2022年报警器与旋转灯 .pdf

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1、2014/5/27 1 题目报警器与旋转灯设计专业光伏发电技术及应用学号姓名名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 2 目录1. 单片机基础知识 _ 31.1 单片机的定义 _ 31.2 单片机的基本组成_ 31.3 单片机的特点 _ 42. 课题设计 _ 62.1 课题设计内容 _ 62.2 系统硬件设计 _ 62.3 ATC89C51 单片机 _ 72.4 旋转灯电路 _ 92.5 系统主程序

2、_ 103. 程序调试 _ 123.1 proteus软件仿真 _ 123.2 原程序调试 _ 13名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 3 1. 单片机基础知识1.1 单片机的定义所谓的单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上，具备独特功能的微型计算机，通常片内都含有CPU 、ROM 、RAM 、并行 I/O 、串行 I/O 、定时器/ 计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。单片机全

3、称为单片微型计算机，又称微控制器或嵌入式控制器。1.2 单片机的基本组成单片机与现代微型计算机一样，结构均采用冯诺依曼提出的 “存储程序” 思想， 即程序和数据都被放在内存中， 采用二进制代替十进制进行运算和存储程序。一个最简单的单片机由以下五部分组成：（1）中央处理器CPU ，包括运算器，控制器和寄存器组；（2）存储器，包括 ROM 和 RAM ；（3）输入输出（ I/O ）接口，它与外部输入输出设备相连；（4）电源和时钟电路。基本结构图如图 1.1 所示。图 1.1单片机的基本结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 4 51 系列单片机在功能上有基本型和增强型两类。它具有体积小、功能全、面向控制、开发应用方便等特点，在工业实时控制、智能控制、测控等方面得到广泛应用。以 8051 为例介绍其功能和结构，它的内部结构由8 大部分组成：（1）一个 8 位中央处理器 CPU. CPU的内部结构是由算术逻辑运算单元、累加器、程序状态字寄存器、堆栈指针、寄存器、程序计数器、指令寄存器、暂存器等部件组成，是单片机的核心部件。（2）128个字节的片内数据存储器RAM （3）3KB的片内程序存储器

5、ROM 或 EPROM （4）18 个特殊功能寄存器SFR （5）4 个 8 位并行输入输出 I/O 接口： P0、P1、P2、P3。（6）1 个串行 I/O 接口，完成单片机与其他微机之间的串行通信。（7）2 个 16位定时器 / 计数器 T0、T1。（8）具有 5 个中断源， 2 个可编程优先级的中断系统，它可以接收外部中断申请，定时器 / 计数器中断申请，串行接口中断申请。1.3 单片机的特点单片机与通用微机相比，具有以下优点: （1）控制功能强（2）抗干扰性强，可靠性高，工作温度范围宽（3）开发周期短，性价比高，易于产品化微型计算机的出现是电子数字计算机广泛应用到人们日常工作、生活领域

6、中去的一个重大的转折点。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 5 单片微型计算机简称为单片机。 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：中央处理部件（CPU ） 、存储器（ RAM,ROM） 、定时器 / 计数器、各种输入 / 输出(I/O) 接口（如并行 I/O 口、串行 I/O 口和 A/D 转换器）等，

7、目前大部分还会具有外存。 同时集成诸如通讯接口、 定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器 （Microcontroller） ，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。 最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中。他支持汇编和C 的混合编程，同时具备强大的软件仿真和硬件仿真功能。Protues 能够很方便的和KEIL、Matlab?IDE 等编译模拟软件结合。 Proteus 提供了大量的元件库有RAM ，ROM ，键盘，马达， LED ，L

8、CD ，AD/DA ，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件，它可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51 系列、 AVR ，PIC 等常用的 MCU ，与 keil和 MPLAB 不同的是它还提供了周边设备的仿真，只要给出电路图就可以仿真。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 6 2. 课题设计2.1 课题设计内容（1）本课题的主要任务是设计采用单片机控制的报警器与旋转灯，要求通过外部中断 0 控制

9、报警器和旋转灯。（2）报警器与 P3.7 口接，八个发光二极管分别接P2口。（3）当接外部中断 0 的开关按下时，报警器响，八个发光二极管顺时针方向旋转；当第二次按下开关时，报警器停止和发光二级管熄灭。2.2 系统硬件设计基于单片机的报警器与旋转灯系统的电路原理图如图2-1 所示。 系统由旋转灯模块、复位模块、开关报警器模块、 最小系统 LED模块和电源模块五部分组成。P1 口P0 口RST ATC89C51P3 口XTALP2 口电源模块复位模块最小系统 LED 模块开关和报警器模块旋转灯模块报警器与旋转灯系统的电路原理图2-1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

