單片機課程設(shè)計報告硬件圖、源程序

PAGE2中原工學(xué)院《單片機與接口技術(shù)》課程設(shè)計報告目錄一、引言······························3設(shè)計任務(wù)··························3硬件電路圖的設(shè)計··················5軟件的編寫·······················101）程序流程圖······················112）實驗源程序······················15五、心得體會·························26六、參考文獻························27七、附錄····························28

引言單片微型計算機簡稱單片機，又稱微控制器(MCU)，它的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上的一個重要的里程碑，它以體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點獨具特色，在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中獨占鰲頭。本次課設(shè)采用的STC89C51單片機是51系列單片機的一種代表，目前51系列單片機是國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種單片機之一。單片機以其系統(tǒng)硬件構(gòu)架完整、價格低廉、學(xué)生能動手等特點，成為工科學(xué)生硬件設(shè)計的基礎(chǔ)課。本次課程設(shè)計主要目的是為了更進一步學(xué)會使用和了解單片機，增強學(xué)生的動手能力，讓我們更透徹的將平時所做的實驗吃透學(xué)懂。設(shè)計任務(wù)一、所需設(shè)備：偉福系列單片機仿真實驗箱、PC機及實驗指導(dǎo)書二、設(shè)計內(nèi)容題目1：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從鍵盤中任意選出6個鍵作為系統(tǒng)的功能鍵和LED數(shù)碼顯示一起組成一個單片機鍵盤顯示系統(tǒng)（小的監(jiān)控程序），并通過實驗箱上的接口芯片實現(xiàn)相應(yīng)的功能（注：這些硬件電路全在實驗箱上，但自己要能設(shè)計）。要求設(shè)計相應(yīng)的硬件電路，并畫出實現(xiàn)題目要求功能的流程圖，編寫、調(diào)試相應(yīng)的程序。編程要求：開機后顯示班級號（4位），學(xué)號（2位）（復(fù)位狀態(tài)），然后通過功能鍵設(shè)置參數(shù)，而后運行主程序。6個功能鍵為：設(shè)定加一減一確定運行換位設(shè)置參數(shù)步驟：復(fù)位狀態(tài)下，按下“設(shè)定”鍵后6位顯示的狀態(tài)為：顯示設(shè)定值顯示參數(shù)行號888801四位設(shè)定值中的某一位小數(shù)點亮（或者整個值閃爍），表示對該位進行設(shè)置。用“加一”、“減一”鍵改變該位的值，用“換位”鍵改變設(shè)置位（由左到右），用“確定”鍵保存設(shè)定的值。本次設(shè)計要求能設(shè)置四行參數(shù)即可，每行參數(shù)在0－9999之間，當(dāng)連續(xù)按“確定”鍵時，對應(yīng)的行號（上圖）從01－04循環(huán)變化。按下“運行”鍵，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集程序（參考實驗箱相應(yīng)的硬件電路，但要求不同），采集模擬量0－5V，顯示對應(yīng)的物理量在0000－最大值之間變化。5V對應(yīng)的顯示值（最大值）是多少可以在設(shè)定時通過某行（四行參數(shù)中的一行）參數(shù)設(shè)置的數(shù)值選擇確定。三、硬件電路圖的設(shè)計實驗中主要用STC89C51單片機做處理器，首先的確保一個單片機最小系統(tǒng)，所以首先繪制的是單片機最小系統(tǒng)的電路圖，下圖是上次做小車時繪制的最小系統(tǒng)電路圖：要用到鍵盤和六個數(shù)碼管顯示，故需對其接口進行擴展，所用的器件有74HC138與P2口的高四位相連接，進行譯碼，譯碼之后和鎖存器74LS373所存P0口的位數(shù)相與，對數(shù)碼管的段碼和位碼進行片選選定，同時也可對鍵盤的讀取接口和數(shù)據(jù)采集芯片進行片選選通，從而給定一個確定的地址，這樣單片機就可以與外接電路進行數(shù)據(jù)的采集，鍵盤的判定，及數(shù)字的顯示等工作。下圖為74HC138的連接電路其中P2.7接138的E3腳，E1和E2都接在低電平上，P2.6/P2.5/P2.4分別和138的C/B/A引腳連接，這樣地址片選就可以達到從8000H到FFFF的地址。

