2022年单片机的跑马灯大学课程设计.docx

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1、精品学习资源课程设计 论文 题目基于单片机的跑马灯学院名称电气工程学院 指导老师职称班级学号同学姓名2021 年 1 月 5 日欢迎下载精品学习资源摘要 :单片机最小系统是在以 STC89C52RC 单片机为基础上扩欢迎下载精品学习资源展，使其能更便利地运用于测试系统中；本设计主要在单片机 上扩展 I/O 口，复位电路，晶振电路， LED 显示电路并写好底层程序，做出能应用于跑马灯的最小系统；关键词：最小系统， STC89C52RC, 跑马灯The smallest system one chip computer is in expands at the欢迎下载精品学习资源base of M

2、CS-52 one chip computer， make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take 52 on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED displaycircuitand writes the first floor procedure.Make for scrolling minimum system.Keyword ： minimum system, AT89C52, scr

3、olling欢迎下载精品学习资源南华高校电气工程学院单片机原理及应用课程设计任务书设计题目：基于单片机的跑马灯专 业：电气工程及其自动化 同学姓名 :学 号:起迄日期 : 2021 年 12 月 23 日 2021 年 1 月 5 日指导老师 :单片机原理及应用课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：欢迎下载精品学习资源1.1 设计题目基于单片机的跑马灯1.2 设计目的1. 单片机最小应用系统的硬件设计技能训练；2. ASM 语言或 C51 语言软件编程与调试技能训练；3. “下载及烧录（固化）程序 ”开发技能训练；4. Protell 软件应用技能训练；1

4、.3 掌握要求按键及外部中断掌握二级管灯（自右向左）1. 按键掌握 16 个 LED 灯循环自右向左依次点亮2. 间隔时间可以自行设计欢迎下载精品学习资源单片机原理及应用课程设计任务书2. 对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求：1 仔细阅读课程设计任务书，熟识有关设计资料及参考资料，熟识各种设计规范的有关内容，仔细完成任务书规定的设计内容；1. 课程设计的成果为 “课程设计报告 ”；课程设计报告内容要正确，概念要清晰，完成任务书规定的内容，附有原理图及程序流程图，程序清单，文字要通顺，书写要工整， 设计图纸必需符合规范；2. 课程设计报告含相关图纸和方案书等，用A4 纸打印；3. 主要

5、参考文献：1 楼然苗、李光飞 . 51 系列单片机设计事例 . 北京：北京航空航天高校出版社,20032 高吉利 .模拟电子技术 .北京 :电子工业出版社 ,2004.23 黄智伟 .全国高校生电子设计竞赛训练教程.北京 :电子工业出版式社 ,2005.14 陈龙三 .8051 单片机 C 语言掌握与应用；北京 :清华大高校学出版社 ,1999.84. 课程设计工作进度方案：序号起 迄 日 期12021.12.24-2021.12.2522021.12.26-2021.12.2832021.12.30-2021.12.3142021.1.1-2021.1.352021.1.5工 作 内 容布置

6、任务，老师讲解设计方法及要求同学查找阅读资料，初定方案,小组会议争论并确定方案设计及运算仿真试验并写说明书，小组争论答辩指导老师日期：年 1 月 5 日目录1. 绪论72. 电路设计方案及功能分析82.1 设计目的82.2 设计要求8欢迎下载精品学习资源2.3 系统基本方案挑选和论证82.3.1 AT89C52 介绍92.3.2 LED 灯管介绍143. 系统的硬件设计与实现153.1 电源供电模块153.2 复位电路163.3 晶振电路164. 系统的软件设计144.1 跑马灯及程序145. 系统调试及结果分析176. 总结和体会187. 参考文献188.附录：198.1 PCB 图：198

7、.2 程序191. 绪论由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上很多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-52 系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高牢靠性和高性能价格比，快速占据了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流；目前，可用于MCS-52系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极便利地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统；单片机最小系统是在以MCS-52 单片机为基础上扩展，使其能更便利地运用于测试系统中，不仅具有掌握便利、组态简洁和敏捷性大等优点，而

