單片機實訓報告

1、 單片機實訓 溫度顯示系統(tǒng)設計實驗報告 院（系、部）：姓 名：學 號： 年 級：專 業(yè)：任課教師： 2014 年 7 月 1 日目 錄一 、實驗任務11.1 實驗目的11.2 實驗設備11.3 實驗內容11.4 實驗要求1二、單片機綜合實驗思路12.1 設計方案12.1.1硬件設計框圖22.2 各個模塊的電路設計及程序設計32.2.1單片機模塊的設計及初始化程序42.2.2 AD模塊的設計及程序62.2.3 數值轉換模塊的設計及程序82.2.4 顯示模塊的設計及程序102.2.5 報警模塊的設計及程序12三、 流程圖、源程序與實驗圖143.1 程序流程圖143.2 源程序153.3 SCH圖1

2、93.4 PCB圖19四 、總結和感想20附 21一、實驗任務1.1實驗目的：（1）、加強對單片機和匯編語言的認識，充分掌握和理解設計各部分的工作原理、設計過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。（2）、提高學生單片機綜合系統(tǒng)的開發(fā)的能力。（3）、提高利用已學知識分析問題和解決問題的能力。1.2實驗設備：接口技術實驗箱一套、一臺計算機。1.3實驗內容 某溫度變送器量程范圍為0-80度，對應的模擬信號為0-5V，將此溫度變送器接入ADC0809的IN2模擬輸入通道，進行A/D轉換，在數碼管中顯示出當前溫度，當溫度高于或者低于某一個給定值時紅燈亮，蜂鳴器響聲。1.4實驗要求（1）、根據實驗內容，

3、設計硬件電路原理圖，并給出詳細接線圖（包括8051芯片、晶振電路、復位電路，電源、0809、8255、LED等）。（2）、畫出程序流程圖（3）、給出源程序清單（匯編語言或C語言源程序）（4）、調試，調試結束后要請老師進行檢查。（5）、利用PROTEL軟件繪制出上述電路原理圖（即.SCH文件）（6）、利用PROTEL軟件設計出印刷電路板圖（即.PCB文件）。（7）、制作出印刷電路板（即PCB板）。（選作） a. 若做出了印刷電路板，調試自己的板子。b. 若未做出了印刷電路板，可利用接口實驗箱進行調試。二、單片機綜合實驗設計2.1設計方案因為要求完成量程范圍為080度的溫度變送器，對應的模擬信號為

4、05V，將此溫度變送器接入ADC0809的IN7模擬輸入通道，進行A/D轉換，在數碼管中顯示出當前溫度。所以根據現有的實驗條件，單片機需要由ADC0809芯片從試驗箱收集模擬信號，經過A/D轉換得到的數據為00H-FFH的值，再經過量程變換、數制轉換成十進制數值，然后用74LS244驅動在數碼管上動態(tài)顯示出來，同時由數碼管顯示的還有溫度的上限值，如果溫度大于上限值，則蜂鳴器報警。2.2硬件設計框圖 51單片機AD采集電路晶振電路復位電路四位數碼管動態(tài)顯示溫度蜂鳴器警報圖1硬件設計框圖2.3各模塊電路設計及程序設計2.3.1 單片機模塊的設計及初始化程序單片機最小系統(tǒng)主要是由晶振電路和復位電路組

5、成的，晶振電路是由晶振和連個30pf的瓷片電容組成的，晶振是11.0592MHZ,為單片機提供時鐘源。復位電路由按鈕10uf電解電容、1K和10K的兩個電阻組成，為單片機提供復位功能，就此構成最小系統(tǒng)板。 晶振電路和復位電路圖2晶振電路和復位電路單片機及接口電路接口電路由74LS373地址鎖存器和并行接口芯片8255組成，對8255輸入指令可改變I/O口的工作方式。圖3單片機及接口電路 ADR_ADC0809 EQU 0BFFFH ;ADC0809的片選信號地址 my8255_A EQU 7FFCH my8255_B EQU 7FFDH my8255_C EQU 7FFEH my8255_MO

6、DE EQU 7FFFH ORG 0000H LJMP MIAN ORG 0100HMIAN: MOV A,#81H ;8255的PA、PB輸出、PC輸入 MOV DPTR,#my8255_MODE ;8255控制字地址 MOVX DPTR,A ;8255 初始化 2.3.2 AD模塊的設計及程序51單片機的ALE的輸出頻為晶振頻的1/6（接近2MHZ），而AD0809的工作頻范圍為10KHZ-1280KHZ,當頻率范圍為500KHZ時，其轉換速度為128us。所以由ALE端輸出的頻率要經過74LS74進行二分頻，Q端得到分頻后的頻率作為AD0809的CLOCK端得輸入。二分頻電路圖4二分頻電

