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单片机课程设计报告
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单片机课程设计指导(第2版) 7
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iframe(src='///ns.html?id=GTM-T947SH', height='0', width='0', style='display: visibility:')《单片机课程设计及个人心得感受》
单片机课程设计及个人心得感受日期：
本 科课程设计（论文）单片机控制流水灯的正常工作及外部中断控制灯的亮灭 学院名称： 汽车与交通工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： 13汽服B 学 号： ************* 姓 名： ******* 指导教师姓名： 冀雯宇 二〇一四 年 五 月目 录 序 言................................................................................................................................3第一章 设计要求和目的.............................................................................................41.1 设计要求.......................................................41.2 设计目的.......................................................4第二章 方案设计和选择 ...............................................................................42.1 STC89C51单片机的功能及各管脚解释说明 ..........................42.2软件仿真图 .....................................................62.3程序编写及解释 .................................................7第三章 实际的操作与实现 ........................................................................................93.1芯片的选择 .....................................................93.2印制线路板的设计 ...............................................93.3布线 ..........................................................103.4实际接线图与运行图 ............................................11个人收获及体会........................................................11致 谢.................................................................12
序 言 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：CPU、内存、内部和外部总线系统，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（Microcontroler），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，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工况、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。单片机的广泛应用不仅让我们享受到新型电子产品和新技术带来的贴心服务，也使我们的生活环境变得安全、舒适、便捷；有了单片机作主控，我们的生产生活工具更加先进和智能，减轻劳动强度的同时提高了工作效率和安全系数。第一章 设计要求和目的1.1 设计要求接通单片机电路后，由单片机STC89C51的P1的8个端口控制流水灯的正常工作，单片机外部中断0（P3.2端口），及按键1控制灯D10(P0.1端口）。单片机外部中断1（P3.3端口），及按键2控制灯D10(P0.0端口）。1.2 设计目的本设计的目的是为检测这几周课程设计的成果，提高实际动手能力以及对单片机原理和单片机C51语言的相关知识有更深刻理解。 第二章 方案设计和选择2.1 STC89C51单片机的功能及各管脚解释说明SAT89C51是一种带4K字节 FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案1.AT89C51 提供以下标准功能：4k字节 Flash 闪速存存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 2．