8、且可以大幅度提高被测试的技欢迎下载精品学习资源术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量；单片机以其功能强、体积小、牢靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动掌握领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不行少的器件，特殊是在日常生活中发挥的作用也越来越大；本毕业设计主要在 STC89C52RC 单片机上扩展 I/O 口，复位电路，晶振电路，LED 显示电路，数码管显示电路，蜂鸣器电路；适合于我们同学用于单片机的学习把握和一些各种科研立项等的需求；因此，争论单片机最小系统有很大的有用意义；2. 电路设计方案及功能分析2.1 设计目的同学在老师指导下运用所学课程的学问来争论、解决一些具

9、有肯定综合性问题的专业课题；学习单片机课程以后，为了加深对理论学问的懂得，加强理论学问在实际当中的运用，强化自己的动手才能，通过课程设计，提高同学综合运用所学学问来解决实际问题、使用文献资料、及进行科学试验或技术设计的初步才能，为毕业设计打基础；2.2 设计要求（ 1）采纳单片机STC89C52RC 做成最小系统来掌握；（ 2）利用最小系统做出跑马灯，其LED 灯的闪耀间隔时间采纳延时程序掌握,每种模式可采纳不同的延时，敏捷多变；（ 3）供电采纳电池供电的方式，运用稳压电源模块，稳固输出5V 电压；欢迎下载精品学习资源2.3 系统基本方案挑选和论证单片机最小系统 ,或者称为最小应用系统 ,是指

10、用最少的元件组成的单片机可以工作的系统；对 51 系列单片机来说 ,最小系统一般应当包括 :单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等；单片机接口电路主要用来连接运算机和其它外部设备；各功能模块的选择及论证如下 :复位电路 :由电容和电阻构成,由电路图并结合 电容电压不能突变 的性质 ,可以知道 ,当系统一上电 ,RST 脚将会显现高电平,并且 ,这个高电平连续的时间由电路的RC 值来打算 .典型的 51 单片机当 RST 脚的高电平连续两个机器周期以上就将复位,所以 ,适当组合 RC 的取值就可以保证牢靠的复位；本设计中R=10K,C=10uF ；晶振电路 :典型的晶振取 11.059

11、2MHz 由于可以精确地得到9600 波特率和 19200 波特率 ,用于有串口通讯的场合同时也可取12MHz 产生精确的微秒级时歇, 便利定时操作 ，因设计需要，本设计采纳12M 晶振；单片机 :一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容单片机，本设计采纳STC89C52RC ；接口电路 :具有人机交互接口；具有肯定的可扩展性，单片机I/O 口可便利地与其他电路板连接；通过该最小系统，我们可以用keil 软件进行编程从而实现对一些外设的掌握！比如一些简洁的试验：闪耀灯、跑马灯、数码管和蜂鸣器的展现等等！2.3.1 、STC89C52RC 介绍STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出

12、的新一代高速/低功耗 /超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机， 12 时钟 /机器周期和 6 时钟 /机器周期可以任意挑选；主要特性如下：1. 增强型 8051 单片机， 6 时钟 /机器周期和12 时钟 /机器周期可以任意挑选，指令代码完全兼容传统8051.2.工作电压： 5.5V 3.3V （ 5V 单片机） /3.8V 2.0V （3V 单片机）3. 工作频率范畴： 0 40MHz ，相当于一般 8051 的 080MHz ，实际工作频率可达 48MHz4. 用户应用程序空间为8K 字节5. 片上集成 512 字节 RAM6. 通用 I/O 口（ 32 个），复位后为

13、：P1/P2/P3/P4 是准双向口 /弱上拉， P0 口是欢迎下载精品学习资源漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时，需加上拉电阻；7. ISP（在系统可编程）/IAP （在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1 ）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8. 具有 EEPROM 功能9. 具有看门狗功能10. 共 3 个 16 位定时器 /计数器；即定时器T0 、T1 、T211. 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒12. 通用异步串行口（UAR

14、T ），仍可用定时器软件实现多个UART13. 工作温度范畴： -40 +85（工业级） /0 75（商业级）14. PDIP 封装STC89C52RC 单片机的工作模式掉电模式：典型功耗 0.1 A可, 由外部中断唤醒，中断返回后，连续执行原程序闲暇模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma 7mA掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备欢迎下载精品学习资源图 1STC89C52RC 引脚图STC89C52RC 引脚功能说明VCC （ 40 引脚）：电源电压VSS（20 引脚）：接地P0 端口（ P0.0 P0.7，39 32 引脚）： P0 口是一个漏极开路

