多台设备自动循环控制系统单片机课程设计报告.docx

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1、目的：本课题为“多台设备自动循环控制，目的在于用发光二极管模拟工厂里 的机器设备，通过编程控制8052系列单片机，让这些设备按照要求循环运行。意义：1有助于加深我们对操作系统这门课程的理解，我们在课堂上学的都是根 底理论知识，对于如何用程序语言来描述所学知识还是有一定难度。通过课程设计， 我们可以真正理解其内涵。2 .有利于我们逻辑思维的锻炼，程序设计能直接有效地训练学生的创新思 维、培养分析问题、解决问题能力。即使是一个简单的程序，依然需要学生有条不理 的构思。3 .有利于培养严谨认真的学习态度，在程序设计过程里，当我们输入程序 代码的时候，如果不够认真或细心，那么可能就导致语法错误，从而无

2、法得出运行结 果。那么，这个我们反复调试，反复修改的过程，其实也是对我们认真严谨治学的一 个锻炼。用单片机控制二极管（代替现实设备），使其按要求循环运行。8只发光二极管代替8台设备，接在P1 口上。2 .P3.0和P3.2为控制口，用导线连接开关，用开关控制设备的运行与停止。3 .没有按钮按下时，8台设备全部运行，P3.0按钮按下时8只发光二极管以0、1、2 3、4、5、6、7、5、3、1、7、5、3、1、7为一个过程开始循环运行，当P3. 2按钮 按下时8只发光二极管全部点亮。用一只8段LED数码管同步显示正在运行的设备的编号。本课题由于要求使用8052系列单片机，故在此系列中选择。市场上现

3、使用较多的52系列单片机有Atmel公司生产的AT89C52. AT89S52,以 及STC公司生产的STC89c52、STC89S52,比照两家公司的产品可知，STC公司的产品解决措施：用其他元件库代替目标元件，实在无法代替的自己制作元件库或封装。问题6：将PCB图中的导线加粗后始终显示绿色错误状态。解决措施：在菜单栏的 Design 下点击 Rulesf Routing-Width-Width,在 Constraints 栏 中修改Max Width和Preferred Width两个值即可。万能板搭电路并测试正确后的实物图如图5-1、图5 - 1实物图（正面）图5-2所示。10我一woo

4、 QOQOOg:,一uooccoc OQOODoo-ooosooo 60000 -io*x4 : 一 Q r do，总 c，r&r7 MQO0O Y - 二一一o。6 -I L。-i Joo 4 9C9。 i 。个，J ;，。0N00。-40。 j - Goo ( QOG :-:n图5 - 2实物图（反面）运行效果如图5-3所示。图5 - 3运行效果图结束语经过10多天的设计与制作，我终于较圆满地完成了？多台设备自动循环控制?这 一课题。虽然整体看来，一个不怎么复杂的电路花了 10多天时间，效率比较低下， 但对于第一次经历这种完整的过程的我来说，其结果还是令人欣慰的。从设计电路到 仿真，再到购

5、置元器件，在万能板上搭电路模拟，到用软件画PCB图，再到发送原理 图给印制电路板厂家生产PCB板，最终再在做好的PCB板上焊元器件直至完工，其中 的艰辛只有我们团队的同学们能够体会得到。我们首先要感谢陆广平老师对我们的悉心指导，她对我们的课题给予了较为详细 的讲解，对我们的元器件选择给予了帮助，作为个人，我要感谢我的同学，正是由于 每一个人的共同努力才有了我们最终的结果。单片机是很重要的一门课程，老师和一些工作的朋友都曾说过，如果学好一门单 片机，就凭这个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。尽管我们在课堂学到的内容 很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就 多

6、了一项生存的本钱。最后感谢老师对我们的精心指导和帮助，感谢同学们对我的帮 助。课题终究会结束，但我们的单片机生涯才刚刚开始，今后一定还将遇到更复杂的 课题和更难以解决的问题，我相信，只有依靠团队的力量，我们才能取得成功，只有 依靠坚忍不拔的毅力我们才能战无不胜！参考文献L?单片机控制实训指导及综合应用实例？张大明主编机械工业出版社2. ?单片机原理及应用技术？陈益飞主编国防工业出版社?Altium Designer原理图与PCB设计？周润景 张丽敏 王伟 编著 电子工业出版 社3. ?电工电子实习教程？（第3版）宋学瑞 主编中南大学出版社?基于Proteus的8051单片机实例教程？李学礼 主

