單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告

《單片機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計報告專業(yè)：班級：姓名：指導(dǎo)教師：二0一二年十二月二十五日單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：答辯倒計時器二、設(shè)計目的1、鞏固和加深單片機原理課程知識的理解和運用。2、進一步提高學(xué)生單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計能力。3、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。三、設(shè)計規(guī)定 設(shè)計一個答辯倒計時器，用2位數(shù)碼管顯示剩余分鐘，2位數(shù)碼管顯示剩余秒，復(fù)位后顯示10.00表達設(shè)定10分鐘，并可加減修改，按開始/取消按鈕開始倒計時，再次按開始/取消按鈕則復(fù)位，時間到則蜂鳴音提醒。總體規(guī)定如下：1、方案論證，擬定總體電路原理圖。2、元器件選擇，設(shè)計PCB圖（或用萬能電路實驗板搭線）。3、繪制程序流程圖，編寫匯編語言源程序（或C語言源程序）。4、安裝調(diào)試，實現(xiàn)倒計時器的基本功能。四、可提供的重要電子元器件1、AT89S51；7407；（均為DIP封裝）2、LED（4位一體共陰）；按鍵；電阻排；三極管；蜂鳴器3、石英晶振6M；30pF；0.1uF；10uF電容；電阻若干。五、實踐環(huán)節(jié)1、收集相關(guān)資料，完畢電路原理圖和應(yīng)用程序流程圖。2、編寫匯編語言（或C語言）源程序。3、根據(jù)所設(shè)計的原理圖，完畢電路板的制作安裝（可用萬能板）。4、硬件軟件綜合調(diào)試，并完善其設(shè)計功能。六、實踐標(biāo)準(zhǔn)完畢電路制作安裝，完畢程序設(shè)計并調(diào)試通過，實現(xiàn)其設(shè)計規(guī)定和功能，裝配工藝美觀，電路運營穩(wěn)定、可靠。七、設(shè)計報告總結(jié)1、寫出設(shè)計方案（涉及方案對比，方案擬定），給出完整的電路原理圖和設(shè)計程序流程圖。2、對所設(shè)計方案的實現(xiàn)進行全面分析。3、編程調(diào)試方法和程序清單。4、安裝調(diào)試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，總結(jié)經(jīng)驗和體會。5、進一步完善的設(shè)想。目錄TOC\o"1-3"\h\u13211一、設(shè)計題目：答辯倒計時器 113505二、設(shè)計目的 130988三、設(shè)計規(guī)定 18995四、元器件清單及所用儀器設(shè)備 15483五、實踐環(huán)節(jié) 311421六、實踐標(biāo)準(zhǔn) 37638七、設(shè)計報告總結(jié) 3253291、寫出設(shè)計方案 3209223、編程調(diào)試方法 7291224、安裝調(diào)試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象 762605、總結(jié)經(jīng)驗和體會 8276976、進一步完善的設(shè)想 917645參考書目： 931886附錄A：仿真電路原理圖 105917附錄B：源代碼 11設(shè)計題目：答辯倒計時器二、設(shè)計目的1、鞏固和加深單片機原理課程知識的理解和運用。2、進一步提高學(xué)生單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計能力。3、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。三、設(shè)計規(guī)定設(shè)計一個答辯倒計時器，用2位數(shù)碼管顯示剩余分鐘，2位數(shù)碼管顯示剩余秒，復(fù)位后顯示10.00表達設(shè)定10分鐘，并可加減修改，按開始/取消按鈕開始倒計時，再次按開始/取消按鈕則復(fù)位，時間到則蜂鳴音提醒?？傮w規(guī)定如下：1、方案論證，擬定總體電路原理圖。2、元器件選擇，設(shè)計PCB圖（或用萬能電路實驗板搭線）。3、繪制程序流程圖，編寫匯編語言源程序（或C語言源程序）。4、安裝調(diào)試，實現(xiàn)倒計時器的基本功能。四、元器件清單及所用儀器設(shè)備表1設(shè)備清單設(shè)備名稱單組數(shù)量數(shù)量功能數(shù)字萬用表可共用1臺5V直流穩(wěn)壓電源可用實驗箱代、可共用1臺ISP下載線可共用4根計算機單片機實驗室均可用40臺裝Keil開發(fā)軟件和ISP51下載軟件表2工具清單工具名稱單組數(shù)量鑷子1把電鉻鐵1支鉻鐵架1個吸錫槍1把斜口鉗1把表3元器件清單 元器件名稱規(guī)格/型號單組數(shù)量金屬膜電阻1K、1/4W1金屬膜電阻10K、1/4W5電阻排200Ω*8（SIP9）1瓷片電容30pF2獨石電容0.1μF/63V3電解電容10μF/16V2蜂鳴器Φ10，直流5V1三極管90131石英晶振6MHz（矮封裝）1集成電路AT89S51DIP4017407DIP141IC插座40PINDIP114PINDIP1數(shù)碼管4位一體、紅光、共陰極0.5”1接插件IDC10（與ISP下載線接口）DC3-10P1套按鍵國產(chǎn)歐姆龍輕觸按鍵3萬能電路板17cm*22cm1塊導(dǎo)線0.3mm2單股導(dǎo)線4m焊錫絲1.0mm2m松香五、實踐環(huán)節(jié)1、根據(jù)實驗規(guī)定，完畢電路原理圖和應(yīng)用程序流程圖。