2022年基于单片机的多功能综合应用系统的设计单片机课程设计报告.docx

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1、精品学习资源单片机课程设计试验报告设计题目：基于单片机地多功能综合应用系统地设计专业：电子信息工程班级：姓名：指导老师 :目录第一章 设计说明1.1 设计目地 31.2 设计内容及要求 3 其次章 硬件电路仿真实现欢迎下载精品学习资源2.1 硬件结构分析 52.2 基本功能仿真电图62.3 扩展功能仿真电路图 102.4 实物电路图 15第三章 软件设计实现3.1 软件程序内容 163.2 模块分析 163.3 程序流程图 17第四章 系统测试4.1 软件调试 194.2 硬件调试 19第五章 心得体会 20第六章 参考文献 21附 录 21第一章 设计说明1.1 设计目地单片机在很多领域使用

2、特别广泛，如智能仪器外表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等 .各科任老师们常常说 “学好单片机，工作就不成问题了. ”可见学好单片意义之重大.单片机作为一门基础学科，既是对前期学习C 语言地综合运用，也是理论与实践相结合地一大表达 .本次课程设计通过基础部分，拓展功能以及整体电路地实现能很好地锤炼我们地动手及编程才能 .1.2 设计内容及要求内容：1. 设计并实现具有复位功能地单片机小系统.2. 利用单片机进行灯光地场景开关掌握、循环点亮掌握、花样变化掌握及速度变化控制（如：左右循环、扩散收缩式移动、流星雨、舞台灯光综合成效、名曲名句跟随显示等.至少应做两项：前两项选一并有速度变化掌握

3、功能，后三项选一或自创特色花样）.3. 炫彩音乐显示（依据3 秒以上某名曲名句，模拟高、中、低音三分频，彩色LED 随音频变化而起伏显示地成效，进一步地，LED 亮度跟随音乐响度闪耀）.4. 利用单片机进行灯光地颜色连续变化成效掌握.5. 利用单片机进行灯光地三色联动定时掌握（以交通灯为例）. 说明： 3、4 中二选一， 1、2、5 必选 6. 协作 2 至 5 项中功能，实现液晶屏输出功能或状态信息.7. 以调剂 5 或 4 项中地时间为例实现基于4X4 键盘地输入功能.（可用现有成品键盘，也可自己课外用按键开关焊接自己地键盘.）欢迎下载精品学习资源8. 数字温度计地设计（要求：实时显示温度

4、、设置限值温度、超限报警等）9. 32x16 点阵 LED 显示同组同学汉字名（利用取字模软件猎取数据）；10. 智能式直流电压表地设计.要求：（ 1）能启动、停止；（ 2）能通过开关进行功能挑选；（ 3）基本功能部分要表达循环、组合和颜色变化地掌握功能和成效，实现三色联动定时掌握，掌握变化规律地类型或功能不少于5 种.元件清单：序号名称、规格单位数量/组组数备注1AT89S51/2片122AT89S512连线把4共用分红、黑、蓝、绿等色312MHz晶振只122Crystal447p 电容只222510u 电容（电解）只122Electrolytic capacitor60.1u 电容只122

5、capacitor7电阻 330只1022resistor8电阻 1k只1022resistor9可调电阻 10k只42210电阻： 5108排阻只22211红色 LED 小灯只322LED12绿色 LED 小灯只22213蓝色 LED 小灯只32214按键式开关只122Button15拨动式开关只622switch16面包板块1221774LS04片222可 换 用74LS07/06、74HC24518RT1602 液晶显示屏只1221920DS18B20 温度传感器8550 三极管只只112222PNP 型21有源一体蜂鸣器 5V只122其次章硬件电路仿真实现2.1 硬件结构分析1、单片机

6、仿真硬件系统由复位电路、晶振电路、独立键盘输入、彩灯输出、矩阵键盘输入以及LCD 显示模块构成 .依据课本上地内容，第一搭建好复位电路与晶振电路，P1 口接 8 个发光二极管，P3口接键盘， P2.4、P2.5、P2.6 和 P0 口接 LCD 显示，单片机实物电路由复位电路、晶振电路、独立键盘输入、彩灯输出模块构成.由 P1 口接入彩灯 .其中晶振连接需留意到，两端测试电压地差值在2V 左右时才能正常起振工作. 复位电路在未工作时不能有电压.2.2 基本功能仿真电路图欢迎下载精品学习资源复位电路时钟显示电路欢迎下载精品学习资源键盘详细仿真图及说明部分开头为流水灯，或按S0 为流水灯欢迎下载精

