【正文】 1 單片機課程設計實驗報告 設計題目：基于單片機的多功能綜合應用系統(tǒng)的設計 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 姓 名： 指導老師 : 2 目錄 第一章 設計說明 設計目的 ? ????????????????????? 3 設計內(nèi)容及要求 ??????????????????? 3 第二章 硬件電路仿真實現(xiàn) 硬件結(jié)構(gòu)分析 ?????????????????? 5 基本功能仿真電圖 ???????????????? 6 擴展功能仿真電路圖 ???????????????? 10 實物電路圖 ??????????????????? 15 第三章 軟件設計實現(xiàn) 軟件程序內(nèi)容 ?????????????????? 16 模塊分析 ???????????????????? 16 程序流程圖 ???????????????????? 17 第四章 系統(tǒng)測試 軟件調(diào)試 ???????????????????? 19 硬件調(diào)試 ???????????????????? 19 第五章 心得體會 ???????????????????? 20 第六章 參考文獻 ???????????????????? 21 附 錄 ???????????????????????? 21 3 第一章 設計說明 設計目的 單片機在許多領域使用十分廣泛，如智能儀器儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各科任老師們經(jīng)常說“學好單片機，工作就不成問題了?！笨梢妼W好單片意義之重大。單片機作為一門基礎學科，既是對前期學習 C 語言的綜合運用，也是理論與實踐相結(jié)合的一大體現(xiàn)。本次課程設計通過基礎部分，拓展功能以及整體電路的實現(xiàn)能很好地鍛煉我們的動手及編程能力。 設計內(nèi)容及要求 內(nèi)容： 1．設計并實現(xiàn)具有復位功能的單片機小系統(tǒng)。 2．利用單片機進行燈光的場景開關控制、循環(huán)點亮控制、花樣變化控制及速度變化控制（如 ：左右循環(huán)、擴散收縮式移動、流星雨、舞臺燈光綜合效果、名曲名句跟隨顯示等。至少應做兩項：前兩項選一并有速度變化控制功能，后三項選一或自創(chuàng)特色花樣）。 3. 炫彩音樂顯示（依據(jù) 3 秒以上某名曲名句，模擬高、中、低音三分頻，彩色 LED 隨音頻變化而起伏顯示的效果，進一步地， LED亮度跟隨音樂響度閃爍）。 4．利用單片機進行燈光的色彩連續(xù)變化效果控制。 5．利用單片機進行燈光的三色聯(lián)動定時控制（以交通燈為例）。 (說明： 4 中二選一， 5 必選 ) 6. 配合 2 至 5 項中功能，實現(xiàn)液晶屏輸出功能 或狀態(tài)信息。 4 7. 以調(diào)節(jié) 5 或 4 項中的時間為例實現(xiàn)基于 4X4 鍵盤的輸入功能。（可用現(xiàn)有成品鍵盤，也可自己課外用按鍵開關焊接自己的鍵盤。） 8. 數(shù)字溫度計的設計（要求：實時顯示溫度、設置限值溫度、超限報警等） 9. 32x16 點陣 LED 顯示同組同學漢字名（利用取字模軟件獲取數(shù)據(jù)）； 10. 智能式直流電壓表的設計。 要求：（ 1）能啟動、停止； （ 2）能通過開關進行功能選擇； （ 3）基本功能部分要體現(xiàn)循環(huán)、組合和色彩變化的控制功能和效果，實現(xiàn)三色聯(lián)動定時控制，控制變化規(guī)律的類型或功能不少于5 種。 元 件清單： 序號 名稱、規(guī)格 單位 數(shù)量 /組 組數(shù) 備注 1 AT89S51/2 片 1 22 AT89S51 2 連線 把 4 共用 分紅、黑、藍、綠等色 3 12MHz晶振 只 1 22 Crystal 4 47p電容 只 2 22 5 10u電容（電解） 只 1 22 Electrolytic capacitor 6 只 1 22 capacitor 7 電阻 330Ω 只 10 22 resistor 8 電阻 1k 只 10 22 resistor 9 可調(diào)電阻 10k 只 4 22 10 電阻： 510Ω 8排阻 只 2 22 11 紅色 LED小燈 只 