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1、武汉理工大学单片机实训报告书目录一、绪论1 1.相关背景.1 2.课程设计的目的和意义2二、硬件电路原理分析.3 1.AT89C51引脚图.3 2.ADC0832引脚图.5 3.数码管计数原理.6 3.1.数码管显示原理.6 3.2.定时/计数原理.8 4.LCD滚动显示.10 5.矩阵键盘下的电子时钟.15 6.串口通信.16 7.AD模数转换.19三、软件编程设计21 1.数码管循环计数21 2.LCD滚动显示.23 3.矩阵键盘下的电子时钟.25 4.串口通信程序设计.28 5.模数转换程序设计.30四、总结.31参考文献.33 附录.34 1.电路图342.程序清单.34 2.1.六十
2、秒循环计数.34 2.2.LCD滚动显示.36 2.3.矩阵键盘下的电子时钟.39 2.4.串口通信48 2.5模数转换60一、绪论1.相关背景单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机又称单片微控制
3、器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。本次课程设计我们所用的是51单片机。51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工
4、业测控系统之中。单片机的硬件特性：1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP；2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；3、单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障；4、处理功能强，速度快；5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品；6、控制功能强；7、环境适应能力强。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC
5、卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域2.课程设计的目的和意义本次课程设计是运用所学书本测控系统微处理器原理及应用中的C51知识来进行电路的焊接、调试以及相关基本功能的实现。做课程设计之前，首先要对书本中C51的知识要烂熟于心，只有掌握了相关部分的相关功能，我们才能写出有用的程序来
6、。此次课程设计要实现数码管显示、矩阵键盘扫描、中断程序、定时器程序、串口通讯等基本功能以及LCD液晶屏的显示和AD的数据采集功能。在书本中，我们可能已经理解记住了相关的程序，但毕竟没有经过实践的操练，因此一直处于一种并不能完全掌握知识的状态。而课程设计则是很好的一个动手锻炼的机会。在焊接电路板的时候，我们是根据原理图有条理的进行焊接，这样，对整个单片机各部分的功能也有了更深的印象。这也是我们编程实现功能的基础。焊接好电路板之后就是进行调试，直到各部分的功能都能实现，即电路板就焊接好了。接下来就是编写程序来实现功能了。正是通过编写程序，我对所学知识的理解更加清晰，也体会到了单片机的强大功能以及在
7、生活中的普遍应用。大学并不像我们之前所学一样，仅仅学习课本上的知识来应对考试，大学更注重的是自学和动手实践能力。而课程设计就是一个很好的体现，也是帮助我们从学习效仿转变为动手创新的必经阶段。因此，课程设计的目的就在于把我们所学的知识要一步步真正应用于实际生活中，也正是通过课程设计，我们自学了许多软件，这对塑造我们成为多方面人才有必要的作用。由此看来，课程设计的意义是十分重大的。希望我们自己能通过本次课程设计，能将更多的知识应用于生活中，为人类的生活创造便利和快捷。二、硬件电路原理分析1.AT89C52引脚图单片机一共有40个引脚，按功能可以将它们分成三类：电源和时钟引脚：Vcc(40脚)、GN
8、D（20脚）单片机的电源引脚。XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）外接时钟引脚。XTAL1为片内振荡电路的输入端，XTAL2为片内振荡电路的输出端。在进行片内时钟振荡方式时，需在这两个脚 石英晶体和振荡电容，振荡电容的值一般取10-30pF；另一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。这里我们用的是片内时钟振荡方式，振荡电容为33pF。编程控制引脚：RST（9脚）单片机的复位引脚。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机的复位初始化操作，复位后程序计数器PC=0000H。PSEN/（29脚）程序存储器允许输出控制端。在读外部程序存储器是该引脚
9、低电平有效。ALE/PROG/（30脚）当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变将P0口上低八位地址信号送入锁存器；当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。PROG/为编程脉冲的输入端。该引脚的用处已经不太大了。EA/Vpp(31脚)EA/接高电平时，单片机直接读取内部程序存储器，当拓展有外部ROM时，当读取完内部ROM后自动读取外部ROM。EA/接低电平时，单片机直接读取外部ROM。I/O引脚:P0口（39脚-32脚）双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。P0口内部没有上拉电阻，为高阻态，不能正常输出高低电平，因此该组I/O口在使用时要外接上拉
10、电阻。P1口（1脚-8脚）准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻。P2口（21脚-28脚）准双向8位I/O口，每个口可以独立控制，内带上拉电阻，与P1口相似。P3口（10脚-17脚）准双向8位I/O口，每个口可以独立控制，内带上拉电阻。P3口还有第二功能，P3.0是串行输入口，P3.1是串行输出口，P3.2是外部中断0，P3.3是外部中断1，P3.4是定时计数器0外部输入端，P3.5是定时计数1外部输入端，P3.6是外部数据存储器写脉冲，P3.7是外部数据存储器读脉冲。2.ADC0832引脚图输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在05V之间；工作频率为250
11、KHZ，转换时间为32S；一般功耗仅为15mW。CS_（1脚）片选使能，低电平芯片使能。CH0（2脚）模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。CH1（3脚）模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。GND（4脚）芯片参考0 电位（地）。DI（5脚）数据信号输入，选择通道控制。DO（6脚）数据信号输出，转换数据输出。CLK（7脚）芯片时钟输入。Vcc/REF（8脚）电源输入及参考电压输入（复用）。 3.数码管计数原理3.1.数码管显示原理：数码管是靠点亮内部的发光二极管来是发光的，一个数码管的引脚是10个，显示一个8字需要7个小段，另外还有一个小数点。数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是
12、将八个LED的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED的另一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起。共阴数码管要将其接地，共阳数码管将其接正5伏电源。一个八段数码管称为一位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，它们的段选线（即a,b,c,d,e,f,g,dp）连在一起，而各自的公共端称为位选线。显示时，都从段选线送入字符编码，而选中哪个位选线，那个数码管便会被点亮。数码管的8段，对应一个字节的8位，a对应最低位，dp对应最高位。所以如果想让数码管显示数字0，那么共阴数码管的字符编码为00111111，即0x3f；共阳数码管的字符编码为11000000，即0xc0。共
13、阳极的数码管0f的段编码是这样的： unsigned char code table= /共阳极0f数码管编码 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,/03 0x99,0x92,0x82,0xf8,/47 0x80,0x90,0x88,0x83,/8b 0xc6,0xa1,0x86,0x8e /cf 共阴极的数码管0f的段编码是这样的： unsigned char code table=/共阴极0f数码管编码 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, /03 0x66,0x6d,0x7d,0x07, /47 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, /8b0x39,0x5e,0x79,0x71 /cf 3.2.定时/计数原理：定时/计数就会用到中断。