7、品学习资源按 S1 交通灯按 S2 灯光地颜色连续变化三色联动欢迎下载精品学习资源按 S3 就转变为流星雨调剂时间先按 S14 就开头调剂时间，按S11 调剂小时和分钟，按S3 为+1，按 S7 为-1.欢迎下载精品学习资源按 S15 可以调剂灯地速度，按按S3 为+1，按 S7 为 -1.其中当调剂为 0 时速度最快，随着数字增加速度逐步减小 2.3 扩展功能仿真电路图温度计部分：当温度超过 2530C 时，二极管亮，报警：25C 时欢迎下载精品学习资源30C 时32*16 显示屏部分：欢迎下载精品学习资源显示屏显示：欢迎下载精品学习资源第四部分智能电压表部分：按下 BUTTON 键， LE

8、D 灯亮起，调剂 RV1 地值， LED 亮灭变化，代表不同地输出电压值欢迎下载精品学习资源调剂 RV1 ，阻值最大调剂 RV1 ，阻值越来越小： RV1 阻值一半：欢迎下载精品学习资源RV1 阻值最小：2.4 电路实物图欢迎下载精品学习资源第三章软件设计实现欢迎下载精品学习资源3.1 软件程序内容见附录 P183.2 模块分析1. 显示模块：用 1602 液晶显示，设置其技术参数为：拨复位开关总能回到初始状态，使用 8 位数据，显示两行，使用5*7 地字型，显示器开，光标关，字符不闪耀， 字符不动 .2. 矩阵键盘模块：当扫描到1 号键盘，进入到流水灯模块；扫描到2 号键盘时，进入交通灯模块

9、；扫描到3 号键盘时，进入扩展灯模块；当扫描到4 号键盘，进入到循环灯模块；当扫描到 5 号键盘，进入到三色联动模块；按下复位键后，回到初始状态.3. 三色联动模块：通过设置各种灯在不同地时间段亮灭，并且各自亮地时间长不一样，形成人们视觉上地观看，看到地现象是灯由亮到暗地变化过程,由此可形成各种不同地混色.4. 交通灯模块：由推迟掌握时间变化，设置两路交通灯，红灯亮18S，绿灯亮 17S，黄灯 1S， A 路交通灯地红灯亮地时间等于B 路交通灯黄灯亮地时间加上绿灯亮地时间，由此形成联动状态.5. 流星雨模块：通过掌握每个灯地亮灭之间地时间来实现，从而给人视觉上地成效，形成流星雨 .温度显示模块

10、：通过DS18B20 温度传感器实时采集温度通过1602 芯片显示当前温度.3.3 程序流程图基本部分：欢迎下载精品学习资源Led 点阵：欢迎下载精品学习资源开 始开 始字码表初址赋值字码表初址赋值欢迎下载精品学习资源取码指针取当前列显示字码第一个字节送 18 行掌握口取当前列显示字码其次个字节送 916行掌握口送列掌握码取当前列显示字码地二个字节取码指针取当前列显示字码第一个字节送 18 行掌握口取当前列显示字码其次个字节送 916行掌握口送列掌握码取当前列显示字码地二个字节欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源送 916行掌握口送列掌握码送 916行掌握口送列掌握码欢迎下载精品学习资源欢

11、迎下载精品学习资源N4.1 软件调试80 列显示完Y第四章 系统测试NY80 列显示完欢迎下载精品学习资源在编程过程中，遇到了很多难题.流水灯和交通灯子程序都编地比较顺当，三色联动由于要涉及到调剂占空比，刚开头地时候感到无从下手，后来又想到利用定时中断，通过产生不同占空比地方波信号来掌握灯地亮暗程度.但是这样仍旧没有胜利.后来在同学地帮忙下，利用随机函数调剂占空比，调试胜利，达到了预想地成效.在编写键盘扫描程序地之前，我查看了很多资料，先弄清晰了矩阵键盘地工作原理，然后确定了一个简洁有效地键盘扫描算法，调试胜利，启动键盘扫描程序，能够精确判定出键值并进入相应地功能模块.后来把全部功能整合到一个

