【正文】 編寫實驗指導書N Y 圖 23 技術路線圍繞著主芯片設計 LED 顯示、獨立鍵盤、矩陣鍵盤、數(shù)字鍵盤、LCD 顯示、數(shù)碼管、計數(shù)器、數(shù)字溫度顯示、蜂鳴器模塊、交通燈設計、以及 A/D 和 D/A 等電路模塊并在Porteus 上畫出相應的電路圖并保存。本 科 畢 業(yè) 設 計 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 仿真軟件進行虛擬單片機實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢，如涉及到的實驗實習內(nèi)容全面、硬件投入少、學生可自行實驗、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近等。 AT89C52 介紹AT89C52 是 一 個 低 電 壓 ， 高 性 能 CMOS 8 位 單 片 機 ， 片 內(nèi) 含 8k bytes 的 可 反復 擦 寫 的 Flash 只 讀 程 序 存 儲 器 和 256 bytes 的 隨 機 存 取 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 （ RAM） ， 器件 采 用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 、 非 易 失 性 存 儲 技 術 生 產(chǎn) ， 兼 容 標 準 MCS51 指 令 系 統(tǒng) ，片 內(nèi) 置 通 用 8 位 中 央 處 理 器 和 Flash 存 儲 單 元 功 能 強 大 的 AT89C52 單 片 機 可 為 您提 供 許 多 較 復 雜 系 統(tǒng) 控 制 應 用 場 合 。RST/Vpd（ 9 腳 ） 為 復 位 輸 入 端 口 ， 外 接 電 阻 電 容 組 成 的 復 位 電 路 。GND：接地。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。與 AT89C52 不同之處是， 和 還可分別作為定時/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（）和輸入（） ，F(xiàn)lash 編程和程序校驗期間，P1 接收低 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對 P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。 PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。復位電路由復位開關和下拉電阻 R7 組成，接單片機的 RST 引腳。定時器有關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)動的作用，一般情形下，74HC573 的驅(qū)動能力大于 74LS573 的驅(qū)動能力。 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)背光的二個線腳） 。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 13 頁 共 43 頁第 5 腳：RW 為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。15 腳背光正極，16 腳背光負極。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發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(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 74HC573，其中一個的 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。 　　B、動態(tài)顯示： 　　數(shù)碼管動態(tài)最為廣泛的一種顯示方式之一是顯示界面，它在是單片機中應用非常廣泛，動態(tài)顯示是將所有 8 個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp 的數(shù)碼管的的同名端連在一起，同時增加位元選通控制電路為每個數(shù)碼管的公共極 COM，各自獨立的 I/O 線控制位元選通由。 鍵盤模塊 獨立按鍵電路獨立按鍵電路有四個按鍵組成，分別接單片機 AT89C52 的,、。如圖 39 所示。 當按下 2 號開關時，數(shù)碼管顯示為‘0110111’ 。當按下 6 號開關時，數(shù)碼管顯示為‘1111101’ 。當按下開關 A 時，數(shù)碼管顯示為 ‘1110111’ 。當按下開關 E 時，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 8 位、單通道、低價格 A/D 轉(zhuǎn)換器，主要特點是：摸數(shù)轉(zhuǎn)換時間大約 100us，方便的 TTL 或 CMOS 標準接口，可以滿足差分電壓輸入；具有參考電壓輸入端；內(nèi)含時鐘發(fā)生器；單電源工作時（0V～5V）輸入信號電壓范圍是 0V～5V，不需要本 科 畢 業(yè) 設 計 第 19 頁 共 43 頁調(diào)零等等。此信號低電平時 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 時鐘，CLK IN 是振動 的輸入端。 Vin（+） （引腳 6）：輸入信號電壓的正極。 Vref/2（引腳 9）：參考電源輸入端。 DB8～DB0（引腳 11～引腳 18）：數(shù)字信號輸出口，連接單片機的數(shù)據(jù)總線。CLK IN 接一個 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 1k 的電阻，在接高電平。1LSB，轉(zhuǎn)換時間為 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(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，標有正負極，而無源的是需要方波信號驅(qū)動的，沒有正負極。圖 317 蜂鳴器模塊本 科 畢 業(yè) 設 計 第 24 頁 共 43 頁 編程語言的選擇目前，支持單片機語言比較常用的是匯編語言和 C 語言。本次設計采用 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 計 第 25 頁 共 43 頁中選擇元件)命令，從 pick devices 窗口中選擇電路設計所需要的元器件，將元件放置在相應的位置并調(diào)整相應的位置，然后在設置元件參數(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 中運行 debug,在運行 run,就能看到 proteus 中的仿真結果了。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硬件電路和軟件的調(diào)試：一是整個系統(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。端口號一定為 8000 。圖 46 設置 DEBUG 界面本 科 畢 業(yè) 設 計 第 27 頁 共 43 頁圖 47 設置 VDM51 SETTONGS 界面然后在 Proteus 環(huán)境中選擇調(diào)試使用遠程調(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行時間很短，所以在寫程序的時候要調(diào)用延時函數(shù)，延時一段時間，否則就看不到流水效果了。然后延時一段時間， 口變?yōu)楦唠娖?送一個低電平給 口，點亮第二個發(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 計 第 30 頁 共 43 頁開始動態(tài)顯示初始化送位顯示查段選表段碼送入指向下個顯示緩沖單元顯示完成結束顯示下一位NY圖 54 LCD 顯示程序流程 數(shù)碼管動態(tài)掃描圖 55 數(shù)碼管動態(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 A D判斷是否轉(zhuǎn)換結束讀出 A D轉(zhuǎn)換結果結束N圖 510 AD 轉(zhuǎn)換程序流程 DA 轉(zhuǎn)換實驗圖 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，紅燈與綠燈顯示時間均為 50s，中間的黃燈顯示時間為 15s。 個流水燈先會從上到下流動一遍，同時蜂鳴器發(fā)聲。，按下后相應的數(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記字樣的形式卻不會。在做 LED 顯示時，有時候可以運行，有時候就不能，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行的成果。當自己懷著忐忑不安的心情完成 這篇畢業(yè)論文的時候， 自己也從當年一個從山里走出的懵懂孩子變成了一個成熟的青年。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，也是我認識到獨立自主學習知識的重要性，和如何獨立思考的方式，學會獨立地解決面對問題，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“山重水復疑無路。但是我將在以后的工作和學習中繼續(xù)努力、不斷完善。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 42 頁 共 43 頁參考文獻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 計 第 46 頁 共 43 頁delay(5)。lcden=0。write_(0x01)。num16。beep=1。num16。beep=1。 //設置字符顯示位置指針于第一行本 科 畢 業(yè) 設 計 第 47 頁 共 43 頁for(num=0。delay(100)。 //設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 計 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。