【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間必須接受的一項(xiàng)工程訓(xùn)練。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在教師指導(dǎo)下，應(yīng)用工程的方法，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單課題的設(shè)計(jì)練習(xí)，可使學(xué)生初步體驗(yàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計(jì)方法，了解必須提交的各項(xiàng)工程文件，也達(dá)到鞏固、充實(shí)和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的目的。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：（1）獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力；（2）綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；（3）查閱圖書(shū)資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書(shū)的能力；（4）工程繪圖的能力；（5）編寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和編寫(xiě)技術(shù)資料的能力。二、設(shè)計(jì)要求1．總體要求（1）獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)（2）繪制系統(tǒng)硬件總框圖（3）繪制系統(tǒng)原理電路圖（4）制定編寫(xiě)設(shè)計(jì)方案，編制軟件框圖，完成詳細(xì)完整的程序清單和注釋?zhuān)?）制定編寫(xiě)調(diào)試方案，編寫(xiě)用戶(hù)操作使用說(shuō)明書(shū)（6）寫(xiě)出設(shè)計(jì)工作小結(jié)。對(duì)在完成以上文件過(guò)程所進(jìn)行的有關(guān)步驟如設(shè)計(jì)思想、指標(biāo)論證、方案確定、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、原理分析等作出說(shuō)明，并對(duì)所完成的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)收獲和今后研究方向。2．具體要求本次工程實(shí)踐的校內(nèi)部分主要以單片機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行單片機(jī)軟件編程，目的 3 是為了提高學(xué)生的軟件編程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，硬件及軟件部分，硬件部分已經(jīng)制作成功，學(xué)生只需要掌握其原理和焊接相應(yīng)的元器件，掌握元器件的辨別和元器件的作用以及應(yīng)用場(chǎng)所即可，另外對(duì)所焊接的電路還需要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，判斷是否有焊接錯(cuò)誤的地方或者短路的地方，對(duì)出現(xiàn)的異常情況要能夠根據(jù)現(xiàn)象判別原因，并具備解決問(wèn)題的能力，從而切實(shí)提高學(xué)生的硬件電子電路的分析、判斷能力。軟件編程是本次課程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在為期兩周的工程實(shí)踐中，將占據(jù)主要時(shí)間，完成的軟件編程任務(wù)主要包括以下幾點(diǎn)：1）、熟悉Keil C51編程平臺(tái)及相關(guān)編程軟件2）、編寫(xiě)、調(diào)試蜂鳴器、繼電器動(dòng)作、方波程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 3）、編寫(xiě)、調(diào)試LED流水燈（循環(huán)顯示）程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 4）、編寫(xiě)、調(diào)試鍵盤(pán)掃描子程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 5）、編寫(xiě)、調(diào)試數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 6）、基于交通燈的多功能控制設(shè)計(jì)其中前五個(gè)內(nèi)容是后兩個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)，主要是編制一些子程序，為后繼的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。交通燈控制是在五個(gè)課題中選做的一個(gè)設(shè)計(jì)，是一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)編程設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能交通燈的多功能作用。3．系統(tǒng)硬件總框圖圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖此次課程設(shè)計(jì)，AT89C52是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。1）AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)中所用的單片機(jī)型號(hào)為AT89C52，其主要功能為：AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有8KB的Flash存儲(chǔ)器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫(xiě)或用編程器編程。另外，AT89C52的指令系統(tǒng)和引腳與80C52完全兼容，所以，近幾年AT89C52單片機(jī)應(yīng)用極為廣泛。AT89C52單片機(jī)除了含有8KB的Flash存儲(chǔ)器外，片內(nèi)還有256 B的RAM，32條I/O口線(xiàn)，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)算器、6個(gè)中斷源、1個(gè)全雙工串行口等。同時(shí)，與80C52一樣，有空閑和掉電兩種節(jié)電運(yùn)行方式。AT89C52引腳如下圖所示：圖2 AT89C52引腳AT89C52單片機(jī)為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。2）DS1302模塊DS1302的RST是復(fù)位/片選線(xiàn)，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。其管腳圖如下：圖3 DS1302管腳圖各引腳功能：Vcc1為后備電源，VCC2為主電源，X1和X2是振蕩源，SCLK為輸入端RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。3）數(shù)碼管顯示電路圖4 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)中采用六位共陰極數(shù)碼管,通過(guò)單片機(jī)STC89C52的P0口控制其位選和段選，以達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示相應(yīng)數(shù)值的效果。在其位選控制部分，采用了一個(gè)9012型三極管，要求當(dāng)P0口輸出低電平時(shí)，位選成功。所謂動(dòng)態(tài)掃描就是指我們采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的COM端，6 使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。4）LED燈顯示圖5 LED顯示模塊本次課程設(shè)計(jì)中，“程序語(yǔ)言”通過(guò)“翻譯”軟件“翻譯”成單片機(jī)所需的二進(jìn)制代碼，單片機(jī)可工作。