模擬開關(guān)燈的單片機系統(tǒng)

1、電子設(shè)計應(yīng)用軟件訓(xùn)練總結(jié)報告沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院電子設(shè)計應(yīng)用軟件訓(xùn)練總結(jié)報告學(xué)生姓名： XXX 專 業(yè)： XXXXX 班 級： XXXXX 學(xué) 號： XXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXX 訓(xùn)練時間：2013年 7月8日至 2012年7月12日電子信息工程學(xué)院電子設(shè)計應(yīng)用軟件訓(xùn)練任務(wù)【訓(xùn)練任務(wù)】：1、熟練掌握PROTEUS軟件的使用； 2、按照設(shè)計要求繪制電路原理圖； 3、能夠按要求對所設(shè)計的電路進行仿真；【基本要求及說明】: 1、按照設(shè)計要求自行定義電路圖紙尺寸； 2、設(shè)計任務(wù)如下： 利用51單片機，按鍵和發(fā)光二級管，構(gòu)成一個模擬開關(guān)燈的單片機系統(tǒng)，按下按鈕，燈亮，松開按鈕，燈滅

2、。 3、按照設(shè)計任務(wù)在Proteus 6 Professional中繪制電路原理圖； 4、根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求編寫程序，在Proteus下進行仿真，實現(xiàn)相應(yīng)功能。【按照要求撰寫總結(jié)報告】 成績：一任務(wù)說明根據(jù)設(shè)計任務(wù)中要求，本次訓(xùn)練要利用51單片機，按鍵和發(fā)光二級管，構(gòu)成一個模擬開關(guān)燈的單片機系統(tǒng)，按下按鈕，燈亮，松開按鈕，燈滅。并在Proteus 6 Professional中繪制電路原理圖，進行仿真，用WAVA6000對單片機進行編程,實現(xiàn)相應(yīng)的功能。根據(jù)單片機原理課程所學(xué)，要想檢測開關(guān)狀態(tài)，可以有兩種方式：查詢方式和中斷方式。本次訓(xùn)練選用查詢方式來實現(xiàn)要求，用51單片機P1.6端口來實現(xiàn)查

3、詢。P1.6口是一個準雙向I/0口，其輸入的信號分別為高電平和低電平。按鈕按下時，輸入為低電平；按鈕松開時，輸入為高電平。可以采用JB BIT REL指令或JNB BIT REL指令來完成對開關(guān)狀態(tài)的檢測。二系統(tǒng)流程圖以及說明由設(shè)計任務(wù)可以畫出系統(tǒng)的流程圖，如圖1所示。圖1系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)開始后，51單片機不斷查詢P1.7口的狀態(tài)，當(dāng)按鈕松開時，P1.7為高電平，P1.0被置為高電平，燈滅并返回開始處；當(dāng)按鈕按下時，P1.7為低電平，P1.0被清零，燈亮并返回開始處。三原理圖繪制過程以及說明 由上述系統(tǒng)流程圖可設(shè)計出這個系統(tǒng)有五個部分：晶振電路部分、復(fù)位電路部分、LED燈電路部分、開關(guān)電路部分和

4、AT89C51單片機部連接而成，因此原理框圖如圖2所示。圖2系統(tǒng)原理框圖1晶振電路51單片機內(nèi)部由一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。將電容C1和C2的值設(shè)定為30PF，則晶體振蕩器的振蕩頻率就可以得到12MHz，這樣能更好的與51單片機所匹配。打開Proteus軟件后，新建設(shè)計如圖3所示。圖3新建設(shè)計選擇第一個，再點擊確定。在網(wǎng)格表空白處點鼠標(biāo)右鍵，點擊放置元件，這時會彈出一個元件搜索方框。左上角輸入元件名稱，例如電容C，則輸入CAP，就會出現(xiàn)如圖4所

5、示的結(jié)果。圖4元件搜索點擊確定后只要在原來網(wǎng)格表中點擊左鍵就可以將元件放置到網(wǎng)格表中了，雙擊元件可以改變元件的大小和放置的方向、位置等。其他類型的元件放置方法與這個步驟一樣。晶振電路如圖5所示。圖5晶振電路2復(fù)位電路51單片機的復(fù)位通過外部復(fù)位電路來實現(xiàn)。通常復(fù)位電路采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，本次訓(xùn)練我采用了上電自動復(fù)位的方式。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，單片機的RST引腳接一個電阻再接地，并上一個電容接高電平并且單片機的EA引腳接高電平，具體連接方式如圖6所示。圖6復(fù)位電路3LED燈電路LED燈電路由一個綠色LED燈和一個限流電阻組成，具體電路連接如圖7所示。

