kl800.com省心范文网

单片机应用技术课程设计任务书(流水灯)


黄河科技学院课程设计任务书
工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化专业 学号 题目: 课程: 姓名 指导教师 跑马灯课程设计 单片机应用技术 级 班

课程设计时间 2011 年 10 月 17 日 至 10 月 28 日 共 2 周 课程设计工作内容与基本要求(设计要求、 设计任务、 工作计划、 所需相关资料) 纸 ( 张不够可加页) 1. 系统功能设计要求 系统功能设计要求 使用 AT89C51 芯片作为控制芯片,利用 P1 口连接 8 个发光二极管,通过 I/O 的值 控制“跑马灯”的依次亮灭,以达到显示效果。 2. 设计任务与要求 设计任务与要求(完成后需提交的文件和图表等) 与要求 1〉系统硬件电路设计 根据该系统设计的功能要求选择所用元器件,设计硬件电路。要求用 Proteus 绘制整个系统电路原理图。 2〉软件设计 根据该系统设计的功能要求进行软件设计, 要求绘制整个系统及各部分的软件 流程图。并根据流程图编写程序并汇编调试通过。列出软件清单,软件清单要求逐 条加注释。 3〉Proteus 仿真 用 Proteus 对系统软硬件进行仿真调试通过。 4〉编写设计说明书一份(要求 4000~6000 字) ,内容包括任务书、设计方案分 析、硬件设计部分要绘制整个系统电路原理图,对各部分电路设计原理做出说明。

软件设计部分要绘制整个系统及各部分的软件流程图,并列出软件清单,软件清单 要求逐条加注释。 3.工作计划(进程安排) 工作计划 第 1 周基本完成软、硬件的设计(分散在教学过程中完成) 。第二周 2 天绘制 所要求的图纸,完成软、硬件的调试;2 天完成设计说明书;1.5 天答辩或验收, 评定成绩。 4.主要参考资料 单片机课程设计指导书 8051 单片机实践与应用 皮大能 北京理工大学出版社 2010.7 吴金戎 清华大学出版社 2003.8 2008.1

单片机技术基础教程与实践 夏路易 电子工业出版社 MCS-51 单片机原理接口及应用 2009.11 王质朴

北京理工大学出版社

系主任审批意见:

审批人签名: 日 期:

1

摘 要
AT89C51 是 一 种 带 4K 字 节 闪 存 可 编 程 可 擦 除 只 读 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,即单片机。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。 该设计使用 AT89C51 芯片作为控制芯片,利用 P1 口连接 8 个发光 二极管,通过 I/O 的值控制“跑马灯”的亮灭,以达到显示效果。开始时 所有灯全亮,按下按键开始跑马灯,再按下键时停止 关键词: 关键词:AT89C51 单片机 跑马灯 按键

2

目录
摘 要................................................................................................................. I 第一章 芯片分析和设计概述 .................................................................... 1 第一节 AT89C51 芯片分析 .................................................................. 1 第二节 设计概述..................................................................................... 4 第二章 硬件电路设计.................................................................................... 5 第三章 程序部分设计.................................................................................... 6 第 四 章 课 程 设 计 体 会……………………………………………………………....8 参考文献.......................................................................................................... 9

第 3 页 共 12 页

第一章 芯片分析和设计概述
第一节 AT89C51 芯片分析
ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器, 将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中, 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。AT89C51 的芯片引脚图如下: 图 1.1 AT89C51 引脚图

各引脚的说明和功能分析如下: 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 8 个 TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为 高阻输入。P0 可以被定义为数据/地址的低八位。在 FLASH 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。
第 4 页 共 12 页

P1 口: 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, P1 P1 口缓冲器能接收输出 4 个 TTL 门电流。 口管脚写入 1 后, P1 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 口作为低八位地址接收。 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 口用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储 当 器进行存取时, 口输出地址的高八位。 P2 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。 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,当 8051 通电,时钟电路开始工作,在 RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的高电平,系统即初始 复位。初始化后,程序计数器 PC 指向 0000H,P0-P3 输出口全 部为高电平,堆栈指针写入 07H,其它专用寄存器被清“0”。 RESET 由高电平下降为低电平后,系统即从 0000H 地址开始执 行程序。然而,初始复位不改变 RAM(包括工作寄存器 R0-R7) 的状态, 特殊功能寄存器 ACC PSW DPH DPL IP 初始态 00H 00H 00H 00H xxx00000B 特殊功能寄存器 B SP TH0 TL0 TH1 初始态 00H 07H 00H 00H 00H