下圖為單片機P0口接74LS373鎖存器數(shù)碼管段碼接口和位碼接口都用的是74LS374芯片，片選信號由138譯碼器和74LS373鎖存器所給地址決定，鍵盤的讀取用芯片74LS245芯片來擴展，本電路主要是參考平時所作實驗，及實驗的電路連接來設(shè)計的。下圖為段碼接口，位碼接口及鍵盤讀入口的接線電路：鍵盤及數(shù)碼管顯示電路設(shè)計好之后，接下來要設(shè)計的就是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電路，由于我選的題目是任務(wù)一里的第一個任務(wù)，所以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的的是AD轉(zhuǎn)換，將5V的電壓通過電位器的調(diào)節(jié)，也就是模擬量通過AD0809芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在單片機上顯示出來。下圖即為AD0809與單片機的接口電路：AD0809其中D0—D7與P0口相接，由P0口的數(shù)據(jù)選擇哪一路的輸入，EOC與單片機P3.2口相連接，轉(zhuǎn)換完后產(chǎn)生中斷延時讓其顯示，片選線由138的Y1輸出口和單片機的讀口即P3.7經(jīng)過一個或非門相連。這樣0809的地址即為9000H,由P0口給定的值決定是IN口口的輸入，試驗箱上只有兩個輸入口，我在編程時選定IN0口輸入，IN0口接一個連了五伏電壓的電位器。軟件的編寫軟件所要實現(xiàn)的功能：1、開機后顯示班級、學(xué)號10-212；2、用的是實驗箱鍵盤最后一排的六個鍵，依次為：“設(shè)定”“加一""減一""換位””確定“”運行“；3、按“設(shè)定”鍵，默認第一位閃爍，此時按“加一”和“減一”鍵可以調(diào)整數(shù)值；4、設(shè)定完一位后，按“換位”鍵可以對下一位進行設(shè)定；5、四位都設(shè)定完之后，按“確定”鍵，去閃爍，并將參數(shù)01下設(shè)定的值保存；6、再按下“確定”鍵，跳至參數(shù)02，此時可以依照步驟3對其進行設(shè)置；7、參數(shù)01、02、03、04設(shè)定好之后，可以按“確定”鍵對設(shè)定的值查詢；8、在不同的參數(shù)下，按下“運行”鍵可以將以該設(shè)定值最大值，0為最小值的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果顯示到前四位數(shù)碼管上。明確軟件所要達到的目的之后，首先得先清楚試驗中數(shù)碼管和鍵盤的讀入地址和數(shù)碼管的位碼地址，為編程序確定鍵值及參數(shù)會起到一個直接的作用，只有清楚這些了才能隨心所欲的設(shè)定沒一個功能鍵的位置。程序流程圖流程圖是一個程序的主干，也就是說程序是建立在一個流程圖的主體框架之上的，有流程圖程序才可以有條理的進行編寫.下面為實驗程序的流程圖開始開始是運行鍵按下，調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序是運行鍵按下，調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序設(shè)置顯示緩沖區(qū)，及各參數(shù)對應(yīng)的參數(shù)緩沖區(qū)設(shè)置顯示緩沖區(qū)，及各參數(shù)對應(yīng)的參數(shù)緩沖區(qū)調(diào)用顯示1，顯示班級學(xué)號通過參數(shù)的系數(shù)，確定是哪個參數(shù)下設(shè)置的最大值調(diào)用顯示1，顯示班級學(xué)號通過參數(shù)的系數(shù)，確定是哪個參數(shù)下設(shè)置的最大值將AD轉(zhuǎn)換值通過和相對參數(shù)下設(shè)置的最大值進行比較，通過計算乘以相應(yīng)的運算數(shù)，送入相應(yīng)緩沖區(qū)調(diào)用鍵盤檢測子程序右鍵按下？否？ 將AD轉(zhuǎn)換值通過和相對參數(shù)下設(shè)置的最大值進行比較，通過計算乘以相應(yīng)的運算數(shù)，送入相應(yīng)緩沖區(qū)調(diào)用鍵盤檢測子程序右鍵按下？否？ N判是運行鍵？判是運行鍵？