6、LED燈左邊接高電平，電阻右邊接單片機P1.0口。當(dāng)P1.0口為高電平時，燈滅；當(dāng)P1.0為低電平時，燈亮。圖7 LED燈電路4開關(guān)電路在本次訓(xùn)練中，開關(guān)電路味P1.6口提供高電平和低電平。由于電壓源電壓為5V，因此要連接一個限流電阻控制電壓。具體連接如圖8所示。圖8開關(guān)電路當(dāng)開關(guān)閉合時，給P1.6端口輸入為低電平；當(dāng)開關(guān)斷開時，給P1.6端口輸入為高電平。5單片機AT89C51AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器。在功能上與80C51單片機并無多大區(qū)別，運行速度上略優(yōu)于80C51，本次訓(xùn)練采用的就是AT89C51單片機。在Proteus軟件中，

7、其引腳圖如圖9所示 圖9 AT89C51單片機引腳圖AT89C51單片機的引腳名稱及功能如表1所示。表1 引腳及功能RST復(fù)位輸入EA外部訪問允許XTAL1振蕩器反相放大器輸入端P1.0-P1.7帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口XTAL2振蕩器反相放大器輸出端P0.0-P0.78位漏極開路型雙向I/O口PSEN選通信號P2.0-P2.7同P1口ALE訪問外部程序存儲器鎖存低8位字節(jié)P3.0-P3.7同P1口 選定好單片機后，接下來就應(yīng)該對單片機進行編程。相應(yīng)的程序在仿真部分是會介紹。整個電路的連接圖在附錄I。表2是這個電路所用的各個元件名稱、數(shù)量和數(shù)值大小。表2 元件名稱數(shù)量及大小元件名稱數(shù)值

8、大小數(shù)量電容C1、C230pF2電容C310uF1晶振1電阻 R1、R2、R31003綠色LED燈1開關(guān)1AT89C51單片機 U11四仿真步驟以及過程結(jié)果1.仿真步驟 連接完原理圖后，保存到一個文件夾中，這是文件夾會出現(xiàn)一個后綴為“DSN”的文件。打開WAVE6000軟件，將要給單片機編的程序輸入后，保存到剛才新建的那個文件夾中，文件后綴為“ASM”，然后再編譯，程序如下： org 00hstart:jb p1.6,h1 clr p1.0 sjmp start h1:setb p1.0 sjmp startend 上述過程如圖10所示。圖10 程序編譯過程編譯完后，在上述那個文件夾中會產(chǎn)生一

9、個名為“01.HEX”的文件。此時打開原理圖，雙擊單片機元件后會彈出如圖11所示的對話框，對單片機的屬性進行設(shè)定。在“Clock Frequency”中輸入12MHz，將單片機頻率設(shè)置為12MHz。圖11 設(shè)置單片機屬性點擊“Program File”空欄后類似文件夾一樣的圖標(biāo)，找到剛才那個文件夾，選擇“01.HEX”文件打開。如圖12所示圖12 選擇單片機程序2.仿真結(jié)果選擇完成后點擊確定，至此單片機的設(shè)定就完成了。接下來進行原理圖的仿真過程,雙擊文件夾中的“DSN”文件，默認打開了proteus軟件，點擊軟件界面左下角的那個三角形標(biāo)志，開始仿真。閉合開關(guān)，燈亮。如圖13所示。圖13閉合開關(guān)

10、斷開開關(guān)，燈滅，如圖14所示圖14斷開開關(guān)五.總結(jié)及訓(xùn)練體會 本次課程訓(xùn)練，鍛煉了我的實踐動手能力，對單片機的原理和應(yīng)用更加得心應(yīng)手。首先的感謝老師以及同學(xué)們的熱心幫助。使我對單片機在生活中的實際應(yīng)用有了更加深刻的了解，并且對于單片機各個引腳的名稱和左右，輸入輸出狀態(tài)的應(yīng)用熟練了不少，掌握了對單片機I/O口相應(yīng)的操作和如何對單片機進行編程，以及如何為一個要求設(shè)計具體程序，如何分析這個要求中各個相關(guān)細節(jié)等等。還有就是對Proteus軟件和WAVE6000軟件的應(yīng)用愈發(fā)熟練。六.參考文獻 1.張毅剛.單片機原理及應(yīng)用.第三版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008年9月.P9-P27、P31-P52。2.

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