2022年电科班号单片机课程方案.docx

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1、精品学习资源仅限学习使用湖南工程学院课程设计任务书课程名称 单片机原理与应用课题基于单片机竞赛计分器设计专业班级 电子科学与技术 0802 班同学姓名周 里学号202101180210指导老师汪 超 、李晓秀、赵葵银审批任务书下达日期2021 年 2 月 24 日任务完成日期2021 年 3 月 7 日欢迎下载精品学习资源仅限学习使用设计内容与设计要求设计内容：设计一个甲，乙两队用的竞赛计分器，要求实现以下功能：1、给甲，乙两队分别设置1 个加分按钮，按一下能分别实现加一分；2、给甲，乙两队分别设置1 个减分按钮，按一下能分别实现减一分；3、设置一个清零按钮，按一下能实现清零4、设置预置分按钮

2、；5、设置一个加减一分、两分和三分的切换按钮；设计要求：1、设计方案要合理、正确；2、系统硬件设计及焊接制作；3、系统软件设计及调试；4、系统联调；5、写出设计报告；欢迎下载精品学习资源仅限学习使用主要设计条件1、MCS-51单片机试验操作台1 台；2、PC机及单片机调试软件；3、单片机应用系统板1 套；4、制作工具 1 套；5、系统设计所需的元器件；说明书格式1. 封面2. 课程设计任务书3. 目录4. 系统总体方案设计5. 系统硬件设计6. 软件设计 包括流程图）7. 系统的安装调试说明8、 总结9、参考文献10、附录 源程序清单及硬件原理图等）；11、课程设计成果评分表；进 度 安 排欢

3、迎下载精品学习资源仅限学习使用设计时间为两周第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍下午：借阅有关资料，总体方案争论星期二、确定总体设计方案星期三、硬件模块方案设计星期四、软件模块方案设计星期五、设计及调试其次周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、总调星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参 考 文 献1 、微型运算机原理及应用许立梓编机械工业出版社 20022 、微型运算机接口技术及应用刘乐善编华中理工高校出版社20003 、运算机硬件技术基础试验教程邹逢兴编高等训练出版社20004 、 16 位微型运算机原理接口及其应用周佩玲编中国科学技术高

4、校出版社 20005 、微型运算机原理与接口技术吴秀清编中国科学技术出版社20016 、微型运算机接口技术邓亚平编清华高校出版社20017 、单片机原理及及应用王迎旭编机械工业出版社20018 、单片机应用程序设计技术周航慈著北京航空航天高校出版社 2002欢迎下载精品学习资源仅限学习使用9 、单片机有用技术问答谢宜仁 主编人民邮电出版社2002欢迎下载精品学习资源目录第 1 章系统概述 11.1 系统功能 11.2 设计内容及要求 11.2.1 设计内容 11.2.2 设计要求 21.3 按键设置 2第 2 章总体方案设计 32.1 总体系统框图 32.2 系统组成 3第 3 章系统硬件设计

5、 53.1 掌握电路设计 53.1.1 复位电路 53.1.2时钟输入电路 53.1.3发光二极管显示电路63.1.4矩阵键盘电路 73.1.5数码管显示电路 7第 4 章软件设计 94.1 主程序设计 94.2 各子程序设计 104.2.1 初始化子程序 104.2.2 延时子程序 104.2.3 按键判定之程序 114.2.4 数码管显示之程序 11第 5 章硬件系统的制作与调试 135.1 复位实现两队分值清零 135.2 预置分值 135.3 分值加减实现 14总结和体会 16参考文献 17附录 A系统硬件总电路图 18附录 B程序清单 19欢迎下载精品学习资源第 1 章 系统概述1.