調(diào)用顯示子程序2，將數(shù)值顯示調(diào)用顯示子程序2，將數(shù)值顯示 , Y N根據(jù)R5里相應(yīng)的值確定是設(shè)置鍵還是確定鍵根據(jù)R5里相應(yīng)的值確定是設(shè)置鍵還是確定鍵不是運行鍵不是運行鍵根據(jù)R5里相應(yīng)的值確定是設(shè)置鍵還是確定鍵調(diào)用不同子程序根據(jù)R5里相應(yīng)的值確定是設(shè)置鍵還是確定鍵調(diào)用不同子程序 是設(shè)置鍵，由參數(shù)得出顯示緩沖區(qū)，第一位閃爍，調(diào)用顯示子程序2調(diào)鍵盤檢測，判斷是換位鍵還是功能加減鍵調(diào)鍵盤檢測，判斷是換位鍵還是功能加減鍵 是減鍵，直接到S22處，進行減1，送緩沖，調(diào)顯示2是加鍵，直接跳到S11處，進行加1，送緩沖，調(diào)顯示2是減鍵，直接到S22處，進行減1，送緩沖，調(diào)顯示2是加鍵，直接跳到S11處，進行加1，送緩沖，調(diào)顯示2是換位鍵，進行換位，送緩存，調(diào)顯示2是換位鍵，進行換位，送緩存，調(diào)顯示2跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷是運行鍵是運行鍵調(diào)用AD轉(zhuǎn)換判斷在哪個系數(shù)設(shè)置下驚醒的AD轉(zhuǎn)換將AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字量與設(shè)置的數(shù)進行計算，分離出千位百位個位，通過比較將AD轉(zhuǎn)換的最大值255轉(zhuǎn)換為在相應(yīng)參數(shù)下所設(shè)置的數(shù)，通過誤差分析，加減相應(yīng)的數(shù)字，已達到和設(shè)置數(shù)相近的值將AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字量與設(shè)置的數(shù)進行計算，分離出千位百位個位，通過比較將AD轉(zhuǎn)換的最大值255轉(zhuǎn)換為在相應(yīng)參數(shù)下所設(shè)置的數(shù)，通過誤差分析，加減相應(yīng)的數(shù)字，已達到和設(shè)置數(shù)相近的值將分離的四位數(shù)送緩存，調(diào)顯示2跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷是確定鍵是第一次按下還是連續(xù)是第一次按下還是連續(xù)按下跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷連連續(xù)按下，依次改變參數(shù)，從1-4，循環(huán)改變送緩存調(diào)顯示2第一次按下，顯示參數(shù)1，閃存停止閃爍，調(diào)顯示2第一次按下，顯示參數(shù)1，閃存停止閃爍，調(diào)顯示2跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷跳轉(zhuǎn)到鍵盤的判斷（2）實驗源程序WEIEQU08002H;位DUANEQU08004H;段INEQU08001H;鍵盤讀入口CS0809EQU09000HLEDBUFEQU30H;顯示緩沖區(qū)CANSHUEQU51H;參數(shù)1234ORG0000HLJMPSTARTORG0020HSTART:MOV25H,#00HMOVLEDBUF,#01H;班級、學(xué)號的序碼MOVLEDBUF+1,#00HMOVLEDBUF+2,#012HMOVLEDBUF+3,#02HMOVLEDBUF+4,#01HMOVLEDBUF+5,#02HMOV36H,#00HMOV40H,#00H;參數(shù)1緩沖區(qū)MOV41H,#00HMOV42H,#00HMOV43H,#00HMOV44H,#00H;參數(shù)2緩沖區(qū)MOV45H,#00HMOV46H,#00HMOV47H,#00HMOV48H,#00H;參數(shù)3下緩沖區(qū)MOV49H,#00HMOV4AH,#00HMOV4BH,#00HMOV4CH,#00H;參數(shù)4下緩沖區(qū)MOV4DH,#00HMOV4EH,#00HMOV4FH,#00HMOV50H,#00HMOVCANSHU,#01H;參數(shù)L2:MOVR0,#LEDBUF;顯示班級、學(xué)號LCALLDISPLAYLED1;顯示子程序，R0為參數(shù)LCALLTESTKEY;判斷“有效鍵”是否按下？