12、总程序中，就遇到了麻烦.第一在调用子函数地时候，由于各场 景由 while （ 1）掌握，在子函数中不能准时跳出循环，后来在删除了while （ 1）死循环之后，当检测到任一其它按键后就能立刻跳出循环.刚开头我们地交通灯子程序用到了定时中 断，在写主函数地时候，当矩阵键盘按下后交通灯子程序不能执行，后来简化了交通灯程序，改用延时，交通灯功能模块就能正常运行了.仍有关于 LCD显示地，之前是把对其初始化地调用放在子函数中，这样在每次调用时都初始化一次，使得不能很好地变化，后来把初始化放到了主函数里，就能正常跳变.在此次课程设计中遇到了很多困难,经过老师和同学地帮忙 ,仍有自己在网上查资料都能够得

13、以解决.使我深深地体会到，只要坚持不懈，没有 什么事情是不能解决地.4.2 硬件测试在硬件电路搭建完毕后，我们开头进行测试，胜利烧写52 芯片后，发觉灯地亮灭不受掌握，而且1602 液晶显示屏也是没有显示内容.在我们反复地检查，另外有对应仿真结果逐一排查，发觉我们地电路有一些问题，由于我们地刚开头地电路AT89C52 地 P0 口接地是排阻，而且排阻地另一端接到了显示屏地端口，犯了很大地错误，检查发觉后，我们立刻做了修正，在P1 口接了 10k 地电阻，电阻地另一端接到+5V 地电源，同时 P1 口接到显示屏地端口 .这样又进行测试，发觉显示屏可以正常地显示，灯也可以正常地工作.给老师检查中，

14、发觉我们地复位键不管用，之前没有太留意这个，幸好老师提示我们，发觉我们少接了一个电容 .之后我们又做了调整，最终电路正常工作.同时，在调剂滑动变阻器使显示屏显示地过程中也是很大地考查，需要有耐心，不断转滑动变阻器，最终才使得整个电路顺当进行 .在本次课程设计中，我们进一步明白了 89C52 各引脚地功能以及 89C52 地内部规律结构，深化把握了 89C52 显示电路地基本功能及编程方法，同时深化明白了 89C52 等芯片以及键盘地工作方式和接口功能 .第五章 心得体会在本次单片机课程设计中，让我感受很深，从刚开头地简洁地掌握灯地程序开头，逐步地增加开关掌握，再将这些连接起来，真地一步一步地发

15、觉单片机很好玩.在课程设计课中地头两个星期我很困惑，由于我不懂怎么把很多个功能放在一起，为此我问了一些学地好地同学，他们仔细地讲解让我有了一些启示，后来我又自己买了一块单片机自己试着编写一个程序达到自己地预期结果，尽管这个过程特别地枯燥，有时候编不出来或者想地跟试验结果不同时，又要重新检查语句，看每条语句地功能，又通过在网上查阅很多地资料来解决自己地问题 .对于我来说，我比较偏向于动手，在硬件地搭建中仍算是比较顺当地 .仍欢迎下载精品学习资源有在这两个多月里，我学到了很多地东西，看书本仅仅只是理论学问，而将所学地理论知识与实践结合地过程中，才发觉自己学地理论学问远远不够.特殊是在编程时往往能想

16、到怎么做，却不知怎么编写，我感觉这是最难地，在心里真地是想要去仔细地完成，可是却因为克服不了自己地惧怕，总觉得很难，就拖了好几天，不过庆幸地是我仍是坚持了过来，我觉得做什么事都必需要有信心和耐心，这样做事才会更有效率.在设计地过程中，我也深刻地感受到了做一个完整地工程靠一个人地力气是很辛苦地，必需和自己地队员一起商议争论，而且分工合作，这样每个人做自己所善于地一部分，再合起来就会达到事半功倍地成效 .通过这次课程设计，我更加懂得了单片机这门课，也将课堂学问运用到实践中，不断地积存，让我对单片机产生了很大地爱好，我想接下来我仍会连续学习这门课，不断地提升自己地编程才能，让自己地摸索才能增强.所以

