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1、课程设计报告课程名称单片机原理与应用系 别：信息工程学院专业班级：电子信息1401班学 号：名：课程题目：串行数据转换为并行数据设计 完成日期：2017年5月18日指导老师：2017 年 05 月 18 日课 程 设 计 目 的1. 了解串行数据转换为并行数据的工作原理。2. 掌握芯片741S164的逻辑功能及使用方法。3. 掌握一定的c语言知识，培养自己的动手操作能力。4. 学习程序设计的基本思路和方法。5. 熟悉protues仿真软件及keil编程软件。6. 培养学生动手和解决问题的能力。课 程 设 计 要 求利用单片机设计 个串行数据转换为并行数据的控制系统，串行数据 由RXD发送给串并
2、转换芯片74164, TXD则用于输出移位时钟脉冲,74164 将串行输入的1字节转换为并行数据，并将转换的数据通过8只LED显 示出来。（串口工作模式0即移位寄存器I/O模式。）课 程 设 计 注 意 事 项1.编写代码要注意代码的准确性。2 .正确的将写好的程序导入电路运行并检查是否导入成功。3. 编写代码时要注意尽量简单，去除多余重复的代码。4. 当程序正确导入电路使仔细检杳电路是否顺利运行。5. 当运行中的电路出现卡顿使禁止立即关闭电路。课 程 设 计 内 容串并转换芯片74LS164的A、B端为串行数据输入端，将其接到数据 线P3.0 上, CLK为时钟端接到时钟线P3.1 上, Q
3、0Q7为并行输出端接 LED灯。在P3.1产生的时钟脉冲的作用下，数据的显示码从741S164输入 端 位 位的输入，经164转换后，串行数据变为8位并行数据经其输出 端Q0Q7加到LED 上, LED就能显示相应的数字。课 程 设 计 简 要 操 作 步 骤1. 画出串行数据转换为并行数据电路原理图。2. 编写代码。3. 连接电路图。4. 将程序导入电路原理图。5. 输入程序代码，在keil软件环境下进行编译，并检查代码的正确性。6. 运行代码并观察原理图中LED显示是否正确。7. 写实验报告，实验过程及实验心得体会。课 程 设 计 心 得 体 会这次课程设计是对我综合能力的检验过程，是一个
4、知识探索的过程， 是将理论运用于实际的一次尝试。这次设计极大地锻炼了我的动手能了， 使理论与实践联系起来，同时学会了很多书本上学不到的东西。可以说， 这是对以前所学东西的一个巩固，同时也是对所学东西的一个查漏补缺的 过程，更是对今后所学知识的一个铺垫过程。课 程 设 计 评 语 及 成 绩评语成 绩指导教师（签名）年 月日目录0 绪论 51 总体设计方案 52 硬件电路设计 62.1 单片机系统62.2 74ls164 电路 73 软件设计 83.1 主程序 93.2 串口工作方式 094 调试分析 105 结论总结 106 心得体会 10参考文献11串行数据转换为并行数据设计摘要：这次单片机
5、课程设计，设计了一种基于单片机串并转换方法，由单片机、 74lsl64、LED显示灯等组成。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯 片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的 控制设备当中。优点是实现串并转换简单方便。关键词： 单片机；74lsl64； LED灯0 绪论自从单片机诞生以来，就在工业自动控制等诸多领域里发挥着巨大的作用，在 传统应用领域里，一般是用单片机配合市场上所能买到的逻辑器件完成系统的硬件 设计，尽管单片机功能强大，能将许多功能的实现放在软件里，从而在较大程
6、度上 简化了系统硬件电路的设计，但是这种选择通用元件来构成硬件电路的方法并未改 变。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理 器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使 计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。 代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、 家用电器、电子玩具、以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。汽车上一般配 备几十部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单 片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比你预想的还要多。1 总体设
7、计方案根据本次课题的设计任务，进行分析得到：本次设计用74ls164实现单片机的 串行输入，并行输出。串行数据转化为并行数据的设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成： 1 复位、震荡电路，2单片机部分,374ls164芯片部分，4 LED灯部分。系统原理框如图 1 所示。图 1 系统原理框图整个电路的工作原理是通过键盘写入串行数据，经单片机处理由 P3.0 口输出 传给 74ls164 芯片并行输出给 LED 灯显示。2 硬件电路设计2.1 单片机系统单片机又称单片微控制器,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。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小
8、、 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。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU,内存，并行总线，还有和 硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很 多，不过价钱也是低的，一般不超过十几元即可用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的 家电里面都可以看到它的身影，它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线 式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的 成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区
9、别。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是 特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大 力气也很难做到的。单片机最小系统如图2所示。L1U1_s_P1 .7P3.?iRDP1 .6P3 .S/WR-Fl .5P3.5.-T-1Fl .4PS.4.-70_LLIEG1 551 4C31 H11P1 .3PS.31NT IP1 .2P3.2J1MT0P1 .1P3.1.-TXDP1 .0P3.0/RXD”l丄1 Lji_ir1 11 0P2.7/A1 5P2.5/A1 4EAP2.5/A13土 l_ 匚P2.4/A12PSENP2.3/A
10、11P2.2/A1 0P2.1/A9P2.0/ABZlr31r12510KOIL23- I 匸-仇 1 -2 ?如aRSTP0.7/AD7F0.6/AD6 P0.5/AD5Pn.4XAD4 XT AL 2P0.3/AD3P0.2/AD2 P0.1XAD1 XTAL1PO.O/ADOI1上3311赁4n r1佳1 8138Jia33n- ir22&F-：TEB：T：-时冲-2-图2单片机最小系统2.2 74ls164 电路co 一6一 88Q了74HCT164是高速硅门CMOS器件，与低功耗肖特基型TTL (LSTTL)器件的引脚 兼容。74HC164、74HCT164是8位边沿触发式移位寄存器
11、，串行输入数据，然后并 行输出。数据通过两个输入端(DSA或DSB)之一串行输入；任一输入端可以用作 高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把 不用的输入端接咼电平，一定不要悬空。时钟(CP)每次由低变咼时，数据右移一 位，输入到QO, Q0是两个数据输入端(DSA和DSB)的逻辑与，它将上升时钟沿 之前保持一个建立时间的长度。主复位(MR)输入端上的一个低电平将使其它所有 输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。 741S164功能图如图3所示。CSA Dsg -H2 CP丽图374ls164功能图CLOCK时钟输入端。CLEAR同步清除
12、输入端（低电平有效）。A, B串行数据输入端。QAQH输出端极限值。74lsl64是8位并出串行移位寄存器功能是将数据串行移入，并行输 出.P!4二VCC,P7二GND。P1二A、P2=B两脚是数据串行移入口，P8=时钟，P9=清除。P3=QA,P4=QB,P5=QC,P6=QD,P10=QE,P11=QF,P12=QG,P13=QH 是并行输入口。 741S164与单片机、LED灯的连接图如图4所示。P3.7JRTPS.ByWRP3.5)T1P3.4/TQP3.3/1NTTP3.2/1NT0P3.1/TXDP3.OJRXDP2.7/A1 5P2.6/A1 4P2.5/A1 3P2.4/A1 2P2.3/A11P2.2/A1 0P2.1 /A9P2.O/A6P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD01110876543212 2 2 2 2 2 2 2
