【正文】 編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書N Y 圖 23 技術(shù)路線圍繞著主芯片設(shè)計(jì) LED 顯示、獨(dú)立鍵盤、矩陣鍵盤、數(shù)字鍵盤、LCD 顯示、數(shù)碼管、計(jì)數(shù)器、數(shù)字溫度顯示、蜂鳴器模塊、交通燈設(shè)計(jì)、以及 A/D 和 D/A 等電路模塊并在Porteus 上畫出相應(yīng)的電路圖并保存。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 6 頁 共 43 頁 電路圖仿真部分Proteus 與其他軟件不同，它不僅能仿真 CPU 的工作情況，而且也能仿真參與單片機(jī)仿真的外圍電路和其他電路的工作情況。采用 Proteus 仿真軟件進(jìn)行虛擬單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，具有比較明顯的優(yōu)勢，如涉及到的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容全面、硬件投入少、學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過程中損耗小、與工程實(shí)踐最為接近等。 AT89C52 介紹AT89C52 是 一 個(gè) 低 電 壓 ， 高 性 能 CMOS 8 位 單 片 機(jī) ， 片 內(nèi) 含 8k bytes 的 可 反復(fù) 擦 寫 的 Flash 只 讀 程 序 存 儲(chǔ) 器 和 256 bytes 的 隨 機(jī) 存 取 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 （ RAM） ， 器件 采 用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 、 非 易 失 性 存 儲(chǔ) 技 術(shù) 生 產(chǎn) ， 兼 容 標(biāo) 準(zhǔn) MCS51 指 令 系 統(tǒng) ，片 內(nèi) 置 通 用 8 位 中 央 處 理 器 和 Flash 存 儲(chǔ) 單 元 功 能 強(qiáng) 大 的 AT89C52 單 片 機(jī) 可 為 您提 供 許 多 較 復(fù) 雜 系 統(tǒng) 控 制 應(yīng) 用 場 合 。RST/Vpd（ 9 腳 ） 為 復(fù) 位 輸 入 端 口 ， 外 接 電 阻 電 容 組 成 的 復(fù) 位 電 路 。GND：接地。在 Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。與 AT89C52 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和輸入（） ，F(xiàn)lash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對 P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。復(fù)位電路由復(fù)位開關(guān)和下拉電阻 R7 組成，接單片機(jī)的 RST 引腳。定時(shí)器有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器 TMOD 和控制寄存器 TCON。74HC573 起到驅(qū)動(dòng)的作用，一般情形下，74HC573 的驅(qū)動(dòng)能力大于 74LS573 的驅(qū)動(dòng)能力。 1602 液晶顯示模塊1602 字符液晶顯示器的 D0 到 D7 端口與用 AT89C52 的 P0 口 到 相接，VEE 端接 RV1 的 VL 端，RV 一端接地，另一端接+5V。沒背光，和常用的 1602B功能和引腳一樣（除了調(diào)背光的二個(gè)線腳） 。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 13 頁 共 43 頁第 5 腳：RW 為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 來表示。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不超過 30mA。LED 數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需將它們的各個(gè)筆劃引出，公共電極。圖 36 6 位數(shù)碼管：電路采用共陽的接法，數(shù)碼管電路用 2 個(gè) 74HC573，其中一個(gè)的 Q0Q7 分別與 6 位數(shù)碼管的 A,B,C,D,E,F,G,DP 引腳相連，另一個(gè)的 Q0Q5 與 6 位數(shù)碼管的 16 引腳相連。 　　A、靜態(tài)顯示： 　　靜態(tài)顯示也稱直流驅(qū)動(dòng)。 　　B、動(dòng)態(tài)顯示： 　　數(shù)碼管動(dòng)態(tài)最為廣泛的一種顯示方式之一是顯示界面，它在是單片機(jī)中應(yīng)用非常廣泛，動(dòng)態(tài)顯示是將所有 8 個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp 的數(shù)碼管的的同名端連在一起，同時(shí)增加位元選通控制電路為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM，各自獨(dú)立的 I/O 線控制位元選通由。 鍵盤模塊 獨(dú)立按鍵電路獨(dú)立按鍵電路有四個(gè)按鍵組成，分別接單片機(jī) AT89C52 的,、。如圖 39 所示。 