第 5 页 共 12 页

IE TMOD SCON P0-P3

0xx00000B 00H xxxxxxxxB 1111111B

TL1 TCON SBUF PCON

00H 00H 00H 0xxxxxxxB

8051 的初始态(4-2-2) ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电 平用于锁存地址的低位字节。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。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。 PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器 取指期间,每个机器周期两次 PSEN 有效。但在访问外部数据 存储器时,这两次有效的 PSEN 信号将不出现。 EA/VPP:当 EA 保持低电平时,只读取外部程序存储器 (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,先读 取内部程序存储器。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。 振荡器特性:XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和 输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷 振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2 应不接。 由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器, 因此对外 部时钟信号的脉宽无任何要求, 但必须保证脉冲的高低电平要 求的宽度。 芯片擦除: 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过 正确的控制信号组合,并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完 成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存
第 6 页 共 12 页

储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。 此外,AT89C51 设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件 下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下, CPU 停止工作。但 RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍 在工作。在掉电模式下,保存 RAM 的内容并且冻结振荡器,禁 止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。

第二节 设计概述
本程序设计意在展示跑马灯的色彩样式及“跑马”变换效 果,如果将跑马灯做大,会有很高的观赏价值。通过对一些相 关书籍资料的查阅及网上各种作品和代码的浏览, 对各种实现 代码的比较和优化,总结出本程序,以较优秀的代码实现各种 可控的“跑马灯”功能。 硬件系统部分包括显示部分、按键控制部分和控制芯片。 系统框图如下:

图 1.1 系统框图

第二章 硬件电路设计
本设计使用 89C2051 芯片作为控制芯片,利用 P0 口连接 8 个发光二极管,通过按键触发中断响应控制“跑马灯”的亮
第 7 页 共 12 页

灭,使仿真电路中跑马灯依次明灭,产生流水般的效果。

硬件电路连接图如下:

U1
19 XTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 A1 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17

A1

R1
200

D1
LED-RED D2

18

R2
200

XTAL2

R3
200

9

LED-RED

RST

R4
200

D3
VCC LED-RED D4

29 30 31

R5
200

PSEN ALE EA

R6
200

LED-RED

1 2 3 4 5 6 7 8

R7
200

D5
LED-RED

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 80C51

R8
200

D6
LED-RED

D7
LED-RED

D8
LED-RED

图2.1 硬件电路连接图

第三章 程序部分设计
程序设计思路:开始时跑马灯全亮,接着读取按键状态, 当按键没有闭合时,一直在此查询按键状态;当有按键真正闭 合后,开始读程序存储器,调出 I/O 值送给 P0 口,实现一次
第 8 页 共 12 页

LED 状态改变。然后再检查按键状态,若无闭合,继续读程序 存储器; 否则, 在此循环, 直到按键再次按下才读程序存储器。 主程序的流程图如下:

图 3.1 主程序流程图 主程序源代码如下: ORG 0000H LJMP MAIN

MAIN:

ORG MOV

1000H A,#7FH

第 9 页 共 12 页

NEXT:

LCALL RL MOV LJMP

LOOP A 80H,A NEXT

LOOP: DEL0: DEL1: DEL2: MOV MOV MOV DJNZ DJNZ DJNZ RET END R5,#20 R6,#200 R7, #15 R7,DEL2 R6,DEL1 R5,DEL0

第四章 课程设计体会
通过这周的单片机课程设计, 我从中学习到了很多课堂上 很难学到的东西,亲身学习实践了一次单片机的实际应用制 作。在资料的搜集整理过程中,我看了很多程序的代码和硬件 电路,学习了很多程序思想和硬件电路设计思想,确定设计题 目后,通过比较各处的代码和硬件电路,最后确定了比较简洁 高效的代码和简单的硬件电路。在这过程中,我也学习了很多 东西,有很大的提高。
第 10 页 共 12 页

