單片機課程設(shè)計書.doc

鎮(zhèn)江高等專科學校 單片機課程設(shè)計任務書設(shè)計題目：基于單片機的純水機控制電路板設(shè)計 系 部： 電子信息系 專 業(yè)： 應用電子技術(shù) 學生姓名: 學 號: 起迄日期: 年 月 日 年 月 日 指導教師: 教研室主任： 單片機課程設(shè)計任務書一設(shè)計目的（1） 理解以單片機AT89C2051為核心的純水機控制電路（2） 學會用匯編語言編寫單片機與AT89C2051的接口程序（3） 掌握PROTEUS的設(shè)計電路，編寫匯編語言程序匯編，仿真和仿真調(diào)試等技術(shù)。二設(shè)計功能(1) 制純凈水。(2) 制水已滿后自動停止制水，在圖一中用按下制水已滿開關(guān)表示。制水電動機、沖洗電動機不運行，數(shù)碼管顯示8。(3) 自來水斷水警報，在圖一中用按下斷水報警開關(guān)表示。制水電動機、沖洗電動機不運行，數(shù)碼管閃爍顯示0，并發(fā)出警報聲。(4) 定期沖洗純水機凈水裝置（按定期沖洗開關(guān)）。制水電動機、沖洗電動機運行，數(shù)碼管閃爍顯示F。沖洗40S左右后，自動回到?jīng)_洗前的狀態(tài)。三設(shè)計所用到的元器件（中英文對照）7SEG-COM-AN-GRN(帶公共端共陽極七段綠色數(shù)碼管) DIODE（二極管） 10WATT68R(10瓦68歐電阻 ) G5CLE-14-DC24（繼電器）7805(穩(wěn)壓管) LED-GREEN（綠色發(fā)光二極管）AT89C2051（89C2051單片機） MOTOR（直流電機模型）BRIDGE（整流橋） RES（電阻）BUZZER（蜂鳴器） RX8(排阻)BUTTON（按鈕） SW-SPDT(帶鎖單刀按鈕)CAP（電容） TIPP112（達林頓三極管）CAP-ELEC（電解電容） ZTX550(中功率三極管)四電路設(shè)計及電路圖1電路設(shè)計如圖一所示是以單片機AT89C2051為核心的純水機控制板電路原理圖(1)兩電動機的驅(qū)動與控制電路(2)24V和5V的電源電路(3)其余部分為單片機89C2051控制電路2電路圖（圖一）五程序LOWP BIT P3.0 HIGHP BIT P3.1 QBRUSH BIT P3.2 INWF BIT P3.3 BRUSH BIT P3.4 LABA BIT P3.7 T01 EQU 32H T02 EQU 33H T03 EQU 34H T011 EQU 35H ORG 00H AJMP MAIN ORG 0BH RETI ORG 1BH AJMP T1F ORG 0030HD1S: MOV R1,#5 SJMP D501D50MS:MOV R1,#1D501:MOV R2,#200 MOV R7,#0D50MS1:DJNZ R7,$ MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 DJNZ R2,D50MS1 DJNZ R1,D501 RETBRUSHF:MOV P1,#1DH CLR 21H ACALL D1S JNB LOWP,BSH0 ACALL D1S JNB LOWP,BSH0 ACALL D1S JNB LOWP,BSH0 LJMP BAOJINBSH0:SETB BRUSH SETB INWF SETB LABA MOV R6,#60 MOV R5,#10 MOV TL1,#LOW(15536) MOV TH1,#HIGH(15536) SETB TR1 SETB 22H CLR 23HBSH1:MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 SETB LOWP JNB LOWP,BSH2 ACALL D1S JNB LOWP,BSH2 ACALL D1S; JNB LOWP,BSH2 LJMP BAOJINBSH2:JNB 23H,BSH1 CJNE R6,#0,BSH1BSH3:MOV R4,#0 MOV P3,#8FH CLR 22H CLR 23H RETMAIN:MOV P3,#87H SETB TR0 CLR TR1 MOV P1,#1DH ACALL D1S ACALL D1S ACALL D1S MOV A,P3 MOV 36H,A ACALL D1S MOV A,P3 CJNE A,36H,MAIN ACALL D1S ACALL D1S MOV A,P3 CJNE A,36H,MAIN ACALL D1S ACALL D1S MOV A,P3 CJNE A,36H,MAIN ACALL D1S ACALL D1S MOV A,P3 CJNE A,36H,MAIN MOV 24H,#0 MOV SP,#7 