15、的8 位双向 I/O 口；作为输出端口，每个引脚能驱动8 个 TTL 负载，对端口 P0 写入 “1”时，可以作为高阻抗输入；在拜访外部程序和数据储备器时，P0 口也可以供应低8 位地址和 8 位数据的复用总线；此时， P0 口内部上拉电阻有效；在Flash ROM 编程时， P0 端口接收指令字节；而在校验程序时，就输出指令字节；验证时，要求外接上拉电阻；欢迎下载精品学习资源P1 端口（ P1.0 P1.7，1 8 引脚）： P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口；P1 的输出缓冲器可驱动（吸取或者输出电流方式） 4 个 TTL 输入；对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把

16、端口拉到高电位，这是可用作输入口； P1 口作输入口使用时，由于有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（ ）；此外， P1.0 和 P1.1 仍可以作为定时器/计数器 2 的外部技术输入（P1.0/T2 ）和定时器 /计数器 2 的触发输入（ P1.1/T2EX ），详细参见下表：在对 Flash ROM 编程和程序校验时， P1 接收低 8 位地址；P1.0 和 P1.1 引脚复用功能引脚号功能特性P1.0T2 （定时器 /计数器 2 外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX （定时器 / 计数器 2 捕捉/重装触发和方向掌握）P2 端口（ P2.0 P2.7，21 28 引脚）

17、： P2 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口； P2 的输出缓冲器可以驱动（吸取或输出电流方式） 4 个 TTL 输入；对端口写入 1 时， 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口； P2 作为输入口使用时，由于有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（）；在拜访外部程序储备器和16 位地址的外部数据储备器（如执行“MOVX DPT”R指令）时， P2 送出高 8 位地址；在拜访 8 位地址的外部数据储备器（如执行“MOVX R”1 指令）时， P2 口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的 P2 寄存器的内容），在整个拜访期间不会转变；在对

18、 Flash ROM 编程和程序校验期间，P2 也接收高位地址和一些掌握信号；P3 端口（ P3.0P3.7， 10 17 引脚）： P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口； P3 的输出缓冲器可驱动（吸取或输出电流方式） 4 个 TTL 输入；对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口； P3 做输入口使用时，由于有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（）；在对 Flash ROM 编程或程序校验时， P3 仍接收一些掌握信号； P3 口除作为一般 I/O 口外，仍有其他一些复用功能，如下表所示：P3 口引脚复用功能引脚号复用功

19、能P3.0RXD （串行输入口）欢迎下载精品学习资源P3.1TXD （串行输出口）P3.2（外部中断 0）P3.3（外部中断 1）P3.4T0 （定时器 0 的外部输入）P3.5T1 （定时器 1 的外部输入）P3.6（外部数据储备器写选通）P3.7（外部数据储备器读选通）RST（ 9 引脚）：复位输入；当输入连续两个机器周期以上高电平常为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作；看门狗计时完成后，RST 引脚输出 96 个晶振周期的高电平；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；ALE/（ 30 引脚）：地址锁

20、存掌握信号（ALE ）是拜访外部程序储备器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲；在Flash 编程时，此引脚（）也用作编程输入脉冲；在一般情形下， ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用；然而，特殊强调，在每次拜访外部数据储备器时，ALE 脉冲将会跳过；假如需要，通过将地址位8EH 的 SFR 的第 0 位置“1”， ALE 操作将无效；这一位置“1，”ALE仅在执行 MOVX或 MOV指令时有效；否就，ALE将被柔弱拉高；这个ALE使能标志位（地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微掌握器处于外部执行模式下无效；（ 29 引脚）：外部程序储备器选通信号

21、（）是外部程序储备器选通信号；当AT89C51RC 从外部程序储备器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而拜访外部数据储备器时，将不被激活；/VPP（ 31 引脚）：拜访外部程序储备器掌握信号；为使能从0000H 到 FFFFH 的外部程序储备器读取指令，必需接 GND ；留意加密方式1 时，将内部锁定位RESET ；为了执行内部程序指令，应当接 VCC ；在 Flash 编程期间，也接收 12 伏VPP 电压；XTAL1 （ 19 引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端；欢迎下载精品学习资源XTAL2 （ 18 引脚）：振荡器反相放大器的输入端；特殊功能寄存器在 STC89