（見圖1和圖3）2、C語言源程序。（見附錄B）3、根據(jù)所設(shè)計的原理圖，完畢電路板的焊接，在進行測試。4、硬件軟件綜合調(diào)試，假如不能實行，在分析哪里出了問題，糾正問題在去測試，直到測試完畢，完善其設(shè)計功能。六、實踐標(biāo)準(zhǔn)1、完畢電路的制作，排版與焊接，并進行測量是否能正常的運營；2、完畢程序的設(shè)計，并進行程序調(diào)試是否出現(xiàn)錯誤；3、硬件與軟件結(jié)合進行調(diào)試看是否能達成課程設(shè)計目的；4、最后實現(xiàn)其設(shè)計規(guī)定和功能，裝配工藝美觀，電路運營穩(wěn)定、可靠。七、設(shè)計報告總結(jié)1、寫出設(shè)計方案A、設(shè)計方案：1、根據(jù)電路規(guī)定，設(shè)計硬件電路和軟件程序。（見圖3）2、對已設(shè)計出的硬件電路進行模擬仿真，保證硬件電路能正常工作。（見附錄A）3、準(zhǔn)備好相關(guān)電子元件，制作硬件電路。(見圖2)4、將軟件程序下載到已經(jīng)制作好的硬件電路中調(diào)試，實現(xiàn)設(shè)計規(guī)定。B、電路原理圖 圖1原理圖 圖2電路版式圖(一)圖2電路版式圖（二）C硬件流程圖驅(qū)動電路單片驅(qū)動電路單片機程序下載口程序下載口數(shù)碼管蜂鳴器外圍電路數(shù)碼管蜂鳴器外圍電路圖3硬件流程圖D、設(shè)計程序流程圖開始主程序主程序 判斷是否能鏈接NOYES顯示初值顯示初值加1運算加1運算開始計數(shù)減1運開始計數(shù)減1運算復(fù)位結(jié)束圖4程序流程圖2、對所設(shè)計方案的實現(xiàn)進行全面分析A、該硬件電路的核心部分為一塊AT89S51單片機，對電路進行各方面控制和計算。用一個4位一體的8段共陰數(shù)碼顯示，用7407作為緩沖級，提高輸出電路驅(qū)動能力，使數(shù)碼管能正常顯示。用一個9013三極管驅(qū)動蜂鳴器，當(dāng)電路上電和計時時間屆時響一秒提醒時間到。用一個6M石英晶振和2個30pF的電容為AT89S51芯片提供時鐘頻率，2個30pF電容重要是為了方便晶振起振。K1、K2、K3、3個開關(guān)分別用于加時間、減時間、復(fù)位和開始。用若干電阻作為上拉電阻，增大電路輸出電流。B、軟件程序所有采用C語言編寫。3、編程調(diào)試方法編程與調(diào)試是C語言和KeilC軟件相結(jié)合的。C語言是一種C語言是國際上廣泛流行的、很有發(fā)展前程的計算機高級語言。它適合作為系統(tǒng)描述語言，即可用來編寫系統(tǒng)軟件，也可用來編寫應(yīng)用軟件。

Keill軟件是一種目前用得比較廣泛的一款單片機編程軟件,它支持c和匯編的編譯,并可生成HEX文獻,還可進行代碼的軟硬件仿真軟件。4、安裝調(diào)試過程，出現(xiàn)的各種現(xiàn)象硬件：焊接中易出現(xiàn)虛焊，假焊和多點連接導(dǎo)致短路等故障；焊接中粗心，導(dǎo)致某些點未焊接直接調(diào)試；軟件：1、數(shù)碼管有一位不顯示。重要因素：有一位輸出I/O接錯（P2.7）。2、按鍵未設(shè)有防抖功能導(dǎo)致按下一次出現(xiàn)多次按下結(jié)果； 3、定期程序，沒有考慮到主函數(shù)的運營時間引起定期不是很準(zhǔn)，稍有延時； 4、延時函數(shù)用法不妥，數(shù)碼管有重影；5、總結(jié)經(jīng)驗和體會在這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，如：CAD制圖、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的又一收獲。此外，這次課程設(shè)計讓我感到了團隊合作的重要性。在團隊中，我們互幫互助，對整個課程設(shè)計來說，這是至關(guān)重要的，缺少每一個人都會對我們的設(shè)計產(chǎn)生影響，組長鄒威從課題的擬定，元器件的分類，電路的焊接等各個方面都盡心盡責(zé)，花的心思。尚有要感謝指導(dǎo)老師在我們碰到困難時，給予我們的建議與鼓勵。最后，要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個清楚的思緒和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改善是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應(yīng)當(dāng)讓人一看就能明白你的思緒，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中碰到問題是很正常德，但我們應(yīng)當(dāng)將每次碰到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。從選題到定稿，從理論到實踐，在接近兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，并且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才干真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中碰到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會碰到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的局限性之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對單片機C語言掌握得不好……課程設(shè)計結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。。