10、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 7 2.3 ATC89C51 单片机STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052 单片机完全兼容， DIP40 封装系列与8051 为pin-to-pin兼容。STC89系列单片机高速 (最高时钟频率 90MHz) ，低功耗，在系统/ 在应用可编程 (ISP ，IAP), 不占用户资源。本设计采用 ATC89C51 ，它提供的功能标准如表2-2。表 2-2 A

11、TC89C51 功能标准兼容 MCS51 指令系统8K可反复擦写Flash ROM 32 个双向 I/O 口256x8bit内部 RAM 3 个 16 位可编程定时 / 计数器中断时钟频率 0-24MHz 2 个串行中断可编程 UART串行通道2 个外部中断源共 6 个中断源2 个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 8 ATC89C

12、51 引脚图如图 2-3 所示图 2-3 ATC89C51 （1）主电源引脚（ 2 根）VCC(Pin40)：电源输入，接 5V电源GND(Pin20)：接地线（2）外接晶振引脚（ 2 根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端（3）控制引脚（ 4 根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2 个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30) ：地址锁存允许信号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

13、第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 9 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。（5）可编程输入 / 输出引脚（ 32 根）ATC89C51 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、P1、P2、P3口，每个口有 8 位（8根引脚），共 32根。P0口（Pin39Pin32）：8 位双向 I/O 口线，名称为 P0.0P0.7 P1口（Pin1Pin8）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P1.0P1.7

14、 P2口（Pin21Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P3.0P3.7 2.4 旋转灯电路在本设计中 , 旋转灯电路由 8 个 LED发光二极管和 8 个 0.3K的电阻构成。该电路设计比较简单，但是要注意节点的电气连接。其相应的电路图 2-4 所示。旋转灯电路图2-4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014

15、/5/27 10 2.5 系统主程序（1）系统主程序主要用于变量及其他部件的初始化，如系统的初始化，以便能够准确的进行相应的操作。 同时进行相应的功能键判断， 从而实现特殊功能。其相应的流程图 2-5 所示。图 2-5 报警器与旋转灯系统主程序流程图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 11 （2）在相应的外部中断和定时器中断程序中，首先响应外部中断，再响应两个定时器中断， 读取键值，旋转灯旋转

16、，报警器响，在定时器重置初始值以后，再次外部中断返回。中断程序的相应流程图如2-6 所示。图 2-6 中断程序流程图外部中断 0 响应定时器 0、 1 重置初值旋转灯、报警器工作中断返回开始初始化参数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 12 3. 程序调试3.1 proteus软件仿真使用 proteus 原理及仿真电路如图2-7 所示。图 2-7 proteus仿真电路名师资料总结 - -

17、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 13 3.2 原程序调试#include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit SPK = P37; uchar FRQ = 0 x00; void Delayms(uint ms) uchar i; while(ms-) for(i=0;i120;i+); 名师资料总结 - - -

18、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - - 2014/5/27 14 void main() P2 = 0 x00; TMOD = 0 x11; TH0 = 0 x00; TL0 = 0 xff; IT0 = 1; IE = 0 x8b; IP = 0 x01; TR0 = 0; TR1 = 0; while(1) FRQ+; Delayms(1); void EX0_INT() interrupt 0 TR0 = !TR0; TR1 = !T

19、R1; if(P2 = 0 x00) P2 = 0 xe0; else P2 = 0 x00; void T0_INT() interrupt 1 TH0 = 0 xfe; TL0 = FRQ; SPK = SPK; void T1_INT() interrupt 3 TH0 = -45000/256; TL0 = -45000%256; P2 = _crol_(P2,1); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 15 页 - - - - - - - - -

20、2014/5/27 15 结束语在大学期间，从接触单片机的课程开始，单片机就给我留下了神秘感。不论是对课程的学习，还是心中对课程的看法， 直到自己独自完成布置的单片机课程，自己的对单片机才有了实质性的了解。实验任务分配下来后，一开始确实很迷茫。因为完全没有头绪，无从下手。看这网页中搜索的浩瀚的资料， 真是一个头两个大， 也第一次体会到了长时间对这电脑屏幕痛苦的感觉。之后我静下心来， 仔细挖掘这次实验的问题所在。 我所作的课题关键在于利用 3 个中断对灯的显示和按键触发的处理。想通这些后我开始查阅相关资料，从芯片组成到 C语言程序，开始深入的学习。我一步步去尝试，一次次和同学讨论解决自己存在的问题，最终将单片机课程完成。通过这次实验， 我认为学习的不仅仅是知识， 更重要的是解决问题时坚毅不拔的精神，人不会被打败，只有被摧毁。在求知的道路上我们不能轻易放弃，不能放纵退缩。只有迎难而上，方能摘取胜利的果实！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 15 页 - - - - - - - - -