22、C52RC片内 存 储 器 中， 80H FFH 共 128 个单 元 位 特 殊功 能 寄 存 器（SFR）， SFR 的地址空间如下表1 所示；并非全部的地址都被定义，从80H FFH 共 128 个字节只有一部分被定义；仍有相当一部分没有定义；对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失；不应将 “1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能给予新的功能，在这种情形下，复位后这些单元数值总是“0；”STC89C52RC 除了有定时器 /计数器 0 和定时器 /计数器 1 之外，仍增加了一个一个定时器 /计数器 2.定时器 /计数器 2 的掌握和状态位位

23、于T2CON （见表 2）和 T2MOD （见表4）；定时器 2 是一个 16 位定时 / 计数器；通过设置特殊功能寄存器 T2CON 中的 C/T2 位，可将其作为定时器或计数器（特殊功能寄存器T2CON 的描述如表 2 所列）；定时器2 有 3 种操作模式：捕捉、自动重新装载（递增或递减计数）和波特率发生器，这3 种模式由T2CON 中的位进行挑选（如表2 所列）2.3.2 、LED 灯管LED 具有功耗少、寿命长、光谱宽（眼睛看得舒服度好）、使用广泛，能敏捷拼装各种需要的外形等优点；一般来说 LED 的工作电压是 2V-3.6V ；工作电流是 0.02-0.03A ；这就是说：它消耗的电

24、能不超过 0.1W；在恰当的电流和电压下， LED 的使用寿命可达 10 万小时；此外， LED 基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它特别的小，非常的轻，硬件电路实现起来比较便利；因此本设计采纳 15 个发光二级管，组合成三角形， 从而掌握其敏捷变化，设计出展现的方案；3. 系统的硬件设计与实现单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成；最小系统原理图如图 3 所示；欢迎下载精品学习资源图 3 原理图3.1 电源供电模块图 3.2 电源模块图对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统供应电源供电模块，电源模块的稳固牢靠是系统平稳运行的前提和基础；51

25、单片机虽然使用时间最早、应用范畴最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51 单片机更简洁受到干扰而显现程序跑飞的现象，克服这种现象显现的一个重要手段就是为单片机系欢迎下载精品学习资源统配置一个稳固牢靠的电源供电模块；此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过运算机的USB 口供应，也可使用外部稳固的 5V 电源供电模块供应；如图3.2 本设计通过模块外接US 口供电；3.2 复位电路图 3.3 复位电路图单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄

26、存器以及储备设备装入厂商预设的一个值；单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST 上外接电阻和电容，实现上电复位；当复位电平连续两个机器周期以上时复位有效；复位电平的连续时间必需大于单片机的两个机器周期；详细数值可以由RC 电路运算出时间常数；3.3 晶振电路图3.4 晶振电路图单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用特别大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振供应的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振供应的时钟频率；在通常工作条件下，一般的晶振频率肯定精度可达百万分之五十；高级的精度更高；有些晶振仍可以

27、由外加电压在肯定范畴内调整频率，称为压控振荡器（VCO ）；晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以供应稳固，精确的单频振荡；单片机晶振的作用是为系统供应基本的时钟信号；通常一个系统共用一个晶振，便于欢迎下载精品学习资源各部分保持同步；有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步；晶振通常与锁相环电路协作使用，以供应系统所需的时钟频率；假如不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来供应；AT89C52 使用 11.0592MHz 的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路， 所以外部只要连接一个晶振和两个电容

28、即可，电容容量一般在15pF至50pF之间；4. 系统的软件设计4.1 跑马灯及程序此设计主要是采纳掌握系统的定时中断来完成的，应为设计要求16LED 灯循环点亮， 而且第一圈为 1 盏灯依次点亮，其次圈为2 盏灯依次点亮，直到7 盏灯依次点亮；按下复位键即可返回到第一圈；详细程序见附录；5. 系统调试及结果分析本设计整体采纳芯片较少，线路少，又标准板，谨慎依据电路图焊好元件后，检测电路全部正常，不存在虚焊或漏焊，焊错；应用Keil C51 依据设计要求编写出程序后，调试中显现符号错误及无用编码，依据提示改进后最终胜利编写出所要求的程序，并用仿真程序调用后得到预期成效；采纳 STC-ISP 烧