在随后的实际上机编程和仿真过程中,遇到了几处困难, 在和同学的共同探讨研究后问题都迎刃而解, 了解了团队合作 和人际关系的重要性。真的,有许多东西看似已经懂了,但真 正到了实际却又是另一种情况。 有时自己认为自己已掌握的东 西可能仅是一些肤浅的表面或总体的一个方面, 甚至有时是错 误的认识,而如果没有经过实践,你是无法发现这些问题的。 最后的演示过程中, 实际对硬件电路的连接更加深了我对 单片机的了解,知道了单片机在实际应用的重要性。通过本次 课程设计才体会到书上所说的“纸上得来终觉浅, 绝知此事需 躬行”的真正含义,也明白了老师的良苦用心。以后就业的方 向完全可以选择单片机, 我想单片机在以后的生活中的应用会 越来越多。

参考文献
1. 姚福安, 电子电路设计与实践, 山东科学技术出版社, 2001 年 10 月 2. 涂时亮, 单片机软件设计技术, 重庆科技文献出版社, 1987 3. 张毅刚,新编 MCS51 实用汇编程序设计,哈尔滨工业大学 出版社,2003 4. 康华光,电子技术基础,高教出版社,2003 5. 胡汉才,单片机原理及接口技术,清华大学出版社,1996
6. 皮大能, 单片机课程设计指导书 北京理工大学出版社,2010 7.王质朴 吕运鹏, MCS-51 单片机原理接口及应用 北京理工大学出 版社,2009

第 11 页 共 12 页


赞助商链接

单片机课程设计花样流水灯

郑州华信学院 课程设计任务书题 目: 花样流水灯设计 汪志杰 专业、班级 11 ...单片机应用技术[M],冶金工业出版社 [3]朱清慧,PROTEUS 教程——电子线路设计、...

单片机流水灯任务书

单片机流水灯任务书_电子/电路_工程科技_专业资料。韶关学院课程设计任务书学生...[8]丁文权 单片机与 PLC 循环控制软、硬件比较[M] 滁州职业技术学院学报,2013...

流水灯课程设计

课程设计报告 设计任务 书设计题目 学生姓名设计要求: 设计要求: 流水灯的控制...胡汉才《单片机原理及接口技术》清华大学出版社,1996 工作计划: 工作计划: 6 月...

单片机流水灯控制器设计课程设计任务书

单片机流水灯控制器设计课程设计任务书 - 课程设计任务书 2016-2017 学年第 1 学期 学专 院: 业: 自动化工程学院 机械设计制造及其自动化 学号: 单片机原理及...

心形流水灯设计报告_图文

课程设计任务书 设计题目 学生姓名 设计要求: 1、 设计一个用单片机控制的的...15 1. 设计背景 1.1 流水灯在生活中的应用随着现代科学技术的持续进步和发展...

《单片机原理及应用》课程设计任务书(10计应1、2班)

单片机原理及应用课程设计任务书(10计应1、2班)_电脑基础知识_IT/计算机_...流水灯设计 主要内容:8 个发光管间隔 500ms 先奇数亮再偶数亮,两个分别从...

单片机原理及应用课程设计任务书

单片机原理及应用课程设计任务书一、 课程设计时间 第 15 周二、 课程设计...题目 6: 多按键花样流水灯一、设计题目 多按键花样流水灯 二、设计目的 1)...

流水灯课程设计告

作为计算机领域里的一个重要方面,单片机及 其应用技术近年来也得到了长足发展。...概念要清楚,完成任务书所规定的内容,附有原理图及程序流程图, 流水灯课程设计...

简易音乐流水灯课程设计

简易音乐流水灯课程设计_工学_高等教育_教育专区。课程设计任务书学 院理学院 ...公司设计的 DP 系列单片机 仿真实验仪之一,是一种功能强大的单片机应用技术学习...

单片机应用课程设计

单片机应用课程设计任务书 8页 免费 单片机应用系统课程设计 43页 20财富值 单片机...4.89C51 的应用系统设计实例以单片机流水灯为例,端口 I/O 实验——流水灯 ...