JNB20H.0,L2;沒有鍵按下，則繼續(xù)顯示班級、學(xué)號L3:MOV25H,#00HMOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CH;將參數(shù)首地址存入R0MOVR0,A;第一次有鍵按下默認顯示參數(shù)1下設(shè)定的值，即：顯示從40H單元開始的內(nèi)容LCALLDISPLAYLED2;調(diào)用設(shè)定參數(shù)顯示子程序LCALLTESTKEY;檢測是否有鍵按下JNB20H.0,L3;沒有鍵按下，則繼續(xù)顯示參數(shù)1下設(shè)定的值LCALLPAZ;有鍵按下，則判斷運行鍵是否按下CJNER5,#05H,QD1 LJMPSD;R5=5QD1:LJMPS44SD:SETB20H.1MOV36H,#00HMOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CH;通過參數(shù)來選擇設(shè)定值的緩沖區(qū)ADDA,36HMOVR0,AMOV90H,@R0;將閃值保存至90H單元H1:MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHADDA,36HMOVR0,A;R0指向閃爍寄存字節(jié)處JB20H.1,S1MOV@R0,#10HSETB20H.1LJMPDS1S1:MOV@R0,90H;將閃爍字節(jié)的值顯示出來CLR20H.1DS1:MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHMOVR0,A;R0指向顯示首區(qū)LCALLDISPLAYLED2LCALLTESTKEYJNB20H.0,H1LCALLPAZCJNER5,#02H,S11;換位MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHADDA,36HMOVR0,AMOV@R0,90HINC36HHW1:MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHADDA,36HMOVR0,AMOV90H,@R0MOVA,36HCJNEA,#04H,H1MOV36H,#00HLJMPHW1S11:CJNER5,#04H,S22;加1INC70H;閃爍值加1MOVA,90HCJNEA,#0AH,H1MOV90H,#00HLJMPH1S22:CJNER5,#03H,S33;減1DEC70H;閃爍值減1MOVA,70HCJNEA,#0FFH,H2MOV90H,#09HH2:LJMPH1S33:CJNER5,#01H,H2;確定1（去掉閃爍，并將該參數(shù)下的設(shè)定值保存到對應(yīng)的緩沖區(qū)）MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHADDA,36HMOVR0,AMOV@R0,90HLJMPL3S44:CJNER5,#01H,W1;確定2（將參數(shù)加1，并將該參數(shù)下的設(shè)定值顯示到數(shù)碼管上）INCCANSHU;參數(shù)加1，指向下一個參數(shù)MOVA,CANSHUCJNEA,#05H,L22MOVCANSHU,#01HLJMPL3W1:CJNER5,#00H,L22YX:LCALLAD;采集（調(diào)用AD轉(zhuǎn)換子程序，獲得AD值）LCALLTESTKEYJB20H.0,L22LJMPYX;運行L22:LJMPL3;判斷"有效按鍵"子程序TESTKEY:MOVDPTR,#WEIMOVA,#00HMOVX@DPTR,A;6條列線全置0MOVDPTR,#INMOVXA,@DPTR;讀入鍵狀態(tài)（哪一排有鍵按下，則對應(yīng)的位為：0）ANLA,#01H;若是最后一排有鍵按下，則ANL之后A=0，否則A=1CJNEA,#01,B1;判斷按下的是否是最后一排的鍵（有效按鍵）？CLR20H.0;A=1，則最后一排沒有鍵按下，將20H.0清0LJMPFHB1:SETB20H.0;A=0，則最后一排有鍵按下，將20H.0置1FH:RET;判斷鍵位，通過R5返回，運行--00H,確定-01H，換位--02H,減1--03H,加1--04H,設(shè)定--05HPAZ:MOVR4,#0FEH;11111110BMOVR5,#0FFH;11111111BNEXT:MOVDPTR,#WEIMOVA,R4MOVX@DPTR,A;只將第6列置0MOVDPTR,#INMOVXA,@DPTR ;讀入鍵狀態(tài)ANLA,#01H;若“運行”鍵按下，則ANL之后A=0；CJNEA,#01H,QDZ;判斷“運行”鍵是否按下？