7、编 电子工业出版社4. ?Proteus教程一一电子线路设计、制版与仿真？朱清慧张凤蕊翟天嵩王志奎 编著清华大学出版社?21天学通C语言？王正仲 等编著 电子工业出版社5. ?新概念51单片机C语言教程一一入门、提高、开发、拓展全攻略？郭天翔编著电 子工业出版社?电子线路CAD实用教程？（第3版）潘永顺沙河 编著西安电子科技大学出版社附录附录一：多台设备自动循环控制系统设计电路原理图图 附录7图附录- 1多台设备自动循环控制系统设计电路原理图附录二：Proteus仿真效果图图 附录-411，/【八1困YEU0UI图附录- 4 Proteus仿真效果图工FOnfAfiO ro.vAtiF03TA

8、W 0?小3 FO.WAI* 23/20 0/A* ,07317PNg *22fAC F23TA11 F2.WAG FZWAOF22/A15m3F32mnn FjaniTTP3.HDE-YELiOWlEt-YELWVURP1 VQSPACIf：附录三：多台设备自动循环控制系统设计C语言程序清单#include 包含52系列单片机头文件#include 包含左右移函数的头文件#define uchar unsigned charuchar code DSY_CODE = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f); 共阴

9、09显示一uchar data flag;/设标志位int i, y;sbit aa=P30; /P3.0为循环控制位，低电平时各设备循环运行sbit bb二P3八2; P3.2口为全部工作位，低电平时所有设备均运行void delay (y) 延时子程序 (int z;while (y-)(for (z=120;z0;z-)if(flag=0) break; 主程序运行过程中当产生中断时跳出延时 子程序void intO() interrupt 0外部中断0Pl=OxOO; P0=0x7f; flag=O;void main ()(uchar k;IE=0x81; EA=1开总中断;ExO=

10、l开外部中断0;Pl=0x00;P0=0x7f;SP=0x7B; 堆栈指针复位while(l)假设外部中断不产生，那么一直不跳出该局部flag=l;if (flag=0)break;Pl=0x7f;for (i=8;i0;i一)(左移函数Pl=_crol_(Pl, 1);k=Pl;switch (k)数码管显示正在运行的设备编号break; break; break; break; break; break; break; break;case Oxfe: P0=0x06 case Oxfd: P0=0x5b case Oxfb: P0=0x4f case 0xf7: P0=0x66 case

11、 Oxef: P0=0x6d case Oxdf: P0=0x7d case Oxbf: P0=0x07 default: P0=0x7f delay (500);for(i=8;i0;i一一)Pl=_cror_(Pl, 2); k=Pl;switch (k)case Oxfe: P0=0x06; break;case Oxfd: P0=0x5b; break;case Oxfb: P0=0x4f; break;case 0xf7: P0=0x66; break;case Oxef: P0=0x6d; break;case Oxdf: P0=0x7d; break;case Oxbf: P0=

12、0x07; break;default: P0=0x7f; break;)delay (500);)附录四：多台设备自动循环控制系统设计元器件目录表序号元器件名称数1 STC89C52单片机1块2 8段1位LED数码管1个3 红色蓝光LED发光二极管8只4 5 1 0。限流电阻8只5 1k 0电阻1只6 102排阻1个7 12M晶振1个8 30pF电容2只9 io “F电解电容1只I 0排针、导线假设干1 1.轻触按钮3个可屡次擦写，一个机械周期只要6个时钟周期，且支持USB在线读写，处理速度优于 Atmel公司生产的产品。所以比照后选择使用STC89C52单片机芯片。通过学习和调查市场行情，

13、我们发现，能够用来做显示器使用的有8段数码管、 液晶显示屏以及点阵模块等。其中，八段数码管本钱低廉、使用方便、显示明亮，适 合显示位数少、线路不复杂的电路；液晶显示屏价格较高，引线较多，不但可以显示 数字还能显示文字，可显示范围广，一般多用于需要显示文字或字母的电路；点阵模 块不适合做静态显示。因为本课题只需要控制8台设备，位数少且用数码管显示方便，所以我们的显示 元器件选用8段LED数码管。由于本课题要求在P1 口控制8只LED发光二极管，故需要选用限流电阻来限制 流过发光二极管的电流，假设选用电阻过小，那么二极管容易因过流而烧掉，假设选 用电阻过大，那么二极管容易因电流过小而发光暗淡，所以