6、1 系统功能设计一个甲、乙两队竞赛计分器，主要用于各种体育竞赛记录分数；采纳键盘作为输入，使用LED 数码管进行显示；基于以上思路，本次设计使用 80C51 实现一基于单片机的电子计分器的设计，其主要具有如下功能：1）用户两个按钮对各队的分数加减操作，本系统中可分别对两队比分进行加 1、加 2、加 3 和减 1，减 2，减 3 操作，并且可以同步显示对应的 LED灯亮；2）比分通过 8 个 8 段共阴极数码管显示器进行显示，每队比分显示三位，中间使用了两位显示分隔符，实际只使用数码的了8 段中 7 段；4）具有复位功能，通过复位键实现；5）预置分按钮可以实现直接置入一个相同分数，然后通过加减可

7、以达到置入想要显示的两队的初始分数；1.2 设计内容及要求1.2.1 设计内容1）分别给甲乙队设置一个分数掌握按钮，此按钮有6 种状态，分别为 - 3， -2 ，-1,+1,+2,+3；2）设置一个切换状态按钮，可以分别切换每一种状态，然后每一种状态会有相对应的发光二极管点亮以区分是哪种状态；3）设置一个复位按钮，按下实现甲、乙队总分清零显示4）设置一个预置分按钮，用于直接赋给给甲乙比分，这里直接赋值50:50 ，再可以通过加减按键实现所要赋给的分值；欢迎下载精品学习资源1.2.2 设计要求（1） ）方案合理、正确，系统稳固、牢靠；（2） ）软件设计要求尽可能精练、简短和运行牢靠；（3） ）硬

8、件电路要求简洁明白，以节省成本；1.3 按键设置本系统设计中一共用到了5 个按钮，分别为：清零按钮、甲队分数掌握按键，乙队分数掌握按键，切换状态按钮和预置比分值按键；每个按 钮的功能如下：掌握甲的按键：实现 -3 、-2 、-1 、+1、+2、+3 功能； 掌握乙的按键：实现 -3 、-2 、-1 、+1、+2、+3 功能； 分值切换按键：实现甲乙的各种状态的切换；预置比分按键：预置甲乙的比分，这里是 50 比 50； 复位清零按键：实现甲乙比分清零；欢迎下载精品学习资源习使用第 2 章 总体方案设计2.1 总体系统框图本系统的设计是以80C51 单片机为核心，配以肯定的外围电路和软件，实现竞

9、赛计分器的功能；利用了8 个 8 段共阴级数码管显示器 . 其中甲乙两个分值各用 3 个数码管显示分值，另外两个显示分隔符；采纳动态显示输出比分，用户信息输入就采纳44 矩阵式键盘，本系统中使用的是独立的键盘；状态切换时候用不同的发光二极管的对应显示切换到了不同的分值；系统设计方案的硬件电路设计框图如图2-1 所示；图 2-1 硬件电路设计2.2 系统组成系统由硬件部分和软件部分组成；硬件电路由复位按键、80C51 单片机、矩阵键盘和 6 个发光二极管， 8 个数码管等组成；软件部分主程序主要由键盘识别、键值处理、8 位 8 段共阴极 LED显示器扫描显示子程序组成；软件设计主要有四个部分：信

10、息输入、信息处理、显示输出；信息输入时采纳键盘来实现，所以需要检测键盘有无欢迎下载精品学习资源习使用按键的子程序；信息处理需要对用户通过键盘输入的不同信息进行辨别并执行相应的处理；显示输出采纳动态输出，从而达到设计的目的；欢迎下载精品学习资源第 3 章习使用系统硬件设计3.1 掌握电路设计3.1.1复位电路如图 3-1 所示，按钮与单片机的RST 引脚相连，当每次按下该按钮后，系统将通过软件实现对计分实现清零功能；这里我挑选的是使用电平复位；跳冒是插在 1、2 端口；复位电路图如下图 3-1 所示；图 3-1复位硬件电路图3.1.2 时钟输入电路一般时钟电路分为内部时钟方式和外部时钟，这里我采

11、纳的是内部时钟方式；时钟信号输入电路如下图3-2 所示；欢迎下载精品学习资源习使用图 3-2 时钟输入电路3.1.3 发光二极管显示电路本系统所使用得单片机上在低电平常LED点亮，高电平常 LED熄灭；这里只用了 6 个灯，从左到右依次指示处理的是 -3 ， -2 ，-1 ， +1，+2，+3 分值；实际的硬件电路图如下图3-3 所示；图 3-3 LED 灯硬件图欢迎下载精品学习资源习使用3.1.4矩阵键盘电路本系统所使用的单片机外围的键盘电路是可以有独立和矩阵键盘两种使用情形，这里我是做独立键盘使用的；图上S1-S4 可以配置成独立按键，通过跳帽 J11 切换， J11 有三根针组成，图上跳

