（独立、矩阵）、显示（LED、LCD）、通信（RS232、UART等）、总线（SPI、I2C等）、通用IO（LED、蜂鸣器、继电器等）、前向通道、后向通道等。（2）显示电路鉴于液晶显示越来越普遍，故本次课设特选用驱动方便的COG型1602液晶显示模块。常见的液晶显示模块可以分为：字符型、点阵型等，该1602模块属于字符型液晶。该模块是一种用5×7点阵图形来显示字符的液晶显示器，其显示容量为2行16个字，故称之为1602。其14针接口为通用接口：1号管脚：GND。模块的接地。2号管脚：VCC。模块的供电，+5V供电。3号管脚：VO。液晶模块对比度调整端，接正电源时对比度最低，接地时对比度最高，对比度过高或过低都不能使液晶达到最佳显示效果，因此在使用时可以通过一个10K的电位器来调整对比度。4号管脚：RS。为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。5号管脚：RW。为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW都为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。6号管脚：EN。为使能端，当EN端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。714号管脚：D0D7。为8位双向数据线。此外，该液晶模块还配有背光，所以还有单独的两根背光电源线：红线为正电源，黑线接地。注意！该1602模块背光供电电源为4.2V，若要在5V系统中用5V供电的话，需串入一个10欧姆的限流电阻，防止背光模块损坏。1602液晶模块内的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如下表所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、日文的假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示：1602的读写操作以及屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。说明：1为高电平，0为低电平。指令1：清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置。I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移；S：屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平表示有效，低电平表示无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B：控制光标是否要闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位。S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令。DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线；N：低电平时单行显示，高电平时双行显示；F：低电平时显示5×7的点阵字符，高电平时显示5×10的点阵字符。注意！有些1602模块DL定义为：高电平是8位总线，低电平是4位总线。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址。BF：忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平则表示不忙，可以进行操作。指令10：写数据。指令11：读数据。一个典型的1602液晶模块与单片机的接口电路如下：液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要先确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下表是该1602液晶模块的内部显示地址：注意！比如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？NO！因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1，所以实际写入的数据应该是：01000000B（0H）+ 10000000B（80H）= 11000000B（C0H）。（3）软件定时时钟由定时器T0完成定时。当时钟晶体振荡器为6MHz时，由于T0的最大定时达不到1s，故为方便计算及实现，取定时0.1s。这样每0.1s中断1次，中断10次为1s。0.1s的定时值为3CB0H。5、参考流程图（A）主程序流程图：（B）中断处理流程图：第2章单片机系统软硬件调试一、硬件焊接步骤在焊接前请同学们认真对照原理图，了解开发板电路原理图（参见开发板说明书）和开发板各器件的对应关系，仔细查看印刷电路板，找到对应元件的功能区后，开始准备元件和工具。此电路板焊接要求使用25W左右尖烙铁。1.根据电路元件及电路原理图进行合理布局；2.将集成电路插座按管脚方向布局；3.注意电阻、电容、开关以及三极管等布局，电阻色环朝同一方向，电容有字面统一朝外方向，便于查看参数，开关个三级管按相同方向摆放；4.焊接电阻、电容、开关以及三极管等；5.每次焊接时，烙铁头与焊盘接触时间不应超过3秒，焊点应饱满。二、硬件调试步骤1.焊接完后，检查布局是否正确，特别是集成电路的管脚方向；2.用万用表测试电源和地是否存在短路现象；3.测试开发板电源部分器件是否正常；4.用万用表检查是否存在焊接错误、虚焊等现象；5.插上AT89S52、液晶和其他集成电路，注意芯片方向；6.通电，利用硬件测试程序，对焊接电路进行测试；7.若出现故障，则断电，根据故障现象，找出对应电路部分，进行排除。三、软件调试STC单片机ISP下载步骤：1、安装下载线驱动程序。 见文件：支持STC下载的PL2303HX驱动2、安装STC单片机ISP下载软件： 见文件：STC烧写软件(中文版).exe3、编写程序，编译，生成 .hex文件备用。4、双击烧写软件图标，进入软件，如下图：5、进行设置： （1）选择STC89C52RC； （2）点击“Open File”，选择相应路径，打开第三步生成的 .hex文件。如下图： （3）首先打开电脑的设备管理器，查看USB转TTL设备（下载线）所在的串口号，再选择相应的COM和波特率。