14、选用电阻不能太大或太小。 查阅发光二极管各项参数后发现，发光二极管正常发光时电流约为10mA,发光二极 管导通电阻很小可忽略不计，那么根据公式R=(E-U)/R0可算出，限流电阻阻值在 500。左右。应选用阻值为5 1 0 Q的电阻。要想使单片机正常运行，可靠、稳定的电源必不可少，在以往的电子设计中，我 们一般制作5V电源，这样可以选择用变压器降日常所用2 2 0 V电压降至5 V供我 们所用，但此方法耗时且需要更多本钱故放弃。因为我们一般都用到笔记本做课程设 计，所以我们选择U S B烧录器作为电源。在确定了单片机芯片、8段LED数码管、限流电阻、电源后，我们还确定选用8 只直径3 nmi的

15、LED发光二极管、3只按钮、排针、排阻、导线假设干以及用于单片机 最小系统的电容、晶振、电阻等。8台 设 备RXD、 INTO中断控制数码管显示局部f Ai OPUWMMPO 1刖 1PO WO2PO 31AO3P0 4IAO4PO WO5PO BWD8PO 74P2UA11ALEP24(A12尊P2 5JA13P2 &AU P2 7XA15pi a*T2F3.ORXDpi i/nexP3 imQP1.2P3 3HNTCPl 3P3,M4T1P1.4n 4 企F34HDF35H1P1 5Pl 6口?曲南PI 7P3 7机tf-t-t-tTf-tth t3t=1一总体设计框架图如图3T所示:P0

16、STC89C52RCP1RXDINTO图 3 - 1本设计采用STC89c52RC单片机作为系统控制芯片，单片机接收INTO、RXD传来 的中断信号并转变为对8台设备的控制，以8段LED数码管为显示模块，将正在运行 的设备编号同步地显示出来，在控制电路中，主要是由两个按钮来指挥设备的运行方 式。最小系统包括晶振电路、复位电路和电源局部。图3-2为单片机最小系统。C1图3 - 2单片机最小系统电路图中断控制模块如图3-3所示。XTALtpa aADc HJ 1.*ADt P0 2fAD2XTAL2P0 3WO3 P0 4Q4 POAOS POMADEPSIPO 7fAD7P2(KA0F2 UA9

17、P2 2/AI0P2aiAH心P2 4/A12EAP2 aAi3 P2 0WU4 P2 7ZAI5PI (T2P3nFXCPI 1/T2EXP3 bTXCPI 2P3 2/NTDPI JpaaFfTTP14P3V1TPI 5P3 5/T1PI 6P3环市PI 7F3 7553f-k- 1 2 3 4 5 R 7 HzawM2川好EE图3 - 3中断控制模块该模块主要由两个按钮组成，其中一个按钮与P3.0 口相连，另一按钮与P3. 2 口 相连，两个按钮的公共端接地。当按钮被按下时，与该按钮所接的单片机端口变为低 电平，信号传入单片机内，申请中断。单片机将响应中断，根据中断程序控制8台设 备的运

18、行方式。设备模块如图3-4所示。P3M 内g,2 工UH1 g Jng 八必i Flt/W ，1，R图3 - 4设备模块设备模块主要由8只LED发光二极管代替工业现场的8台设备，通过控制发光二 极管的亮暗方式从而到达模拟控制工业现场8台设备的目的。8只发光二极管分别于一只500。的电阻串联，电阻起限流作用，防止发光二极 管因电流过大而烧掉，也防止可能因电流过小而无法正常显示。每只电阻除与发光二 极管相连外，另一端与单片机对应P0 相连，从而被单片机所控制。8只发光二极 管有一公共端，且接高电平。当P0 口输出低电平时，对应的发光二极管点亮。显示模块如图3-5所示。VCCXTAL2m.ur/XL