12、到左端就可以作为独立按键使用；本设计中使用了S1，S2， S3，S4，这里 S1 是甲分数的掌握键， S2 是乙分数的掌握键， S3 是加减分值切换键； S4 是预置分数按键；按键使用中有消抖处理；矩阵键盘电路图如下图3-4 所示；图 3-4 矩阵键盘电路3.1.5数码管显示电路本系统使用的是 8 位 8 段数码管显示电路，采纳的是动态显示，段选是先通过了一个 74HC573锁存器再连接在 8 个段选信号输入的，这里也可以不接锁存器，可以有跳帽切换的；位选是先通过74138 芯片进行欢迎下载精品学习资源习使用译码输出接到 8 个位选输入端口的；段选是接的单片机的P0 口，位选是接单片机的 P2

13、 口的 P2.0 、P2.1 、P2.2 三个端口；实际的数码管显示电路图如下图3.1.5-1所示；实际本设计中是使用最低三位为显示甲队的分值，最好三位是显示乙队的分值，中间两位是显示的横杠分隔符；图 3-5数码管显示电路图欢迎下载精品学习资源习使用第 4 章软件设计4.1 主程序设计本系统软件设计采纳单片机汇编语言设计，主要的语言模块有：初始化模块、按键判定模块、数码管显示模块、延时模块组成；程序设计的流程图如下图 4-1 所示；图 4-1软件设计的流程图欢迎下载精品学习资源4.2 各子程序设计4.2.1 初始化子程序NA EQU 24HNB EQU 25H；甲乙两队分数TEMP EQU 2

14、6H；存放切换分数 -3-2-1123 TEMP1 EQU 27HJIAfen BIT P3.0；甲分掌握位Yifen BIT P3.1；乙分掌握位SWITCH BIT P3.2；分值切换掌握位Zhifen BIT P3.3；预置分值掌握位ORG 0000H SJMP STARTSTART:MOV DPTR,#TABLE；将表首址送 DPTRMOV NA,#0MOV NB,#0；比分自动清零MOV TEMP1,#1；循环变量MOV TEMP,#-3；开机默认加减分值为 -3 MOV P1,#11111110b；分值显示灯亮第一个灯初始化程序是用来对各定义的变量初始化的，每一次主程序执行之前都要

15、先执行初始化程序以保证变量的值为初值；4.2.2 延时子程序DELAY:MOV R6,#10 E:MOV R7,#300 DJNZ R7,$DJNZ R6,E RET这个延时程序设计是在硬件调试过程中更换数据得来的，不同的硬件延 时 应 选 择 适 合 的 延 时 时 间 ； 延 时 程 序 延 时 时 间 计 算 式 ：欢迎下载精品学习资源1T+1T+*10+2T；4.2.3 按键判定之程序A1:ACALL DISPLAY；调显示函数JNB JIAfen,S1JNB Yifen,S2 JNB SWITCH,S3JNB Zhifen,S4LJMP A1；判定按下的掌握键这里只是按键挑选程序，实

16、际上转移到各自的处理程序中就有按键的消抖处理和对应按键信号所要执行的处理程序；4.2.4 数码管显示之程序DISPLAY:MOV A,NA；甲队比分显示MOV B,#100；将 8 位二进制转换位十进制DIV ABMOV P2,#0MOVC A,A+DPTR；送段码MOV P0,A；显示甲比分比分百位LCALL DELAY MOV A,B MOV B,#10 DIV ABMOV P2,#1MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAY MOV A,BMOV P2,#2MOVC A,A+DPTR MOV P0,A欢迎下载精品学习资源LCALL DELAY MOV P2,#3M

