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1、单片机课程设计设计说明书设计题目:基于 AT89C51 的节日彩灯设计机械工程学院机械维修及检测技术教育专业机 XXX设计者: XXXXXXXXXX指导教师： 2014 年 06 月 17日目 录一、课程设计总体硬件部分说明 .11.1 单片机概述 .11.2 AT89C51 芯片概述 .11.2.1 AT89C51 芯片主要性能 .21.2.2 管脚说明 .2二、设计节日彩灯 .32.1 节日彩灯硬件设计原理图： .32.2 软件设计 .42.2.1 程序框图 .42.2.2 定时/计数器初值计算 .52.3 程序编译： .52.4 软件调试 .7系统调试工具 keil c51 .7三、心得
2、体会与致谢 .7四、参考文献 .71一、课程设计总体硬件部分说明 1.1 单片机概述 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器 CPU(Central processing unit)。 随机存储器 RAM （Random access memory） 。 只读存储器 ROM（Read only memory） 。 中断系统、定时器计数器以及 IO（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看它已具有了计算机系统的属性。为此，称它为单片微型计算机 SCMC（Single chip micro com
3、puter） ，简称单片机。 单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器 MCU（Micro controller unit） 。在国际上， “微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯与“单片机”这一名称。 单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其嵌入的特点， 也常常将单片机称为嵌入式微控制器 EMCU （Embedded micro controller unit） 。在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。 1.2 AT89C51 芯片概述 AT89C51 是一个低
4、功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元， 功能强大的微型计算机的 AT89C51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C 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。 其工作电压在 4.5-5V,一般我们选用5V 电压。外形及引脚排列如图二所示
5、 21.2.1 AT89C51 芯片主要性能 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间：10 年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器/计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 1.2.2 管脚说明 一、电源及时钟引脚（4 个） Vcc: 电源接入引脚 Vss：接地引脚 XTAL1：晶振震荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）; XTAL2:晶体振荡器的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡器
6、信号的输入端） 。 二、 控制线引脚（4 个） RST/Vpd：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚； ALE：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚： EA:内外存储器选择引脚/片外 EPROM 编程电压输入引脚； PSEN：外部程序存储器选通信号输出引脚。 3 并行 I/O 引脚 P0.0-P0.7：一般 I/O 口引脚或数据/低位地址总线复用引脚； P1.0-P1.7：一般 I/O 口引脚； P2.0-P2.7：一般 I/O 口引脚或高位地址总线引脚； P3.0-P3.7：一般 I/O 口引脚或第二功能引脚 三、单片机设计过程中用到的管脚说明：1、 VCC（40）：供电电压。2、 GN
7、D（20）：接地。3、 P1 端口（P1.0-P1.7）：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，3被内部上拉为高电平，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。 4、 P2 端口（P2.0-P2.7）：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
8、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。5、 P3 端口（P3.0-P3.7）：P3 口管脚是一个带有内部上拉电阻的8 位的双向 I/O 端口，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。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL） 。P3 口也可作为 A
9、T89C51 的一些特殊功能口，其中 P3.3 可作为外部中断 1 输入。6、 XTAL1(19)：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。7、 XTAL2(18)：来自反向振荡器的输出。8、 EA（31）：外部程序存储器访问允许控制端。打开 PROTEUS 的 ISIS 编辑环境，从 PROTEUS 中选取该电路所需要的元器件，放置元器件、放置电源和地、连线得到下图所示的电路原理图，再点菜单栏工具下拉的电气规则检查，当规则检查出现：“NETLIST GENERATED OK NO ERC ERRORD FOUND”，表示通过检查。电路设计完成。二、设计节日彩灯42.1 节日彩灯硬件设计
10、原理图：2.2 软件设计 2.2.1 程序框图如图：52.2.2 定时/计数器初值计算 1、 本电路应用定时器 1 中断，按方式 1 工作，将 LED 灯循坏点亮。 2 、定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡器频率的1/12 本设计中时钟频率为 12MHz,现在要采用中断方法来实现 1s 延时，要在定时器 1 中设置一个时间常数，使其每间隔 0.02s 产生一次中断，CPU 响应中断后 R0 中计数值减一，令（R0）=50，即可实现 1s 的延时。时间常数可按以下方法确定 ：机器周期=12/晶振频率=12/12=0.001ms定时器需设初值为 X，则（216-X）*0.001=2
11、0ms求出 X=45998转化为十六进制：X=0B1DFH,故初始值为：TH1=0B1H,TL1=0DFH2.3 程序编译： ORG 0000HLJMP STARTORG 001BHLJMP INT6ORG 4100HSTART:MOV A,#01HMOV R1,#03HMOV R0,#50MOV TMOD,#10HMOV TL1,#0DFHMOV TH1,#0B1HORL IE,#88HSETB TR1LOOP1:CJNE R0,#00,DISPMOV R0,#50INC R1CJNE R1,#26H,LOOP2MOV R1,#03HLOOP2:MOV A,R1MOVC A,A+PCJMP DISPDB 01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH,0FEH,0FCHDB 0F8H,0F