29、写软件进行程序烧写，开头不能下载，经检查串口线显现问题，另换串口线后，胜利下载软件到单片机；6. 总结和体会经过努力，我最终完成这次最小系统的的课程设计任务；在这次的单片机课程设计中我感觉受益匪浅，不用说我在其中学到的新学问是多么有价值，也不用说它拓宽了我多少的眼界，只是说它让我的才能得到了提高就已足以成为我努力付出的回报；通过课程设 计，我增强了对单片机的懂得，学会查寻资料比较方案，学会单片机的设计运算；进一步提高分析解决实际问题的才能，制造一个动脑动手独立开展电路试验的机会，锤炼分析解决程序编写问题的实际本事，真正实现由课本学问向实际才能的转化；通过典型程序的设计与制作，加深对基本原理的明

30、白，增强了实践才能；欢迎下载精品学习资源7. 参考文献【1】模拟电子技术基础 第 4 版（作者：华成英，童诗白）出版社:高等训练出版社【2】单片机原理与接口技术（修订版）（作者：赵嘉蔚，张家栋，霍凯）出版社：清华高校出版社【3】谭浩强 .C 程序设计 .出版社 :清华高校出版社（第三版），2005 年 7 月【4】潘明莲 .为运算机原理（其次版）.出版社 :电子工业出版社，2003 年 9 月【5】谭博学 .集成电路原理及应用（第三版）.出版社 :电子工业出版社，2001 年 6 月【6】单片机原理及应用 .出版社 : 西安电子科技高校出版社8. 附录：8.1 PCB 图欢迎下载精品学习资源8

31、. 2 程序#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitkey=P10；sbitled1=P00；sbitled2=P01；sbitled3=P02；sbitled4=P03；sbitled5=P04；sbitsbitled6=P05led7=P06；sbitled8=P07；sbitled9=P20；sbitled10=P21；sbitled11=P22；sbitled12=P23；sbitled13=P24；sbitled14=P25；sbitled15=P26；sbitled16=P27；uchar

32、uchar voidji=0xfe aa,bbdelaymsuint；xmsuinti,j；fori=xms；i0；i-forj=110；j0；j-；voidkeyscanifkey=0delayms10；ifkey=0ji=ji+1；while.key；欢迎下载精品学习资源voidmainaa=ji；/*bb=0xfc；while1keyscan；ifaa.=jiaa=ji；P2=aa；delayms500；aa=_crol_aa,1；P0=bb；bb=_cror_bb,1；/led4=0；/led13=0；while1*/#include#include#define uchar unsi

33、gned char / 这个头文件是这个方法的核心，它包含了逐步移位函数功能ucharcodetable1=0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80；ucharcodetable2=0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01；sbitkey=P10；/定义按键输入口uchar ucharji=0 numt0=0；voiddelayunsignedinti欢迎下载精品学习资源unsignedintj；unsignedchark；forj=i；j0；j-fork=125；k0；k-；voidkeyscanifkey=0delay10；ifkey

34、=0ji=ji+1ifji6ji=0；while.key；voidinitTMOD=0X01；TH0=65536-50000/256TL0=65536-50000%256；EA=1；ET0=1；TR0=1；voidmaininit；P2=table1ji；delay1000while1；unsignedcharm；keyscan；P2=table1ji；delay1000；form=7-ji；m0；m-欢迎下载精品学习资源P2=_crol_P2,1 delay1000；/P1逐步左移一位；P2=0xffP0=table2ji；delay1000；form=7-ji；m0；m-P0=_cror_P0,1；/P1逐步左移一位；delay1000；P0=0xff；/ji=ji+1；ifji7ji=0；voidT0_timeinterrupt1TH0=65536-50000/256；TL0=65536-50000%256；numt0+；/*ifnumt0=20numt0=0；num+；ifnum=61num=1*/；keyscan；欢迎下载