17、OV P0,#40H；显示分隔符LCALL DELAY上面是甲队分值对应数码管显示函数的代码，对段选P0 口和位选 P2 口的处理就可以实现要显示的分值；欢迎下载精品学习资源习使用第 5 章 硬件系统的制作与调试单片机语言程序是基于Keil uVision2编程软件编写的汇编程序；在 keil内建立工程后建立汇编文件，编写MCS-51 程序，进过不断对程序的更换和调试；最终生成我们想要的HEX 文件，再用单片机程序下载软件 STC_ISP_V3.1 进行对十六进制的可下载文件进行下载到单片机上， 将运行结果和试验现象与预定成效进行比较，再反过来对程序进行修改以达到要求；最终经过不断的改进就可以

18、实现设计的目的；5.1 复位实现两队分值清零下图 5-1 是清零时所拍照的硬件显示图，可以看出它实现了清零的功能；图 5-1 复位清零硬件成效图5.2 预置分值这里的预置分值的功能是当预置分值按键按下后，两个队的分值显 示都会变为 50 分，然后假如要调整，就可以通过不同的分值加减处理得到所要的分值比；实际的成效如下图5-2 所示；欢迎下载精品学习资源习使用图 5-2预置分值功能硬件实现摄像图5.3 分值加减实现下面是显示的两个不同的分值比信号的硬件成效摄像显示图，如下 图 5-3 ，图 5-4 所示，可以看出本系统设计的加减功能是可行的，完全可以实现竞赛计分的功能；图 5-3变化前分值显示图

19、欢迎下载精品学习资源习使用图 5-4通过加减变化后显示图欢迎下载精品学习资源总结和体会通过此次课程设计让我知道设计开头，我们第一理清了自己的思路，整理出了总体方案，然后设计出硬件原理图，接着就依据硬件来设计软件，最终就是调试了；在这次设计中困难最大的就是调试，收成最多的也是调试，由于调试的时候你必需对程序相当的熟识，对每一条指令都了如指掌，并且硬件的连接也要清晰的印在脑海里，只有这样你才能让软件和硬件结合在一起，并且让他们依据你的想法工作；本次调试中我发觉了自己软件设计中的延时程序的延时时间是不够的，当然在更换之后就弄清晰其实实质行的问题是按键消抖我只进行了前段的消抖， 在等键释放的程序我就没

20、有考虑，导致了调试中，按住分值切换键后， 指示不同分值的流水灯就不断的循环点亮了；再者在调试中仍对所用到的器件有了更深的熟识和明白，在以后的设计中就可以娴熟的使用了；整个的设计过程中我懂得了很多东西, 当遇到一不了的问题，跟同伴一起商议、合作，或许能收到事半功倍的成效；不管学什么，肯定要打好基础，学好、学熟知，但光有理论仍是不行的，仍得能为己所用；更重要的是要培育了独立摸索和设计的才能，增强对学问应用的信心；欢迎下载精品学习资源参考文献1 单片机原理与应用王迎旭编机械工业出版社2 51 系列单片机原理与接口技术试验指导周向红编湖南工程学院3 微型运算机原理及应用许立梓编机械工业出版社 2002

21、4 微型运算机接口技术及应用刘乐善编华中理工高校出版社 20005 运算机硬件技术基础试验教程邹逢兴编高等训练出版社 20006 16 位微型运算机原理接口及其应用周佩玲编中国科技高校出版社 20007 微型运算机原理与接口技术吴秀清编中国科学技术出版社20018 微型运算机接口技术邓亚平编清华高校出版社20019 单片机原理及及应用王迎旭编机械工业出版社200110 单片机应用程序设计技术周航慈 著北京航空航天出版社200211 单片机有用技术问答谢宜仁 主编人民邮电出版社 2002欢迎下载精品学习资源习使用附录 A 系统硬件总电路图附录图 总体实物硬件图欢迎下载精品学习资源附录 B程序清单

22、NA EQU 24HNB EQU 25H；甲乙两队分数TEMP EQU 26H；存放切换分数 -3-2-1123 TEMP1 EQU 27HJIAfen BIT P3.0；甲分掌握位Yifen BIT P3.1；乙分掌握位SWITCH BIT P3.2；分值切换掌握位Zhifen BIT P3.3；预置分值掌握位ORG 0000HSJMP STARTSTART:MOV DPTR,#TABLE；将表首址送 DPTR MOV NA,#0MOV NB,#0；比分自动清零MOV TEMP1,#1；循环变量MOV TEMP,#-3；开机默认加减分值为 -3 MOV P1,#11111110b；分值显示灯