7、路AD采集電路圖5 AD采集電路START: MOV DPTR , #ADR_ADC0809 MOV A , #0H MOVX DPTR , A LCALL DELAY1MS MOVX A , DPTR ;讀取0809的7#通道轉換結束的數據 MOV 60H , A ;暫存讀入的值DELAY1MS:MOV R7 , #0ddH ;延時子程序 DJNZ R7 , $ RET2.3.3 數值轉換模塊的設計及程序由AD采樣得到的值范圍是00HFFH即0255，而相應的對應的溫度值是080度，所以應該進行量程邊換與數值轉換。公式為：T=(N*50H)/FFH（AD采樣得到的值為N）再將溫度值（二進制數

8、）轉化為十進制整數（組合BCD碼）存放在內存22H中。在進行轉化將十位、個位分別存放在67H、66H中。START: MOV DPTR , #ADR_ADC0809 MOV A , #0H MOVX DPTR , A ;啟動0809的0#通道 LCALL DELAY1MS MOVX A , DPTR ;讀取0809的7#通道轉換結束的數據 MOV 60H , A ;暫存讀入的值 mov b,#50h mul ab mov r6,b ; ;高8位送R6單元 mov r5,a ; ;低8位送R5單元 mov r2,#0ffh; 除255 lcall div16 MOV 30H,R6 mov r3,

9、#00 MOV 23H,R5 MOV R3,23H lcall binbcd MOV 24H,22H MOV A,#46H MOV 27H,A MOV R3,27H lcall binbcd MOV A,22H ANL A,#11110000B RR A RR A RR A RR A MOV 6BH,A MOV A,22H ANL A,#00001111B MOV 6AH,A MOV A,#0AH MOV 27H,A MOV R3,27H lcall binbcd MOV A,22H ANL A,#11110000B RR A RR A RR A RR A MOV 69H,A MOV A,22

10、H ANL A,#00001111B MOV 68H,A ABB: MOV A,24H ANL A,#11110000B RR A RR A RR A RR A MOV 67H,A MOV A,24H ANL A,#00001111B MOV 66H,A MOV A,30H mov b,#0Ah mul ab mov r6,b ; ;高8位送R6單元 mov r5,a ; ;低8位送R5單元 mov r2,#0ffh; 除255 lcall div16 MOV 30H,R6 mov r3,#00 MOV 23H,R5 MOV R3,23H lcall binbcd;R3R4中存放二進制整數(1

11、6位)，R3中為高8位，轉換結果十進制整數(組合BCD)存放在內部RAM 20H、21H、22H中,22H中存放最低位。 MOV 24H,22H; MOV A,24H ANL A,#00001111B MOV 65H,A DIV16: MOV R7,#08H ;設計數初值DV1:CLR C MOV A,R5RLC AMOV R5,AMOV A,R6RLC A ; ；將（R5）*(R6)左移一位MOV P1.7,C ; ；將移出的一位保存CLR CSUBB A,R2; ；余數（高位）- 除數JB P1.7, GOV; ；若標志位為1，說明夠減JNC GOV ;；無進位，也說明夠減ADD A,R2

12、; ；否則，恢復余數AJMP DV2GOV:INC R5 ;；商上1DV2:MOV R6,A ; ；保存余數（高位）DJNZ R7,DV1RET binbcd: /MOV 22H,R5 MOV R0, #22H;轉換結果低位地址 MOV A, R0 PUSH ACC;ACC表示累加器A的直接地址MOV R7, #01HCLR ALP1:MOV R0, A;結果存儲地址清零DEC R0DJNZ R7, LP1POP ACCMOV R0, AMOV R7, #8LP2:PUSH ACCCLR CMOV A, R3;R3中為二進制數的高位RLC AMOV R3, AMOV B, #01HLP3:MO

13、V A, R0ADDC A, R0;執(zhí)行乘2操作DA A;十進制調整MOV R0, A;結果保存DEC R0DJNZ B, LP3POP ACCMOV R0, ADJNZ R7, LP2RET 2.3.4 顯示模塊的設計及程序四個數碼管中動態(tài)顯示內部RAM 65H68H單元中的數據。LED為共陰極數碼管，共陰極碼為3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00H 。根據8255的/CS管腳與A0、A1管教的接線確定各口地址。8255 PB口（PB.0PB.7）控制數碼管七段(a、b、c、d、e、f、g、dp)

14、,8255 PA口（PA.0-PA.7）控制數碼管的段選，8255 的PB口（PB0-PB7）控制數碼管的位選。圖6顯示電路DIR: MOV R0,#65H ;要動態(tài)顯示數據所存放的首地址 MOV R3,#00000001B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值LD0: MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查表，查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my

15、8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 INC R0L1 MOV R3,#00000010B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE1 ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查表，查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DP

16、TR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 JB Acc.7,LD1 ; INC R0L2 MOV R3,#00000100B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查到內部RAM 某單元中的數

17、據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 JB Acc.7,LD1 ; INC R0L3 MOV R3,#00010000B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPT

18、R ;查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 JB Acc.7,LD1 INC R0 L4 MOV R3,#00100000B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;數碼管共陰極碼表

19、首地址 MOVC A,A+DPTR ;查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 JB Acc.7,LD1 INC R0L5 MOV R3,#01000000B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV A,R0 MOV DPTR,#

