单片机实训霹雳灯

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1、单片机实训- 霹雳灯学生姓名：学院：信息工程学院班级： 12 应用电子技术学号：指导教师：王颖日期： 2014 年 5 月目录第一章、总体方案设计及选择 5 (1) 实验原理 6 第二章、电路设计 .7 (1) 硬件设计7(2) 软件设计 7 (3) 电路板制作及联机调试 8第三章、程序清单（器件介绍）10(1) 色环电阻 11 (2) 变压器 14 第四章、设计心得 18 第五章、参考资料 191第一章：总体方案设计及选择1、可控霹雳灯的设计与制作。采用开关或按钮控制LED灯的亮灭。两种控制方案为：（1） 一个开关控制一个灯， 即当一个开关拨下去时， 与其对应的一只 LED灯亮，当开关拨上去

2、时，其对应的一只LED灯灭。（2） 一个开关控制一种花样，即三个开关控制三种花样。2、单片机实际上是微型计算机的一种，自从它问世以来， 人们对它不断地改进，以应用于现代化社会的各方各面。单片机体积小，价格低廉，开发较为容易，可根据需要制作成各种智能控制器以代替人工的操作，实现自动化。 在我国，由于ASIC（专用集成电路）的生产还跟不上，单片机的作用更加地重要，在智能仪器仪表、工业设备过程控制、家用电器中，都可以见到它的踪迹。单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益。更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，

3、正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中的 PID 调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。 这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。单片微型计算机就是将CPU、RAM 、ROM、时/ 计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。 （引脚图例如图1.1） 按用途可分为通用型和专用型两大类根据单片机能够一次处理的数据的宽度，单片机可分为1 位机，4 位机， 8 位机，16 位机， 32 位机。 （内部逻辑如图 1-1）图 1-1 地址总线(AB)805187518031P1.7 P1.6P1.5 P1.4P1.3P1.2P1.

4、1P1.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5 P3.6P3.7PSENEAALERST用户I/O控制 总线(CB)锁存器P2.7 P2.6P2.5 P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 ALEA15A14A13 A12A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6 D5D4D3D2D1D0VCCVSS数据总线(DB)(a) (b)P1.0P1.1 P1.2P1.3 P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD 、 P3.0 TXD 、 P3.1INT0 、 P3.2INT1、P3.3T0

5、、 P3.4T1 、 P3.5 WR 、 P3.6RD 、 P3.7 XTAL2XTAL1VSSVCCP0.0 P0.1P0.2 P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPP ALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5 P2.4P2.3 P2.2P2.1P2.080518751803112 34 56789 101112131415 1617 1819 204039383736353433 323130 2928 27262524232221VCCVSS21.2 MCS-51 系列单片机简介MCS 是 Intel 公司生产的单片机的系列符号。 20世纪 80 年代中期以后，Int

6、el公司以专利转让的形式把8051 内核技术转让给了许多半导体芯片生产厂家，如AMTEL 、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司等。这些厂家生产与MCS-51 指令系统兼容的单片机。这些兼容机与8051 的系统结构（主要是指令系统）相同，采用 CMOS 工艺，因而常用 80C51 系列来称呼所有具有8051 指令系统的单片机。不应该把它们直接称为MCS-51 系列单片机，因为 MCS 只是 Intel公司专用的单片机系列符号。3第二章：电路设计1、硬件设计按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美

7、国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，具有丰富的内部资源：4kB 闪存、 128BRAM 、32 根I/O 口线、2 个 16位定时 / 计数器、5 个向量两级中断结构、 2 个全双工的串行口，具有 4.255.50V 的电压工作范围和024MHz 工作频率，使用AT89C51 单片机时无须外扩存储器。 因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。2.2 流水灯硬件原理图4利用 isis软件设计它最大的好处就是简单、方便，容易使用， 不需要使用任何电路，也没有特殊的要求；

8、甚至可以在硬件电路制作好之前就将串口部分的程序编写、调试完毕。52、软件设计2.1 设计思路从硬件原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的 LED1 亮起来，那么只要把 P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的 LED1 熄灭，就要把 P1.0口的电平变为高电平； 同理，接在 P1.1P1.7口的其他 7个 LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管 LED1LED8 依次点亮、熄灭， 8 只 LED 灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点， 由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的

9、时候应该延时一段时间，否则我们就看不到 “流水”效果了。2.2 软件编程单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作， 即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的流水灯控制功能即实现8 个 LED 灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的几种软件编程方法。2.3 汇编语法要求、规则这里需要说明的是，按汇编语法要求，所编制的程序（下称源程序）之格式和书写要求必须依下列原则：1、源程序必须为纯文