17、我认为这次地课程设计意义很深，和另外两位同学地共同学习协作努力地过程很开心，另外仍要感谢老师地耐心辅导！ *由于这次我们单片机课程和单片机课程设计是同一个学期地课程，在开头单片机课程设计地时候单片机基础也没什么，班上有些人参与了蓝桥杯地看着他们一开头就能自己编程序觉得很厉害，自己只能渐渐从基础开头学习，难免有点心浮气躁.但是好在课程时间比较长，自己渐渐地看书查资料，和组员渐渐磨合，依据课本地学问我们也能自己编出简洁地程序 .刚开头地课堂试验开关掌握灯等等到矩阵键盘都是给课程设计打基础地，课程设计也是将这些基础学问联系起来，既考查了你地耐心又考查你地细心，一旦错了一点点小地 方最终地结果都出不来

18、.究竟小组一起做课程设计能学到课堂学不到地学问，虽然我们没有别人那么多地花样但是我们也有尽力完成，也有学到实践地重要性.当然在试验过程中也显现了很多问题，这些问题都是值得我们重视地，比如复位电路遗忘接电容导致我们复位电路反应很慢甚至没反应，显示屏接上不亮，后来才知道要接滑动变阻器并调剂才能亮.中间显现问题也有询问过其他人，他人地帮忙对我们也很重要，总之，最终实物结果能出来，绝不是一个人地结果，小组地协作，他人地帮忙，老师地指导也是至关重要地.这次单片机课程设计虽然说纠结过烦躁过但是将单片机地学问系统化学习了一遍，自己地动手才能也培育了，和小组一起学习，让我觉满意义很大.所以不管做什么都在沉下心

19、来渐渐做动手做，不管结果怎么样你也尽力了 . *在学习单片机这门课程之前，就听说过这门课程地重要性和学好这门课程地关键,多做单片机试验 .因此对这门课程学之前就特殊可怕.现在单片机课程已经终止，需要来好好地反思 和回忆总结下了 .做试验中，遇到问题应当是预备不充分吧.一开头，由于没有课前预备地意 识，每每都是到了试验室才开头编程，完成作业，导致每次时间都有些仓促.仍有就是自己基础比较差，遇到问题是依靠性也很大，在团队下完成试验.通过这学期地单片机试验地学 习，发觉了自己地问题，需要地地仍有很多，包括搭建电路图和测试硬件电路，需要很大耐心，培育自己接受新学问地自学才能.也通过这次学习在以后地生活

20、和学习中信任只要有 足够士气和耐心，遇到地问题总会被解决.最终感谢老师在我们遇到困难时地帮忙和点播. *欢迎下载精品学习资源第六章 参考文献1. 单片机技术 -课程设计与工程实例中国电力出版社 作者：李海边等 2021.102. Proteus 教程 -电子线路设计、制版与仿真清华高校出版社 作者：朱清彗 2021.93. 51 系列单片机设计实例第 2 版 北京航空航天高校出版社作者：楼然苗李光飞附录：程序第一部分程序：#include #include #include #include#define uchar unsigned char #define uint unsigned in

21、t #define bitn 1nextern unsigned char key_val；uint speed=50 ；char yellow=5,green=20,red=20；/三色定时掌握量uchar hour,minute,second；uchar pwmctr ；/占空比掌握变量uchar pwmctr_green=5；uchar lxytable=0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff ；uchar lxyctr=16 ；bit flag_green=1 ；bi

22、t flag_yellow ；bit flag_red ；bit flag_lsd=1 ；bit flag_jtd ；bit flag_pwmled ；bit flag_lxy ；sbit Red=P10 ；欢迎下载精品学习资源sbit yel=P11 ；sbit gre=P12 ；sbit RED=P13 ；sbit YEL=P14 ；sbit GRE=P15 ；sbit buzzer=P00 ；void disp_timesecond+ ；ifsecond=10buzzer=1 ； ifsecond=60second=0 ；minute+ ；ifminute=60buzzer=1 ；min