23、亮第一个灯A1:ACALL DISPLAY；调显示函数JNB JIAfen,S1JNB Yifen,S2 JNB SWITCH,S3JNB Zhifen,S4LJMP A1；判定按下的掌握键S1:LCALL DELAY1；去抖动JB JIAfen,A1；确认按键MOV A,NA ADD A,TEMP MOV NA,AC0:JB JIAfen,A1；等键释放LCALL DISPLAY欢迎下载精品学习资源SJMP C0S2:LCALL DELAY1；去抖动JB Yifen,A1 MOV A,NB ADD A,TEMP MOV NB,AC1:JB Yifen,A1；等键释放LCALL DISPLAY

24、 SJMP C1JB0: JB SWITCH,A1 RETS4:LCALL DELAY1；去抖动JB Zhifen,A1 MOV NA,#50 MOV NB,#50C2:JB Zhifen,A1；等键释放LCALL DISPLAY SJMP C2S3: LCALL DELAY1；去抖动JB SWITCH,A1 INC TEMP1 MOV A,TEMP1D00:CJNE A,#2,D0 MOV TEMP,#-2LCALL JB0；等键释放MOV P1,#11111101b ；这里执行的是加 -2 的命令lJMP D00D0:CJNE A,#3,D1 MOV TEMP,#-1 LCALL JB0M

25、OV P1,#11111011b ；这里执行的是加 -1 的命令lJMP D0欢迎下载精品学习资源D1:CJNE A,#4,D2 MOV TEMP,#1 LCALL JB0MOV P1,#11110111b ；这里执行的是加 1 的命令lJMP D1 D2:CJNE A,#5,D3 MOV TEMP,#2 LCALL JB0MOV P1, #11101111b ；这里执行的是加 2 的命令lJMP D2D3:CJNE A,#6,D4 MOV TEMP,#3 LCALL JB0MOV P1,#11011111b；这里执行的是加 3 的命令lJMP D3D4:CJNE A,#7,D5 MOV TE

26、MP1,#1 MOV TEMP,#-3 LCALL JB0MOV P1,#11111110b；这里执行的是加 -3 的命令lJMP D4 D5:LJMP A1；分值切换循环 -3,-2,-1,1,2,3；* *显示函数DISPLAY:MOV A,NA；甲队比分显示欢迎下载精品学习资源MOV B,#100；将 8 位二进制转换位十进制DIV ABMOV P2,#0MOVC A,A+DPTR；送段码MOV P0,A；显示甲比分比分百位LCALL DELAY MOV A,B MOV B,#10 DIV ABMOV P2,#1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAY MOV

27、 A,BMOV P2,#2 MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAYMOV P2,#3MOV P0,#40H ；显示分隔符LCALL DELAY；*乙队比分显示MOV A,NB MOV B,#100 DIV ABMOV P2,#5 MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAY MOV A,B MOV B,#10 DIV ABMOV P2,#6欢迎下载精品学习资源习使用MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAY MOV A,BMOV P2,#7 MOVC A,A+DPTR MOV P0,ALCALL DELAYMOV P2,

28、#4 MOV P0,#40H LCALL DELAYRETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH；*延时程序DELAY:MOV R6,#10 E:MOV R7,#300 DJNZ R7,$DJNZ R6,E RETDELAY1:MOV R6,#1000 F:MOV R7,#5000DJNZ R7,$ DJNZ R6,F RETEND电气信息学院课程设计评分表评价项目优良中及格差欢迎下载精品学习资源习使用设计方案合理性与制造性10%）开 发 板 焊 接 及 其 调 试 完 成 情 况*10%）硬件设计或软件编程完成情形设计说明书质量 20%答辩情形 10%完成任务情形 10%独立工作才能 10%出勤情形 10%综 合 评 分指导老师签名： 日期： 注：表中标 * 号工程是硬件制作或软件编程类课题必填内容；此表装订在课程设计说明书的最终一页；课程设计说明书装订次序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件 非 16K 大小的图纸及程序清单）；欢迎下载