10、本格式文件，如用Windows“附件”中的“记事本”编写的文本文件编辑；2、源程序的扩展名应是*.ASM ；3、一行只能写一条语句，以回车作为本句的结束，每一语句行长度应少于80个字符（即 40个汉字） 。4、每行的格式应为：标号：命令 参数 ；注释 。即一行由四部份组成，各部份的顺序不能搞错， 依实际要求可以缺省其中的一部份或几部份，甚至全部6省去，即空白行。需要使用标号时标号后面必须有“：” （冒号） ，而命令语句和参数之间必须用空格分开， 如果命令有多个参数， 则参数与参数之间必须用 “， ”（逗号）分开，需要注释时注释前必须用“；” （分号） ， “； ”后面的语句可以写任何字符，包括

11、汉字用于解释前面的汇编语句，它将不参与汇编，不生成代码。由于汇编程序对我们还不直观， 所以在编写源程序时， 应当养成多写注释的习惯，这样有助于今后源程序的阅读和维护。标号是标志程序中某一行的符号名， 编译后标号的数值就是标号所在行代码的地址。在宏汇编 ASM51中标号的长度不受限制，但标号中不能包含： 或其它的一些特殊符号，也不能用汉字，可以用数字作标号，但必须用字母开头。当标号作参数用（如标号作转移地址） ，在命令后面出现时，必须舍去： （如上面程序中的AJMP START中的 START 是不能再有：） 。每行只能有一个标号， 一个标号只能用在一处， 如果有两行用了同一个标号，则汇编时就会

12、出错。 由于标号的长度没有限制， 可以用有意义的英文或汉语拼音来说明行，使源程序读起来更方便。在源程序中的字母不区分大小写， 也就是说start 和 START 是一样的，请不要用大小写方式去区分不同的标号。接下来，我们将程序编译，并烧写到实验芯片中，放到实验板上可以看到程序的 “流水“ 效果是一样的， 但源程序看起来更加简洁， 直观。其实8051单片机有111条指令，有的指令常用，有的指令不常用，只要遵守语法规则，你可以用这些指令“组合”成你想象到的任何程序。当然，有时一条指令可以替代很多条指令，这样会使程序简洁， 程序代码减少， 在编写较大程序时可以让程序存储器放得下你需要的代码。73 电

13、路板制作及联机调试. 3.1.电路图应该先在电脑上用MULTISIM仿真，这样可保证电路是正确的。3.22.需要接高电平的输入引脚不能悬空处理，我测过输入端悬空的电压，当电源电压为 5 伏时（充电器的电压），悬空端电压为3 伏多一点，这时如果有外界干扰，很容易造成电压小于判决门限，成为低电平。同理，底电平的也一定要接，不能悬空。3.3.输出端初始时刻处于一个高电平中，如果使用不合理， 导致实验失败。期并没有考虑到这一点， 结果发现板子有时是正常的， 有时就会出现混乱。 询问了老师后才明白过来，应该加一个初始化电路给CD4017使它清零，这样就回到循环中了。这个单脉冲可以又不同的实现方法。3.4

14、.检查电路时首先检查布线图是否正确，其次检查板子是否完全按布线图连线，再次检查是否有虚焊和短路。3.5.数字显示电路实验将基本门实验，编码器、显示译码器、7 段显示器实验，加法器实验和比较器实验综合为一个完整的设计型的综合实验。通过本实验，要求熟悉各种常用 MSI组合逻辑电路的功能和使用方法，学会组装和调试各种组合逻辑电路，掌握多片MSI、SSI 组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合技术，使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。8第三章：程序清单9第四章、设计心得在实训过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考， 一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面

15、的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在实训过程中，我不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次实训终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，但都解决了。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力， 不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事， 才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退， 那样永远不可能收获成功， 收获喜悦， 也永远不可能得到社会及他人对你的认可！还有就是要懂得怎样去避免小

16、错误。实训诚然是一门专业课， 给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课， 一门辩思课， 给了我许多道， 给了我很多思， 给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。 使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等，掌握了89C52芯片构造及原理实训，我仍感慨颇多， 从理论到实践， 在这段日子里， 可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西， 同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识与实践相结合起来， 从理论中得出结论， 才能真正为社会服务， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。10第五章、参考资料参考文献1 徐煜明，韩雁 . 单片机原理及接口技术 M. 北京：电子工业出版社， 2005.12 万光毅，严义，邢