23、ute=0 ；hour+ ；ifhour=24hour=0 ；欢迎下载精品学习资源mainL1602_char2,9,hour/10+0x30；L1602_char2,10,hour%10+0x30；L1602_char2,12,minute/10+0x30；L1602_char2,13,minute%10+0x30；L1602_char2,15,second/10+0x30；L1602_char2,16,second%10+0x30；欢迎下载精品学习资源buzzer=0 ；initkeypad ；L1602_init ；TMOD=0x11 ；TH0=65536-10000/256；欢迎下载精

24、品学习资源TL0=65536-10000%256；TH1=65536-1000/256；TL1=65536-1000%256；EA=1 ；ET0=1 ；ET1=1 ；TR0=1 ；TR1=1 ；L1602_string1,1,SPD；L1602_string2,1,；L1602_char1,5,speed/10+0x30；L1602_char1,6, ；while1kevent ；ifkey_val=15ifflag_lsdL1602_char1,4,* ；L1602_char1,6,* ；initkeypad ；whilekey_val.=15initkeypad ；do kevent ；

25、whilekey_val=16 ；ifkey_val=3speed=speed+10 ； ifkey_val=7speed=speed-10 ； L1602_char1,5,speed/10+0x30 ；initkeypad ；L1602_char1,4, ；L1602_char1,6, ；ifkey_val=14initkeypad ；whilekey_val.=14L1602_char2,11,*；欢迎下载精品学习资源initkeypad ；do kevent ； whilekey_val=16；ifkey_val=3 hour+；ifkey_val=7 hour- ；ifkey_val=

26、11uchar a=0,i=2 ；L1602_char2,14,*；whilei-initkeypad ；do kevent ； whilekey_val=16；a=10*a+key_val ；ifiminute=10*key_val+minute%10；minute=a ；L1602_char2,14, ；initkeypad ；L1602_char2,11, ；ifkey_val=0L1602_string1,1,SPD；L1602_string2,1,；L1602_char1,5,speed/10+0x30；L1602_char1,6, ；flag_lsd=1 ；flag_jtd=0 ；

27、flag_pwmled=0 ；flag_lxy=0 ；initkeypad ；ifkey_val=1P1=0xff ；flag_lsd=0 ；flag_jtd=1 ；欢迎下载精品学习资源flag_pwmled=0 ；flag_lxy=0 ；initkeypad ；ifkey_val=2L1602_string1,1, ；L1602_string2,1, ；L1602_string1,1,pwm ；P1=0xff ；flag_lsd=0 ；flag_jtd=0 ；flag_pwmled=1 ；flag_lxy=0 ；initkeypad ；ifkey_val=3L1602_string1,1,；

28、L1602_string2,1,；L1602_string1,1,lxy；P1=0xff ；flag_lsd=0 ；flag_jtd=0 ；flag_pwmled=0 ；flag_lxy=1 ；initkeypad ；void t0 interrupt 1uchar ledcount ；uchar timecount ；uchar lxycount ；uchar i ；uchar j ；TH0=65536-10000/256；TL0=65536-10000%256；ledcount+ ；timecount+ ；欢迎下载精品学习资源lxycount+ ；iftimecount=100timeco

29、unt=0 ；buzzer=0 ；disp_time ；ifflag_jtdifflag_greenGRE=0 ；Red=0 ；L1602_string1,1,RED:；L1602_char1,5,green/10+0x30；L1602_char1,6,green%10+0x30；L1602_string2,1,GRE:；L1602_char2,5,green/10+0x30；L1602_char2,6,green%10+0x30；green- ；ifgreen0green=20 ；flag_green=0 ；flag_yellow=1 ；GRE=1 ；YEL=0 ；Red=1 ；gre=0

30、；ifflag_yellowYEL=0 ；gre=0 ；L1602_string1,1,GRE:；L1602_char1,5,yellow+15/10+0x30；L1602_char1,6,yellow+15%10+0x30；L1602_string2,1,YEL:；L1602_char2,5,yellow/10+0x30；L1602_char2,6,yellow%10+0x30；yellow- ；ifyellow5gre=0 ；L1602_string1,1,GRE:；L1602_char1,5,red-5/10+0x30；L1602_char1,6,red-5%10+0x30；elseye