6、進一步完善的設(shè)想A、新增一段程序，對硬件的按鍵進行防抖，使計時器計時更加的精確；B、對于硬件的導(dǎo)線線路，盡量在線路比較短的地方不使用導(dǎo)線，使用焊錫進行導(dǎo)通，這樣就會比較的美觀；C、硬件元器件的排版要進行比較的規(guī)律，盡量做到導(dǎo)線排版的時候不會出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象；D、計算每一條語句的時間，提高執(zhí)行的定期器的精度。參考書目：趙偉軍，《Protel99se教程》，北京，人民郵電出版社，1996年樓然苗,李光飛.單片機課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2023年楊居義.單片機課程設(shè)計指導(dǎo)(實例教程)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2023年李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1993年唐華光，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，北京，2023年譚浩強，《C程序設(shè)計教程》，北京，清華大學(xué)出版社，2023年

附錄A：仿真電路原理圖附錄B：源代碼#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodeWEIMA[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};ucharnum1;voidBELL();voidDelay(uintz);voidDisplay(uintM1,uintM2,uintS3,uintS4);voidjishi(uintminute1,uintminute2,uintsecond1,uintsecond2);intminute1,minute2,second1,second2,save1,save2,save3,save4;sbitBUZZER=P1^0;//定義P1.0為喇叭驅(qū)動端sbitt1=P3^5;//定期器T1uintt=0;voidmain(){ uintf,w;num1=0;BUZZER=0;P2=0x00;Delay(228);minute1=1;minute2=second1=second2=0;while(1){ EA=1;//開總中斷TCON=0x05;if(t==15){EX0=1;//開外部中斷0EX1=1;}elset=t+1; t1=1; f=0;if(t1==0) { num1=0; save1=minute1; save2=minute2; save3=second1; save4=second2; t1=1; w=1; }while(w){ TMOD=0x01;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=1;if(num1==10){EX0=0;//關(guān)外部中斷EX1=0;num1=0;if((second2==0)&&(second1==0)&&(minute2==0)){ minute1=minute1-1;minute2=10; minute2=minute2-1;second1=6; second1=second1-1;second2=10; }second2=second2-1;if((minute1==0)&&(minute2==0)&&(second1==0)&&(second2==0)){ BELL();w=0;Delay(300);} }Display(second2,second1,minute2,minute1); if(t1==0){minute1=save1;minute2=save2;second1=save3;second2=save4;//復(fù)位保存w=0;Delay(300);} else f++;} Display(second2,second1,minute2,minute1); }}voidDisplay(uintM1,uintM2,uintS3,uintS4){uinti;for(i=0;i<4;i++){if(i==0) { P2=0xf7; P0=0x00; Delay(1); P0=WEIMA[M1]; } if(i==1) { P2=0xfb; P0=0x00; Delay(1); P0=WEIMA[M2]; } if(i==2) { P2=0xfd; P0=0x80; Delay(1); P0=WEIMA[S3]; } if(i==3) { P2=0xfe; P0=0x00; Delay(1); P0=WEIMA[S4]; }Delay(4); }}voidDelay(uintz){intx,j;for(x=0;x<z;x++)for(j=0;j<50;j++);}voidexter0()interrupt0{ if(minute2==0){minute1=minute1-1;minute2=10; }minute2=minute2-1;if(minute1==0){ if(minute2==0) { minute1=1;minute2=0; } } EX0=0;//關(guān)外部中斷 EX1=0; t=0;}voidADD()interrupt2{minute2=minute2+1;if(minute2==10){minute1=mi