當(dāng)按下 2 號(hào)開關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘0110111’ 。當(dāng)按下 6 號(hào)開關(guān)時(shí)，數(shù)碼管顯示為‘1111101’ 。當(dāng)按下開關(guān) A 時(shí)，數(shù)碼管顯示為 ‘1110111’ 。當(dāng)按下開關(guān) E 時(shí)，數(shù)碼管顯示為 ‘1111001’ 。這種鍵盤的格局方方正正，而且可以大大地利用了 I/O 口。圖 310 數(shù)字按鍵電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊圖 311 ADC0804（1）芯片介紹ADC0804 是一個(gè) 8 位、單通道、低價(jià)格 A/D 轉(zhuǎn)換器，主要特點(diǎn)是：摸數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間大約 100us，方便的 TTL 或 CMOS 標(biāo)準(zhǔn)接口，可以滿足差分電壓輸入；具有參考電壓輸入端；內(nèi)含時(shí)鐘發(fā)生器；單電源工作時(shí)（0V～5V）輸入信號(hào)電壓范圍是 0V～5V，不需要本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁 共 43 頁調(diào)零等等。此信號(hào)低電平時(shí) ADC0804 把轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)加載到 DB 口。ADC0804 使用 RC 振蕩器作為 A/D 時(shí)鐘，CLK IN 是振動(dòng) 的輸入端。 Vin（+） （引腳 6）：輸入信號(hào)電壓的正極。 Vref/2（引腳 9）：參考電源輸入端。 DB8～DB0（引腳 11～引腳 18）：數(shù)字信號(hào)輸出口，連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線。CLK IN 接一個(gè) 電容在接到 VIN，CLK R 接 CLK IN，A GND 與 D GND 相連，在與 VIN相連接地，D GND 串聯(lián)兩個(gè) 1k 的電阻，在接高電平。1LSB，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 1μs 分辨率為 8 位。引腳說明如下：DI0～DI7：8 位數(shù)據(jù)輸入線。WR2：寫選通信號(hào)(輸入) DAC 寄存器，低電平有效。內(nèi)部接反饋電阻，外部通過該引腳接運(yùn)放輸出端。Vcc：芯片工作電源，其值為+5V 到 l5V。 溫度傳感器模塊DS18B20 的 VCC 接電源，GND 接地，DQ 接 AT89C52 芯片的 引腳。蜂鳴器分兩種：有源和無源，有源的是一通電就響的，標(biāo)有正負(fù)極，而無源的是需要方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，沒有正負(fù)極。圖 317 蜂鳴器模塊本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁 共 43 頁 編程語言的選擇目前，支持單片機(jī)語言比較常用的是匯編語言和 C 語言。本次設(shè)計(jì)采用 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境，Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具 uVision3。 proteus 和 keil 的配置 proteus 軟件1）Proteus 介紹Proteus 與其他軟件不同，它不僅能仿真 CPU 的工作情況，而且也能仿真參與單片機(jī)仿真的外圍電路和其他電路的工作情況。通過工具欄中的 p(從庫本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 25 頁 共 43 頁中選擇元件)命令，從 pick devices 窗口中選擇電路設(shè)計(jì)所需要的元器件，將元件放置在相應(yīng)的位置并調(diào)整相應(yīng)的位置，然后在設(shè)置元件參數(shù)，再將該鏈接的器件連接起來，最后就是在 keil 里編寫程序，首先打開 keil，建立工程輸入工程名，在就是選器件，一般就是 AT89C51 或者是 C52 系列的芯片，然后就是和 Proteus 聯(lián)調(diào)，在 keil 中運(yùn)行 debug,在運(yùn)行 run,就能看到 proteus 中的仿真結(jié)果了。4）Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段Proteus 提供了兩種方法對于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試：一是整個(gè)系統(tǒng)總體的執(zhí)行，一是對軟件的分步調(diào)試的執(zhí)行情況。在 debug 的菜單下可以查看仿真中所出現(xiàn)的信息，如軟件列表和單片機(jī)系統(tǒng)資源和調(diào)試分析等。所在所有的開發(fā)軟件中占很大的優(yōu)勢。（3） 、找到安裝 keil 的文件夾修改 keil 安裝目錄下 文件,在 C51 字段加入 TDRV3=BIN\ (Proteus VSM Monitor51 Driver)。工程名39。端口號(hào)一定為 8000 。圖 46 設(shè)置 DEBUG 界面本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁 共 43 頁圖 47 設(shè)置 VDM51 SETTONGS 界面然后在 Proteus 環(huán)境中選擇調(diào)試使用遠(yuǎn)程調(diào)試監(jiān)控如圖 48 所示。