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 MOV T01,#0 MOV T02,#0 MOV T03,#0 MOV T011,#0 MOV TMOD,#11HSTAR:ACALL D50MS MOV 24H,#0 SETB 24HST1:MOV 37H,#3ST21:SETB LOWP JNB LOWP,ST10 ACALL D1S DJNZ 37H,ST21 CLR 24H AJMP BAOJINST10:SETB QBRUSH JB QBRUSH,ST12; ACALL BRUSHFST12:MOV 37H,#3 ACALL D50MS JNB HIGHP,ST2ST11:SETB HIGHP JNB HIGHP,ST12 ACALL D1S DJNZ 37H,ST11 AJMP WFULLST2:ACALL D1S JB HIGHP,ST12 DJNZ 37H,ST2MAKEW:CLR 24H CLR BRUSH SETB TR1 SETB INWF MOV R3,#0 MOV R4,#0 MOV TL1,#LOW(15536) MOV TH1,#HIGH(15536) ACALL D50MSMKW:MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 SETB INWF CLR BRUSH SETB QBRUSH NOP NOP CLR 20H JB QBRUSH,MKW1 ACALL BRUSHF SETB TR1 SETB INWFMKW1:NOP MOV 37H,#3MKW10:SETB LOWP JNB LOWP,MKW11 ACALL D1S DJNZ 37H,MKW10 AJMP STARMKW11:MOV 37H,#3MKW12:SETB HIGHP JNB HIGHP,MK1 ACALL D1S DJNZ 37H,MKW12 AJMP WFULLMK1:NOP MOV A,T011 CJNE A,#144,MK2MK2:NOP JNC MK4 MOV A,T03 CJNE A,#24,MK3MK3:NOP JC MKW ACALL BRUSHF SETB TR1 SETB INWF MOV T03,#0 AJMP MKWMK4:CLR LABA CLR TR0 CLR TR1 CLR P3.3 CLR P3.4MK5:MOV P1,#5 ACALL D1S XRL P1,#0FAH NOP NOP CPL P3.7 ACALL D1S SJMP MK5WFULL:SETB 20H ACALL D50MS SETB TR1 SETB LABA MOV P1,#0WF1:CLR BRUSH CLR INWF ACALL D50MS JB QBRUSH,WF2 ACALL BRUSHF CLR INWF SETB TR1 SETB 20H MOV P1,#0WF2:JNB HIGHP,WF3 MOV A,T03 CJNE A,#24,WF20WF20:NOP JC WF1 ACALL BRUSHF CLR INWF SETB TR1 MOV P1,#0 MOV T03,#0 AJMP WF1WF3:MOV 37H,#3WF31:SETB HIGHP JB HIGHP,WF1 ACALL D1S DJNZ 37H,WF31WF40:CLR 20H MOV T011,#0 MOV R3,#5 CLR TR1WF4:ACALL D1S DJNZ R3,WF4 AJMP STARBAOJIN:CLR TR1 CLR TR0 CLR 21H CLR 22H CLR 23H CLR 24H MOV P1,#40HBJ0:MOV P3,#87H JB LOWP,BJ00 MOV 37H,#3BJ1:SETB LOWP JB LOWP,BJ00 ACALL D1S DJNZ 37H,BJ1 AJMP MAINBJ00:CLR TR1 MOV P1,#40H CPL P3.7 ACALL D1S XRL P1,#0BFH CPL P3.7 ACALL D1S SJMP BJ0TAB:DB 0FDH,0F9H,0F1H,0E1H,0C1H,41H,1 AJMP MAINT1F:PUSH ACC PUSH PSW MOV TL1,#LOW(15536) MOV TH1,#HIGH(15536) JB 22H,BRSHT JNB 24H,T1F0 LJMP T1F2T1F0:INC R3 CJNE R3,#10,WTD2 MOV R3,#0 JB 20H,WTD2 MOV A,R4 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV P1,A INC R4 CJNE R4,#7,WTD2 MOV R4,#0WTD2:INC T01 MOV A,T01 JNZ T1F1 INC T02T1F1:MOV A,T02 CJNE A,#HIGH(11970),T1F2 MOV A,T01; CJNE A,#LOW(11970),T1F2 MOV T01,#0 MOV T02,#0 INC T03 INC T011T1F2:POP PSW POP ACC RETIBRSHT:DJNZ R5,T1F2 MOV R5,#10 CPL 21H JNB 21H,T0F1 MOV P1,#0FFH SJMP T0F2T0F1:MOV P1,#1DHT0F2:DJNZ R6,T1F2 SETB 23H CLR 22H SJMP T1F2 AJMP MAIN AJMP MAIN AJMP MAIN AJMP MAIN AJMP MAIN AJMP MAIN LJMP 7FDH ORG 7FDH LJMP MAIN END單片機課程設(shè)計任務書六調(diào)試與仿真1.PROTEUS電路設(shè)計根據(jù)圖一所示的原理圖及元器件列表，在PROTEUS ISIS中進行電路設(shè)計。完成后的結(jié)果如圖二所示，以文件名Z1253-1.DSN存盤。PROTEUS ISIS電路仿真中，復位電路、外接振動或外振動源電路都不可設(shè)計。這是因為仿真按鈕已有上電復位功能，由外接振動元件或外振動決定的時鐘頻率可通過單片機屬性設(shè)置來設(shè)定。當然也可以設(shè)計上，特別是在運行過程中要求按鍵復位時，則一定要設(shè)計按鍵復位電路。當要通過PROTEUS進行PCB設(shè)計時一定都要設(shè)計上。2. PROTEUS程序設(shè)計PROTEUS程序設(shè)計包括程序編程、匯編、下載。按3.4節(jié)的敘述和12.5.2節(jié)的匯編語言程序，在PROTEUS ISIS中單擊菜單選項source，進行添加程序文件、編寫程序、匯編程序生成目標代碼等操作。程序名為Z1253-1.ASM,匯編生成目標代碼文件Z1253-1.HEX.PROTEUS高版本匯編后自動將最后的目標代碼文件下載到單片機中。也可通過單片機屬性設(shè)置，將其下載到單片機中。打開單片機屬性設(shè)置對話框，在clock frequency欄中設(shè)定時鐘頻率，本例為24MHz。3. PROTEUS仿真上述各步驟正確完成后，則可單擊仿真工具按鈕中的按鍵開始進行全速仿真。仿真片段如圖二所示。操作制水已滿選擇開關(guān)、斷水報警選擇開關(guān)和定期沖洗按鈕，便可看到期望的仿真效果。圖二七.技術(shù)要點本控制板的基礎(chǔ)硬件和軟件設(shè)計均不算復雜，但實際操作時回碰到不少問題，特別是電磁干擾問題。因電動機、電磁閥、繼電器等啟動、運行、停運時都可產(chǎn)生較大的電磁干擾，致使控制板不能正確、穩(wěn)定、長時間工作。為此，必須采取抗干擾措施。一般可采用硬件抗干擾措施和軟件可干擾措施。1.硬件抗電磁干擾措施電磁屏蔽電動機、電源去耦、合理布置器件（如使繼電器遠離墊片及振蕩電路）、合理布線等。2. 軟件抗電磁干擾措施1）延時且多次判定電平的抗電磁干擾技術(shù) 純水機有多個電磁閥：判斷有無自來水的進水電磁閥，判斷所制純進水是否滿的電磁閥等。它們工作時會傳輸給單片機I/O口高電平信號、低電平信號或階躍電信號。單片機工作時不斷檢查相關(guān)I/O口的電平狀態(tài)，以便做出響應。顯然，要響應正確，電磁閥傳輸給單片機I/O口上的電信號應該正確。但是，電磁閥無論在電平穩(wěn)定或電平改變狀態(tài)時，都受到自身或其他電磁器件（如電動機、繼電器等）的電磁干擾。為了抗電磁干擾，本控制板軟件設(shè)計中采用了延時且多次判斷電平的技術(shù)。當單片機檢查到相關(guān)I/O口上電平變化是并不立即響應，而是延時一段時間（具體延時時間由設(shè)計者決定）再檢查電平，反復幾次（次數(shù)有設(shè)計者決定），當幾次都獲得相同結(jié)果時，單片機才確認并做出相應的響應，否則認為是電磁干擾信號而忽略。這以技術(shù)明顯地提高了控制板的抗電磁干擾性能，使純水機能正確、沉穩(wěn)、長時間工作。2） 指令冗余技術(shù)對重要的指令（如SJMP、JB、CJNC、LCALL等）重復寫多個，他們之間可插入幾個NOP指令，即使某個指令被電磁干擾跑飛，還可以執(zhí)行接下來的正確的指令挽回跑飛的程序。本控制板軟件設(shè)計中多次運用了該技術(shù)，以抗電磁干擾。3） 軟件陷阱技術(shù) 對于冗余技術(shù)解決不了的問題，可采取軟件陷阱技術(shù)。軟件陷阱技術(shù)的本質(zhì)是一段攔截程序，當失控的程序運行至此后，可以將其迅速引向一個指定的有效位置，在此有專門的錯誤處理代碼，使程序能夠回到正確的程序段。本控制板軟件設(shè)計中多次運用了該技術(shù)，以抗電磁