管脚说明：VCC：供电电压 GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口 P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.2软件仿真图如下图，可以清晰的看出流水灯正常的工作 2.3程序编写及解释#include#includeunsigned int a=0xfe,b=0x7f,i=0,j=0;sbit m0=P0^0;sbit m1=P0^1;sbit n0=P3^2;sbit n1=P3^3;void delay(){int c,d;for(c=0;cfor(d=0;d}void main(){m0=0;m1=0;EA=1;EX0=1;EX1=1;IT0=0;IT1=0;while(1){a=0for(i=0;i{P1=a;delay();a=_crol_(a,1);} }}void time0() interrupt 0{ m1=~m1; }void time1() interrupt 2{m0=~m0; }第三章 实际的操作与实现 3.1芯片的选择本次的课程设计采用的芯片主要有STC89C51,SN74LS373,HD74LS04P(非门）3.2印制线路板的设计（1）印制线路板的条件1） 具备电路原理图；2） 已知印制线路板板面需要容纳的电路以及该电路内各种元器件的型号，规则及尺寸；3） 明确各元器件和导线对印制板板面安排的特殊要求；4） 确定印制线路板在总体布局中的位置及其连接形式以及对印制线路板板面的尺寸限制或是要求等；（2）元件布局：就一般情况而言，元件布局应从以下几个方面考虑：1）面上的元件应按原理图顺序成直线排列，并力求安排紧凑，密集，以缩短引线。这对高频和宽带电路更为必要。2）能采用单面板的尽可能使用单面板，即元件尽可能布设在印制板不焊接的一面，以便加工和安装。3）对双面板或是多面板，元件放置的位置应与相邻印制导线交叉，特别是电感器件，以防止电磁干扰。4）元件表面温度超过125摄氏度时，不应与基板接触。防止热量通过传导，对流及辐射等而影响其他元件，并注意加用散热器和远离热敏元件。5）圆形元件不易跨在金属化通信孔上，以利于焊接时孔内热空气的流通。 变压器或是类似的大电感器件，应定向放置或用屏蔽罩，以减少对临近元件的干扰。6）在保证电性能合理的原则下，元件应相互平行或是垂直排列，以求整齐，美观。一般不宜将元件重叠布置，如必须重叠跨接时，应考虑加固措施。
3.3布线布线是实施印制板线路设计的最后阶段，要使电子电路获得可能的最佳性能，封装期间的布置和导线的布设是很重要的。为了使设计者设计出质量好，造价低，加工周期短的印制板，特别提出下列原则和要求，供大家参考。（1）布线原则1）一般应将公共地布置在最边缘，便于印制板安装在机壳上，也便于与机壳连接。2）单面板印制板上的导线不能交叉，因此迫使导线绕道或是平行布设平行线越长，不仅会使引线电感增大，而且导线之间，电路之间的寄生耦合也会增大。3）对外连接宜采用接插形式的印制板，为便于安装，往往将输入，输出，反馈电线和地线均匀的平行排列为插头。4）印制板上每级电路的地线，在许多情况下应自成封闭回路，这样会减小级间的低电流耦合。5）印制导线需要屏蔽，但要求不高时，可采用印制屏蔽线，屏蔽网等屏蔽措施。（2）布线要求1）印制导线可以布置成单面，双面或是多面，但应首选单面，其次是双面。仍然不能满足的时候再考虑多层。2）作为电路的输入和输出两端用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生电流反馈，在这些导线之间最好加接地线。3）在布线密度比较低时，可加粗导线，信号线的检举可适当加大。4）印制导线的布局应尽可能短，特别是电子管的栅极，半导体管的基极和高频回路等更应这样。5）印制导线拐弯一般为圆形，而直角和尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气的性能。6）对高、低电平悬殊很大的信号线应尽可能短，并且加大间距。7）印制导线在不影响电气的基础上，应尽量采用大面积铜箔。3.4实际接线图与运行图 未通电图 通电效果图 个人收获及体会 单片机是我所学专业的主要课程之一，不仅培养了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力,而且提高了我实际动手操作能力.现实生活中，单片机在应用可以说得是无处不在。因此在大学中说掌握单片机的开发技术是十分重要的，也是十分必要的。我在刚刚拿到课程设计题目时有点迷惘，毕竟在前八周的理论学习中没有扎实的掌握单片机的理论知识，面对一块块的芯片和五颜六色的导线，不知道如何下手，好在通过上网和图书馆查阅相关资料，自己认真钻研以及虚心询问同学，终于咸鱼大翻身，游逆而上，解决了一个又一个的困难和障碍，成功完成了任务。 通过本次的单片机课程设计，不仅丰富了我的理论知识，而且在实践过程中更令我学会了坚持、耐心和努力。此次单片机课程设计需要运用到许多之前所学过的知识，令我认识到自己以前学习的一些不足之处，例如对以前所学知识的理解不够深刻，掌握得不够牢固，运用不够灵活。这让我懂得了认真学习的重要性，以及要孜孜不倦地钻研所学过的知识，做得融会贯通，不能一览而过，不求甚解。在边学习边动手的过程中，我对89C51单片机的构造以及原理有了进一步的了解，同时也加深和巩固了我对单片机汇编语言的认识。除此之外，由于是第一次做单片机，因此在此次课程设计的过程中，无论是电路绘制还是汇编语言编写都难免遇到了不少困难和障碍，例如汇编语言编写出错、电路元件无从入手等。在面对困难和障碍时，我庆幸自己没有选择退缩和逃避，而是通过各种方法，迎难而上，以坚持、耐心和努力勇敢无畏地面对困难，克服困难，解决困难。让我发现问题、分析问题、解决问题以及动手实践的能力都有了很大的提高，并了解到理论知识与实践相结合的重要意义。从这次的课程设计中，我才真正明白理论结合实际的道理，在以后的学习中，更要把理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机即是如此，出色的程序最终用实际操作来实现才是完美。十分庆幸拥有这次课程设计，让我受益匪浅。 致 谢 单片机课程设计是我们在大学期间非常重要的课程，也是我们学习成果的具体体现。所以我们做单片机课程设计必须有一个良好的态度，认真地对待，只有这样才可以学到更多的专业知识，为将来的工作做好各个方面准备。首先要感谢带我单片机课程设计的冀雯宇老师，我学的很多单片机方面的知识都是她无私传授的。在单片机课程设计中遇到的问题，都能得到老师的悉心指导和帮助。通过这次毕业设计我不但更深地掌握了单片机控制方面的知识，更为重要地是也学到了做人做事应该所必要的素质，那就是冀老师那种治学严谨、平易近人、无私奉献的精神。其次要感谢我的同学们，感谢他们在单片机课程设计的过程中给我的帮助。没有他们的帮助，我也不可能很好地完成本次设计任务。 本文由()首发，转载请保留网址和出处！
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