由于人的視覺停留再加上程序的運(yùn)行時(shí)間很短，所以在寫程序的時(shí)候要調(diào)用延時(shí)函數(shù)，延時(shí)一段時(shí)間，否則就看不到流水效果了。然后延時(shí)一段時(shí)間， 口變?yōu)楦唠娖?送一個(gè)低電平給 口，點(diǎn)亮第二個(gè)發(fā)光二極管。t know of any better service to offer for the short time we are in the world. Thomas Edison 圖 53 1602 液晶顯示本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 30 頁 共 43 頁開始動(dòng)態(tài)顯示初始化送位顯示查段選表段碼送入指向下個(gè)顯示緩沖單元顯示完成結(jié)束顯示下一位NY圖 54 LCD 顯示程序流程 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描圖 55 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描演示說明：6 位數(shù)碼管從 0 到 F 循環(huán)顯示，8 位數(shù)碼管也跟著流水顯示。開始初始化 A D采集數(shù)據(jù)啟動(dòng) A D判斷是否轉(zhuǎn)換結(jié)束讀出 A D轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)束N圖 510 AD 轉(zhuǎn)換程序流程 DA 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)圖 511 DA 轉(zhuǎn)換演示演示說明：下載程序后可觀察到 D10 發(fā)光二極管由暗變亮再熄滅過程。其中，紅燈與綠燈顯示時(shí)間均為 50s，中間的黃燈顯示時(shí)間為 15s。 個(gè)流水燈先會(huì)從上到下流動(dòng)一遍，同時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。，按下后相應(yīng)的數(shù)碼顯示在數(shù)碼管的后三位上。圖 521 按鍵顯示演示說明：等待矩陣鍵盤的按下，按下后相應(yīng)的數(shù)碼顯示在數(shù)碼管的后三位上。由于自己的能力有限，可能是程序優(yōu)化的不太好，導(dǎo)致數(shù)碼管顯示數(shù)字段碼不全。但是,參考圖上表示線上的圓圈和在線上標(biāo)記字樣的形式卻不會(huì)。在做 LED 顯示時(shí)，有時(shí)候可以運(yùn)行，有時(shí)候就不能，網(wǎng)上查找解決方法， 后來采用了直接生成 hex 文件，這樣可以一直看見所運(yùn)行的成果。當(dāng)自己懷著忐忑不安的心情完成 這篇畢業(yè)論文的時(shí)候， 自己也從當(dāng)年一個(gè)從山里走出的懵懂孩子變成了一個(gè)成熟的青年。授人以魚不如 授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，也是我認(rèn)識(shí)到獨(dú)立自主學(xué)習(xí)知識(shí)的重要性，和如何獨(dú)立思考的方式，學(xué)會(huì)獨(dú)立地解決面對問題，從論文的選題到中期答辯，在到現(xiàn)在最終論文的定稿，常常是苦心勞神地查資料，寫程序，遇到問題不斷地思索探討，常常讓我有種“山重水復(fù)疑無路。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 42 頁 共 43 頁參考文獻(xiàn)1 在 MCS51amp。a0。 }void main(){ k=0xfe。 beep=1。 }}2. LCD 字符顯示電路 C 語言程序/************************************************************程序功能：敲入式地顯示一段語句，由于語句超過了 16*2 個(gè)字節(jié)，故采取了分屏顯示的方式，共分為六屏先后顯示。uchar code table2[]=of nature and 。t know。uchar code table9[]=ime we are in 。sbit lcdrs=P3^5。void delay(uint z){uint x,y。y0。delay(5)。}void write_data(uchar date){lcdrs=1。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 46 頁 共 43 頁delay(5)。lcden=0。write_(0x01)。num16。beep=1。num16。beep=1。 //設(shè)置字符顯示位置指針于第一行本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 47 頁 共 43 頁for(num=0。delay(100)。 //設(shè)置字符顯示位置指針于第二行for(num=0。delay(100)。write_(0x01)。write_data(table4[num])。}write_(0x80+0x40)。write_data(table5[num])。}write_(0x01)。num++) //第四屏本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 48 頁 共 43 頁{ beep=0。delay(50)。num++){ beep=0。delay(50)。num16。beep=1。num16。beep=1。 for(num=0。delay(100)。for(num=0。