19、JU Plt/ADIP3.3/AO3P3S/AD5 P3G/AI6RSIP9.7/AD7P2TAB P2 1/A3P2aMOPSENP2 37AliALEP2 4?A12EAP2aA13 P28M4 P2 MM5PI (VT2P3MWDP1.1/T2EXP3.17DCDP1.2P32HNTUP1 3P33.1NT1P1 4P3 4何P1 5P3 5EPI 6P3 6MRPI 7P3 7而izJ -3一4盎啜渣货千玉玉玉rI?1图3 - 5显示模块该模块主要由102排阻和一只8段LED数码管组成。P0 为双向I/o ，要想保证端口能正确地输出高电平，需要在外部加上拉电阻, 故使用102排阻作为上

20、拉电阻。在单片机处于输出状态时排阻将P0 口电位拉高。由 于共阳极数码管使用时需加驱动电路，增加了电路的复杂度和本钱，故我们选用共阴 极数码管，其公共端接地。在实际使用时，共阳、共阴极数码管需要用万用表进行区 分，且编程时显示代码亦不相同，在这里须注意。系统整体电路如图3-6所示XTAU图3 - 6整体电路图POT，IO FQi!AM2JTAI3 FQ，AM AarAK 2，AA FOTJAIT:.TEC (J，zse PTSFJyA FZJTAtlFXAC PJfrAO tZATAU,32rtTO rtrn P34TD “am3九%主程序如下：#include 包含52系列单片机头文件#in

21、clude 包含左右移函数的头文件#define uchar unsigned charuchar code DSY CODE = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f; 共阴09显示uchar data flag;/设标志位int i, y;sbit aa=P30; P3.0口为循环控制位，低电平时各设备循环运行sbit bb=P3八2; P3.2口为全部工作位，低电平时所有设备均运行void delay (y) /延时子程序 (int z;while (y-)(for (z=120;z0;z一一)if(flag

22、=0) break; 主程序运行过程中当产生中断时跳出延时 子程序void intO() interrupt 0/外部中断0Pl=0x00;P0=0x7f; flag=0;void main ()uchar k; IE=0x81; Pl=0x00; P0=0x7f; SP=0x7B;EA=1开总中断;ExO=l开外部中断0;堆栈指针复位while(l)假设外部中断不产生，那么一直不跳出该局部flag=l;if (flag=0)break;Pl=0x7f;for (i=8;i0;i一)(Pl=_crol_(Pl,1);左移函数k=Pl;switch (k)数码管显示正在运行的设备编号case O

23、xfe: P0=0x06 case Oxfd: P0=0x5b case Oxfb: P0=0x4f case Oxf7: P0=0x66 case Oxef: P0=0x6d case Oxdf: P0=0x7d case Oxbf: P0=0x07 default: P0=0x7fdelay (500);)for (i=8;i0;i-)Pl=_cror_(Pl,2);k=Pl;switch (k) case Oxfe: P0=0x06; break;case Oxfd: P0=0x5b; break;case Oxfb: P0=0x4f; break; case Oxf7: P0=0x66

24、; break;break break break break break break break breakcase Oxef: P0=0x6d; break;case Oxdf: P0=0x7d; break;case Oxbf: P0=0x07; break;default: P0=0x7f; break;delay (500);)主程序流程图如图4T所示。中断子程序如下:into () interrupt 0 外部中断 0 (Pl=OxOO;flag=O;while (start);中断子程序流程图如图4-2所示。问题1：将USB烧写器尾部的短路帽子摘掉后插上电脑，程序无法烧写进芯片。

25、解决措施：将烧写器的RX线与芯片上的TXD相连，TX线与芯片上RXD相连后，程序即可烧 写进去。问题2：数码管焊接在万能板上后，在8只LED发光二极管正常运行情况下，数码管无法 同步正常显示。解决措施：用万用表重新测量数码管的参数后发现勿用了共阳极数码管，在重新换上共阴极 数码管后即可。问题3：数码管显示出的数字是乱码。解决措施：检查程序后发现参考代码是用于共阳极数码管的，在更改为共阴极数码管程序后 即可。问题4LED发光二极管发光暗淡。解决措施：自己原配的限流电阻过大，换用学校发的500。电阻后，发光强度刚好。问题5 ：使用Altium Designer软件画PCB时找不到目标元件如排针、排阻、STC89C52 单片机、晶振相对应的元件库或封装。