31、l=0 ；L1602_string1,1,YEL:；L1602_char1,5,red/10+0x30；L1602_char1,6,red%10+0x30；L1602_string2,1,RED:；L1602_char2,5,red/10+0x30；L1602_char2,6,red%10+0x30；red- ；ifred=4gre=1 ；yel=0 ；ifred100ledcount=0 ；P1=biti ；i+ ；ifi=8i=0 ；ifflag_lxyiflxycount=lxyctrlxycount=0 ；P1=lxytablej ；j+ ；ifj=16 j=0 ；lxyctr- ；i

32、flxyctr=0lxyctr=16 ；void t1 interrupt 3uchar count_pwm,count ；TH1=65536-1000/256 ；TL1=65536-1000%256 ；ifflag_pwmledcount_pwm+ ；count+ ；ifcount_pwm=pwmctr欢迎下载精品学习资源Red=0 ；yel=1 ；ifcount_pwm=pwmctr_greengre=1 ；ifcount_pwm=10count_pwm=0 ；Red=1 ；yel=0 ；gre=0 ；ifcount=200count=0 ；ifpwmctr=10 pwmctr=0 ；pw

33、mctr+ ；其次部分程序：#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit rs=P20 ；sbit rw=P21 ；sbit lcden=P22 ； / 液晶使能端sbit DATA = P23 ； /DS18B20 接入口uchar FLAG_DIS=0 ；uchar bai_18b20,shi_18b20,ge_18b20,num； /定义变量bit flag_Negative_number；/负数标志uchar code table=tempreture:； /提示语sbit speaker=P24

34、；signed char shangxian=35；signed char xiaxian=2 ；欢迎下载精品学习资源signed char lala ；void delay_msuint zuint x,y ；forx=z ；x0；x-fory=110 ；y0 ；y-；void delayuint numwhilenum-；void write_lcd_comuchar comP0=com ；rs=0 ；rw=0 ；lcden=0 ；delay_ms1 ；lcden=1 ；delay_ms1 ；lcden=0 ；void write_lcd_dateuchar daters=1 ；rw=0

35、；lcden=0 ；P0=date ；delay_ms1 ；lcden=1 ；delay_ms1 ；lcden=0 ；void lcd_initwrite_lcd_com0x38 ；write_lcd_com0x0c ；write_lcd_com0x06 ；欢迎下载精品学习资源write_lcd_com0x01 ；void Init_DS18B20void/ 传感器初始化uchar x=0 ；DATA = 1 ； /DQ 复位delay10 ； / 稍做延时DATA = 0 ； / 单片机将 DQ 拉低delay80 ； / 精确延时 大于 480us/450 DATA = 1 ； / 拉高总

36、线delay20 ；x=DATA ；/ 稍做延时后 假如 x=0 就初始化胜利 x=1 就初始化失败delay30 ；ReadOneCharvoiduchar i=0 ； uchar dat = 0 ；for i=8 ；i0；i-DATA = 0 ； / 给脉冲信号dat=1 ；DATA = 1 ； / 给脉冲信号ifDATAdat|=0x80 ；delay8 ；returndat ；void WriteOneCharuchar datuchar i=0 ；for i=8 ； i0； i-DATA = 0 ；DATA = dat&0x01 ；delay10 ；DATA = 1 ；dat=1 ；

37、欢迎下载精品学习资源delay8 ；int ReadTemperaturevoiduchar a=0 ；uchar b=0 ；int t=0 ；float tt=0 ；Init_DS18B20 ；WriteOneChar0xCC； / 跳过读序号列号地操作WriteOneChar0x44 ； / 启动温度转换Init_DS18B20 ；WriteOneChar0xCC； / 跳过读序号列号地操作WriteOneChar0xBE； / 读取温度寄存器等（共可读 9 个寄存器）前两个就是温度a=ReadOneChar ；/低位b=ReadOneChar ；/高位t=b ；t=8 ；t=t|a ；ifb&0x80t=t+1 ；flag_Negative_number = 1；else flag_Negative_number = 0； tt=t*0.0625 ；t= tt*10+0.5 ；returnt ；void dis_D18B20void