20、TABLE ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值 JB Acc.7,LD1 INC R0L6 MOV R3,#10000000B ;4個數碼管位選初始值 MOV A,R3 ;R3中暫存位選值 MOV DPTR,#my8255_A ;8255 PA口地址 MOVX DPTR,A ;LED位選 ，選中一個LED MOV

21、A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;數碼管共陰極碼表首地址 MOVC A,A+DPTR ;查到內部RAM 某單元中的數據的共陰極碼送入A中 MOV DPTR,#my8255_B ;8255 PB口地址 MOVX DPTR,A ;LED段選，顯示內部RAM 某單元中的數據 ACALL DL1ms ;調延時1ms子程序 MOV A,R3 ;取出當前位選值LD1: RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH DB 07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00HTABLE1: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E

22、6H,0EDH,0FDH DB 87H,0FFH,0EFH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00H DL1ms: MOV R7,#03H;延時1ms子程序DL: MOV R6,#099HDL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET END2.3.5 報警模塊的設計及程序圖7報警電路 MOV A,21H CJNE A ,#7H,MAIN LCALL WARN LJMP MAINWARN: SETB P1.0 LCALL DELAY1MS RET三、 流程圖、源程序與實驗圖3.1程序流程圖 開始8255初始化P1.0清零啟動ADC0809數據采集到60H數據轉換顯

23、示21H單元的值>=07警報YN結束N圖8程序流程圖3.2源程序ADR_ADC0809 EQU 0BFFFHMY8255_A EQU 7FFCHMY8255_B EQU 7FFDHMY8255_C EQU 7FFEHMY8255_MODE EQU 7FFFHORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:clr p1.0 MOV A,#81H MOV DPTR,#MY8255_MODE MOVX DPTR,AMAIN:MOV DPTR,#ADR_ADC0809 MOV A,#0 MOVX DPTR,A LCALL DELAY1MS MOVX A,DPTR MOV 60

24、H,A MOV B,#50H MUL AB MOV R5,A MOV R6,B MOV R2,#0FFH LCALL DIV16 MOV A,R5 MOV R3,#00H MOV R4,A ;MOV A,R6 ;MOV R3,A LCALL BCD MOV A,22H MOV B,#10H DIV AB MOV 22H,B MOV 21H,A MOV 65H,22H MOV 66H,21H MOV 67H,20H MOV 68H,#0H LCALL DIR mov a,21h cjne a,#7h,MAIN lcall warn LJMP MAINwarn: setb p1.0 LCALL D

25、ELAY1MS retBCD: MOV R0, #22HMOV A, R0PUSH ACCMOV R7, #03HCLR ALP1:MOV R0, ADEC R0DJNZ R7, LP1POP ACCMOV R0, AMOV R7, #16LP2:PUSH ACCCLR CMOV A, R4RLC AMOV R4, AMOV A, R3RLC AMOV R3, AMOV B, #03HLP3:MOV A, R0ADDC A, R0DA AMOV R0, ADEC R0DJNZ B, LP3POP ACCMOV R0, ADJNZ R7, LP2RETDELAY1MS:MOV R7,#0FFH

26、DJNZ R7,$ RETDIR: MOV R0,#65H MOV R3,#00000010B MOV A,R3LD0:MOV DPTR,#MY8255_A MOVX DPTR,A MOV A,R0MOV DPTR,#TABLE1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#MY8255_BMOVX DPTR,ALCALL DELAY1MSMOV A,R3JB ACC.1,LD2LD2:RL AMOV R3,AINC R0;LJMP LD0MOV DPTR,#MY8255_A MOVX DPTR,A MOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#M

27、Y8255_BMOVX DPTR,ALCALL DELAY1MSJB ACC.2,LD1LD1: MOV 23h,r6 mov a,23h MOV B,#10 MUL AB MOV R5,A MOV R6,B MOV R2,#0FFH LCALL DIV16 mov 23h,r5 mov 24h,r6 MOV R0,#23H MOV R3,#00000001B MOV A,R3 MOV DPTR,#MY8255_A MOVX DPTR,A MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#MY8255_B MOVX DPTR,A LCALL DE

28、LAY1MS RETDIV16: MOV R7,#08H DV1:CLR C MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R6 RLC A MOV P1.7,C CLR C SUBB A,R2 JB P1.7,GOV JNC GOV ADD A,R2 AJMP DV2GOV: INC R5DV2: MOV R6,A DJNZ R7,DV1 RETTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH DB 07H,7FH,6FH, 77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00HTABLE1:DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFHEND3.3 SCH圖圖9 sch圖3.4 PCB圖圖10 pcb圖圖11 pcb鋪銅圖3.5 3D效果圖圖12 3D效果圖四、實驗總結和感想通過這三周的課程設計，我真的感覺自己學到了很多東西，從剛開始的小實驗到最后自己獨立做一個大的綜合實驗，其中有遇到挫折時候的難過，有苦苦調試的煩躁，有調出結果的激動，我認為最終結果是完美的，通過自己一遍一遍的去調試程序，由于沒有接觸過protel 99剛開始畫原理圖和制作pcb的時候一頭霧水，不知道該怎么下手。后來在網上找相關的教程慢慢學習，加