3 22 LED 12 綠色 LED小燈 只 2 22 13 藍色 LED小燈 只 3 22 14 按鍵式開關 只 1 22 Button 15 撥動式開關 只 6 22 switch 16 面包板 塊 1 22 5 17 74LS04 片 2 22 可換用 74LS07/0 74HC245 18 RT1602液晶顯示屏 只 1 22 19 DS18B20溫度傳感器 只 1 22 20 8550三極管 只 1 22 PNP 型 21 有源一體蜂鳴器 5V 只 1 22 第二章 硬件電路仿真實現(xiàn) 硬件結(jié)構(gòu)分析 單片機仿真硬件系統(tǒng)由復位電路、晶振電路、獨立鍵盤輸入、彩燈輸出、矩陣鍵盤輸入以及 LCD 顯示模塊構(gòu)成。 根據(jù)課本上的內(nèi)容，首先搭建好復位電路與晶振電路， P1 口接 8個發(fā)光二極管， P3 口接鍵盤， 、 、 和 P0 口接 LCD 顯示， 單片機實物電路由復位電路、晶振電路、獨立鍵盤輸入、彩燈輸出模塊構(gòu)成。由 P1 口接入彩燈。其中晶振連接需注意到，兩端測試電壓的差值在 2V 左右時才能正常起振工作。復位電路在未工作時不能有電壓。 基本功能仿真電路圖 復位電路 6 時鐘 顯示電路 鍵盤 7 具體仿真圖及說明部分 開始為流水燈，或按 S0 為流水燈 按 S1 交通燈 8 按 S2 燈光的色彩連續(xù)變化 三色聯(lián)動 按 S3 就轉(zhuǎn)變?yōu)榱餍怯? 9 調(diào)節(jié)時間先按 S14就開始調(diào)節(jié)時間，按 S11調(diào)節(jié)小時和分鐘，按 S3為 +1，按 S7 為 1. 按 S15 可以調(diào)節(jié)燈的速度，按按 S3 為 +1，按 S7 為 1.(其中當調(diào)節(jié)為0 時速度最快，隨著數(shù)字增加速度逐漸減小 ) 10 溫度計部分： 當溫度超過 25~30176。 C 時，二極管亮，報警： 25176。 C 時 11 30176。 C 時 32*16 顯示屏部分： 12 顯示屏顯示： 13 第四部分智能電壓表部分： 按下 BUTTON 鍵， LED 燈亮起，調(diào)節(jié) RV1 的值， LED 亮滅變化，代表不同的輸出電壓值 調(diào)節(jié) RV1，阻值最大 14 調(diào)節(jié) RV1，阻值越來越小： RV1阻值一半 ： RV1阻值最?。? 15 16 第三章 軟件設計實現(xiàn) 見附錄 P18 ：用 1602 液晶顯示，設置其技術參數(shù)為：撥復位開關總能回到初始狀態(tài)，使用 8 位數(shù)據(jù)，顯示兩行，使用 5*7 的字型，顯示器開，光標關，字符不閃爍，字符不動。 ：當掃描到 1 號鍵盤，進入到流水燈模塊；掃描到 2 號鍵盤時，進入交通燈模塊；掃描到 3 號鍵盤時，進入擴展燈模塊；當掃描到 4 號鍵盤，進入到循環(huán)燈模塊；當掃描到 5 號鍵盤，進入到三色聯(lián)動模塊；按下復位鍵后，回到初始狀態(tài)。 塊：通過設置各種燈在不同的時間段亮滅，并且各自亮的時間長不一致，形成人們視覺上的觀察，看到的現(xiàn)象是燈由亮到暗的變化過程 ,由此可形成各種不同的混色。 ：由延遲控制時間變化，設置兩路交通燈，紅燈亮 18S，綠燈亮 17S，黃燈 1S， A 路交通燈的紅燈亮的時間等于B 路交通燈黃燈亮的時間加上綠燈亮的時間，由此形成聯(lián)動狀態(tài)。 ：通過控制每個燈的亮滅之間的時間來實現(xiàn)，從而給人視覺上的效果，形成流星雨。 ⑤溫度顯示模塊：通過 DS18B20 溫度傳感器實時采集溫 度通過 1602 芯片顯示當前溫度。 17 程序流程圖 基本部分： 18 Led點陣 ： 開 始 開 始 字碼表初址賦值 字碼表初址賦值 取碼指針 取當前列顯示字碼第一個字節(jié) 送 1~8 行控制口 取當前列顯示字碼第二個字節(jié) 送 9~16行控制口 送列控制碼 取當前列顯示字碼地二個字節(jié) 取碼指針 取當前列顯示字碼第一個字節(jié) 送 1~8 行控制口 取當前列顯示字碼第二個字節(jié) 送 9~16行控制口 送列控制碼 送列控制碼 取當前列顯示字碼地二個字節(jié) 送 9~16行控制口 送 9~16行控制口 送列控制碼 80 列顯示完 80 列顯示完 N N Y Y 19 第四章 系統(tǒng)測試 軟件調(diào)試