如下图：（4）用杜邦线连好下载线和实验板：下载线的GND接实验板的GND；下载线的TXD接实验板的RXD（P3.0）； 下载线的RXD接实验板的TXD（P3.1）； （5）接好线后千万不能先上实验板的电！应先：点击：Download/下载，出现下图：出现：请给MCU上电后，再给实验板上电！ （6）实验板上电后，窗口如下图：当出现下图时，即代表下载完毕。即可见调试效果。附录1 液晶按键测试参考程序#include<reg52.h>#include<stdio.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar a;static uchar address=0x01;static uchar address_1=0x05;static uchar address_2=0x41;uchar XPOS,YPOS;sbit RS = P25; /Pin4sbit RW = P26; /Pin5sbit E = P27; /Pin6sbit CLK=P36; /txdsbit DATA=P35; /RXDsbit SH_LD=P37; /uchar code table='W','E','L','C','O','M'uchar code table_1='W','W','W','.','X','A','-','P','C','B','.','C','N'uchar code table_2=""uchar code table_3= "saosao"#define Data P0 /数据端口/*/* 函数声明 */*/*/void DelayUs(unsigned char us)/delay us unsigned char uscnt; uscnt=us>>1;/* Crystal frequency in 12MHz*/ while(-uscnt);/*/void DelayMs(unsigned char ms)/delay Ms while(-ms) DelayUs(250); DelayUs(250); DelayUs(250); DelayUs(250); void WriteCommand(unsigned char c) DelayMs(5);/short delay before operation E=0; RS=0; RW=0; _nop_(); E=1; Data=c; E=0;/*/void WriteData(unsigned char c) DelayMs(5); /short delay before operation E=0; RS=1; RW=0; _nop_(); E=1; Data=c; E=0; RS=0;/*/void ShowChar(unsigned char pos,unsigned char c) unsigned char p; p=pos+0x80; /是第二行则命令代码高4位为0x8 WriteCommand (p);/write command WriteData (c); /write datavoid InitLcd() DelayMs(15); WriteCommand(0x38); /display mode WriteCommand(0x38); /display mode WriteCommand(0x0f); /display mode WriteCommand(0x06); /显示光标移动位置 WriteCommand(0x0c); /显示开及光标设置 WriteCommand(0x01); /显示清屏uchar get_data()uchar value=0x00;uint cnt;SH_LD=1;_nop_();SH_LD=0;_nop_();SH_LD=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();for(cnt=0;cnt<8;cnt+)value = value<<1;DATA=1;CLK=1;_nop_();_nop_();CLK=0;if(DATA)value|=0x01;_nop_();CLK=1;CLK=1;SH_LD=1;return value;void welcom() uint i,j;for(i=0;i<6;i+)ShowChar(address_1+,tablei);DelayMs(5);for(j=0;j<13;j+)ShowChar(address_2+,table_1j);DelayMs(5); void welcom1() uint i,j;for(i=0;i<6;i+)ShowChar(address_1+,table_2i);DelayMs(5);for(j=0;j<13;j+)ShowChar(address_2+,table_3j);DelayMs(5);void charge(uchar date)int i;switch(date)case 0x10:for(i=0;i<100;i+); ShowChar(address+,'1'); break;case 0x20: ShowChar(address+,'2');break; break;case 0x40:ShowChar(address+,'3');break;case 0x80:ShowChar(address+,'4');break;case 0x08:ShowChar(address+,'5');break;case 0x04:ShowChar(address+,'6');break;case 0x02:ShowChar(address+,'7');break;case 0x01:ShowChar(address+,'8');break;default:ShowChar(0x00,'_');break; if(address=0x10)address=0x40;DelayMs(60);/void main(void)uint b=0;InitLcd();while(1)DelayMs(15);a=get_data();P1 = 0x00;if(b=0)welcom();while(a=0x00)a=get_data(); WriteCommand(0x01); /显示清屏b=1;charge(a);附录2 单片机系统电路原理图1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！