要用外加電源和分壓電阻來(lái)控制低電平驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，因?yàn)閱纹瑱C(jī)不能直接高電平驅(qū)動(dòng)LED燈。如圖D1D8和RR2以及R6R11連接到單片機(jī)IO口，當(dāng)P1口某腳變低時(shí)相應(yīng)LED發(fā)光。實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍，只需利用編程方法依次從低位到高位逐個(gè)變?yōu)榈碗娖?，等待少許時(shí)刻再變高即可。5）鍵盤(pán)掃描模塊圖6 按鍵輸入電路本模塊四個(gè)開(kāi)關(guān)分別用于控制流水燈控制電路，時(shí)間顯示電路，音樂(lè)蜂鳴器電路，交通燈四部分功能。當(dāng)按下其中一個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)，該部分電路導(dǎo)通，給單片機(jī) 發(fā)出地址信號(hào)，實(shí)現(xiàn)其中一項(xiàng)功能的運(yùn)做，如圖4所示。KEYA鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，蜂鳴器程序工作； KEYB鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，流水燈程序工作；KEYC鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描程序工作； KEYD鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時(shí)，交通燈程序工作。6）蜂鳴器電圖7 蜂鳴器電路路蜂鳴器單元電路是通過(guò)一個(gè)PNP三極管來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，蜂鳴器的正極接到＋5V電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極。當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于0V，沒(méi)有電流流過(guò)線(xiàn)圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間獲得將接近+5V的直流電壓，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制IO口輸出的電平來(lái)控制蜂鳴器是否發(fā)出聲音，實(shí)現(xiàn)各種可能音響的產(chǎn)生。三、硬件電路的設(shè)計(jì)及描述1．硬件總框圖及原理圖圖8 硬件總框圖圖9 硬件總原理圖2．主程序流程圖3．各模塊流程圖 1）時(shí)間顯示程序流程圖2）流水燈程序流程圖3）利用蜂鳴器的音樂(lè)流程圖4）智能交通燈四、源程序代碼/******************************************************************** * 文件名： * 描述: 按下A鍵，實(shí)現(xiàn)蜂鳴器動(dòng)作。按下B鍵，實(shí)現(xiàn)LED流水燈循環(huán)顯示。按下C鍵，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示。按下D鍵，實(shí)現(xiàn)交通燈功能。* 創(chuàng)建人：***********************************************************************/ include includedefine uint unsigned int// 無(wú)符號(hào)整形習(xí)慣的定義define uchar unsigned char//無(wú)符號(hào)字符型習(xí)慣的定義 void buzz_key(void)。//子函數(shù)聲明 void led_key(void)。void tube_key(void)。void traffic(void)。unsigned char code duanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9unsigned char code weima[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf}。// 選擇哪個(gè)數(shù)碼管unsigned char temp[6]。uchar i=35。uchar k=30。uchar l=5。uchar j。uchar b。//定義變量sbit duan=P2^6。//定義管腳 sbit wei=P2^7。sbit key_A=P3^4。sbit key_B=P3^5。sbit key_C=P3^6。sbit key_D=P3^7。sbit buzz=P2^3。sbit DIOLA=P2^5。sbit csda=P3^2。sbit red=P1^0。//交通燈管腳定義 sbit green=P1^1。sbit yellow=P1^2。/******************************************************************** * 名稱(chēng) : Delay_1ms()* 功能 : 延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為 1ms * x * 輸入 : x(延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù))* 輸出 : 無(wú)***********************************************************************/void Delay_1ms(unsigned int t){ unsigned char x,y。for(x=t。x0。x)for(y=110。y0。y)。}/******************************************************************** * 名稱(chēng) : Main()* 功能 : 實(shí)現(xiàn)蜂鳴器，流水燈，數(shù)碼管，交通燈***********************************************************************/ void main(){DIOLA=0。//流水燈鎖存器關(guān) 流水燈未選通wei=0。//位選關(guān)duan=1。P0=0。duan=0。csda=0。while(1){if(key_A==0 || key_B==0 || key_C==0|| key_D==0){if(key_A==0)//A鍵按下{buzz_key()。//調(diào)用蜂鳴器子程序}else if(key_B==0)//B鍵按下{led_key()。//調(diào)用流水燈子程序}else if(key_C==0)//C鍵按下時(shí){tube_key()。//調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序}else//D鍵按下時(shí){traffic()。//調(diào)用交通燈子程序i=35。k=30。l=5。return。}}} }/******************************************************************** * 名稱(chēng) : buzz_key(void)* 功能 : 蜂鳴器子程序***********************************************************************/void buzz_key(void){DIOLA=0。wei=0。buzz=0。//蜂鳴器響while(key_Bamp。amp。key_Camp。amp。key_Damp。amp。!key_A)。buzz=1。//關(guān)蜂鳴器}/********************************************************************* * 名稱(chēng) : led_key(void)* 功能 : 流水燈子程序***********************************************************************/ void led_key(void){DIOLA=1。b=0xfe。P1=b。//11111110 while(key_B==0){b=_crol_(b,1)。//左移11111101Delay_1ms(500)。P1=b。//111111011Delay_