（依次判斷最后一排的鍵）MOVA,R4RLA;否，則左移一位MOVR4,AINCR5;執(zhí)行后，R5=00HLJMPNEXTQDZ:INCR5;按下“運行”鍵，則跳至此處，執(zhí)行后，R5=00HMOVLEDBUF,R5;若前面沒有按“運行”鍵，則R5=01H;有，則R5=00HLOOP:LCALLTESTKEYJB20H.0,LOOP;有鍵按，則循環(huán)檢測按鍵RET;顯示1子程序（班級、學(xué)號）DISPLAYLED1:MOVR2,#20H;選通第1位數(shù)碼管MOVR3,#06H;6位數(shù)碼管顯示，控制循環(huán)6次L1:MOVDPTR,#WEIMOVA,R2MOVX@DPTR,ARRA;右移一位，選通下一位數(shù)碼管MOVR2,AMOVA,@R0MOVDPTR,#LEDTABMOVCA,@A+DPTR;由序碼求段碼MOVDPTR,#DUANMOVX@DPTR,A;輸出段碼LCALLDELAY;調(diào)用延時INCR0;指向下一個要顯示的段碼DJNZR3,L1RET;顯示2子程序（設(shè)定值和參數(shù)）DISPLAYLED2:MOVR2,#20H;選通第1位數(shù)碼管SETB21H.0;將21H.0置1MOVR3,#06H;6位數(shù)碼管顯示，控制循環(huán)6次L12:MOVDPTR,#WEIMOVA,R2MOVX@DPTR,ARRA;右移一位，選通下一位數(shù)碼管MOVR2,ACJNEA,#02H,L44;沒選通第五位數(shù)碼管（00000010B），則跳轉(zhuǎn)，正常顯示CLR21H.0;選通了第五位數(shù)碼管，則將21H.0清0L44:MOVA,@R0MOVDPTR,#LEDTABMOVCA,@A+DPTR;由序碼求段碼MOVDPTR,#DUANMOVX@DPTR,A;輸出段碼LCALLDELAY;調(diào)用延時JB21H.0,H11;21H.0等于1，即沒選通第五位數(shù)碼管，則跳轉(zhuǎn)MOVR0,#4FH;選通了第五位數(shù)碼管，則給R0初始地址4FHSETB21H.0H11:INCR0;（50H）=00H，第五位數(shù)碼管顯示“0”;（51H）=01H，第六位數(shù)碼管顯示“1”DJNZR3,L12;直到六位數(shù)碼管都顯示一遍，返回RET;AD轉(zhuǎn)換子程序AD:LCALLPXS;調(diào)系數(shù)MOVDPTR,#CS0809;采集MOVA,#00HMOVX@DPTR,AJNBP3.2,$：利用ADC0809的EOC信號觸發(fā)中斷INT0（P3.2口）MOVXA,@DPTRLCALLZHUANHUANMOVR0,#60HLCALLDISPLAYLED2MOVP1,#80HRET;判系數(shù)子程序PXS:MOVA,CANSHUMOVB,#04HMULABADDA,#3CHMOVR0,AMOVR1,AMOVA,@R0SWAPAINCR0ADDA,@R0MOV53H,AINCR0MOVA,@R0SWAPAINCR0ADDA,@R0MOV54H,AMOVA,53HANLA,#0F0HCJNEA,#00,DYYQMOV25H,#01HINCR1MOVA,@R1SWAPAINCR1ADDA,@R1MOV53H,AINCR1MOVA,@R1SWAPAADDA,#00MOV54H,ADYYQ:MOV57H,#02HMOV58H,#55HMOV55H,#00HMOV56H,#00HMOV22H,#00HMOVR0,#0FFHLOOP5:INCR0CLRCMOVA,56HADDA,58HDAAMOV56H,AMOVA,55HADDCA,57HDAAMOV55H,ACLRCMOVA,56HSUBBA,54HMOV22H.0,CMOVA,55HSUBBA,53HMOV22H.1,CMOVR2,22HCJNER2,#00,NEXT5MOVA,56HCJNEA,54H,NEXT5INCR0NEXT5:MOVC,22H.1JCLOOP5MOV22H,#00HCLRCMOVB,R0RET;轉(zhuǎn)換子程序ZHUANHUAN:MULABMOV6AH,BMOV6BH,AMOV6CH,#03HMOV6DH,#0E8HMOVR0,#0FFHLOOP1:INCR0;判定千位MOVA,6BHMOV2BH,6BHSUBBA,6DHMOV6BH,AMOVA,6AHMOV2AH,6AHSUBBA,6CHMOV6AH,ANEXT1:JNCLOOP1MOV60H,R0MOV6AH,2AHMOV6BH,2BHMOV22H,#00H;判定百位CLRCMOV6CH,#00HMOV6DH,#64HMOVR0,#0FFHLOOP2:INCR0MOVA,6AHCJNEA,#00H,BW1MOVA,6BHMOV2BH,6BHSUBBA,6DHMOV6BH,ALJMPNEXT2BW1:MOVA,6BHSUBBA,6DHMOV6BH,AMOVA,6AHSUBBA,6CHMOV6AH,ALJMPLOOP2NEXT2:JNCLOOP2MOV61H,R0MOV6BH,2BHMOV22H,#00H;判定十位CLRCMOV6DH,#0AHMOVR0,#0FFHLOOP3:INCR0MOVA,6BHMOV2BH,6BHSUBBA,6DHMOV6BH,ANEXT3:JNCLOOP3MOV62H,R0MOV63H,2BHMOVA,25HCJNEA,#01H,TZ1MOV63H,62HMOV62H,61HMOV61H,60HMOV60H,#00HTZ1:RET;延時子程序DELAY:MOVR6,#06D1:MOVR7,#210DJNZR7,$DJNZR6,D1RET