摇摇棒课程设计文档格式.docx
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摇摇棒课程设计文档格式.docx
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本设计要求制作LED显示棒。
通过摇晃时形成的亮灯区域能分辨出:
“蓝色”两个字。
2硬件设计
3软件设计
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint//宏定义
//显示汉字指针
unsignedcharcodehanzi[]=
{
0x00,0x00,//●●●●●●●●●●●●●●●●
0x04,0x40,//●●○●●●●●●●●●●●○●
0x24,0x40,//●●○●●○●●●●●●●●○●
0xa4,0x7d,//●●○●●○●○○●○○○○○●
0x64,0x44,//●●○●●○○●●●○●●●○●
0x2f,0x44,//○○○○●○●●●●○●●●○●
0x74,0x7c,//●●○●○○○●●●○○○○○●
0x84,0x45,//●●○●●●●○○●○●●●○●
0x04,0x7c,//●●○●●●●●●●○○○○○●
0xf4,0x47,//●●○●○○○○○○○●●●○●
0x0f,0x44,//○○○○●●●●●●○●●●○●
0x04,0x7c,//●●○●●●●●●●○○○○○●
0xe4,0x41,//●●○●●○○○○●●●●●○●
0x04,0x40//●●○●●●●●●●●●●●○●
0x00,0x00,//●●●●●●●●●●●●●●●●
0x00,0x00,//●●●●●●●●●●●●●●●●
0x00,0x78,//●●●●●●●●●●●○○○○●
0x00,0x40,//●●●●●●●●●●●●●●○●
0xe4,0x43,//●●○●●○○○○○●●●●○●
0x2c,0x42,//●●○○●○●●●○●●●●○●
0x34,0x42,//●●○●○○●●●○●●●●○●
0x24,0x42,//●●○●●○●●●○●●●●○●
0x26,0x42,//●○○●●○●●●○●●●●○●
0x28,0x42,//●●●○●○●●●○●●●●○●
0xf0,0x3f,//●●●●○○○○○○○○○○●●
0x20,0x00,//●●●●●○●●●●●●●●●●
0x40,0x00,//●●●●●●○●●●●●●●●●
0x00,0x00//●●●●●●●●●●●●●●●●
};
/*****n(us)延时子程序*****/
voidDelayUs(uintN)
{
uintx;
for(x=0;
x<
=N;
x++);
}
voidinit()
EA=1;
EX0=1;
IT0=0;
}
/*****主函数*****/
voidmain(void)
{
inti=0;
init();
intdisp=0;
while
(1)
for(i=0;
i<
64;
i++)
//12个汉字分为3次显示完(每次显示4个),每中断10次切换
P0=~hanzi[disp*128+i*2];
P2=~hanzi[disp*128+i*2+1];
DelayUs(100);
4调试
单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不可的,许多硬件故障是在调试软件时才发现的。
但通常是先排除系统中明显的硬件故障后才和软件结合起来调试的。
其一般的调试过程如下:
1.常见的硬件故障
(1)逻辑错误
样机硬件的逻辑错误是由于设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。
这类错误包括:
错线,开路,短路等几种,其中短路时最常见的故障。
在印刷电路板布线密度高的情况下,极易因工艺原因造成短路。
(2)器件失效
元器件失效的原因有两个方面:
一是器件本身已损坏或性能不符合要求;
二是由于组装错误而造成的元器件失效,如电解电容,二极管的极性错误,集成块安装方向错误等。
(3)可靠性差
引起系统不可靠的因素很多,如金属化孔,接插件接触不良会造成系统时好时坏;
内部和外部的干扰,电源纹波系数过大,器件负载过大等造成逻辑电平不稳定;
另外,走线和布局的不合理等也会引起系统可靠性差。
(4)电源故障
若样机中存在电源故障,则加电后将造成器件损坏。
电源的故障包括:
电压值不符合设计要求,电源引出线和插座不对应,电源功率不足,负载能力差。
2.硬件调试方法
(1)脱机调试
脱机调试是在电路板加电之前,先用万用表等工具,根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性,并核对元器件的型号,规格和安装是否符合要求。
应特别注意电源的走线,防止电源之间的短路和极性错误,并重点检查拓展系统总线是否存在相互间的短路或其他信号线的短路。
对于样机所用的电源事先必须单独调试,调试好后,检查其电压值,负载能力,极性等均符合要求,才能加到系统的各个部件上。
在不插片子的情况下,加电检查各插件上引脚的电位,仔细检查各地点电位是否正常,尤其应注意单片机插座上的各点电位是否正常,若有高压,联机时将会损坏开发机。
(2)联机调试
通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障。
有些硬件故障还是要通过联机调试才能发现和排除。
联机前先断电,把开发系统的仿真插头插到样机的单片机插座上,检查一下开发机与样机之间的电源、接地是否良好。
一切正常,即可打开电源。
通电后执行开发机读写指令,对用户机的存储器、I/O端口进行读写操作、逻辑检查,若有故障,可用示波器观察波形。
通过对波形的观察分析,寻找故障原因,并进一步排除故障。
可能的故障有:
线路连接上的逻辑错误、有断线或短路现象、集成电路失效等。
3.软件调试方法
软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关。
如果采用模块程序设计技术,则逐个模块调试好以后,再进行系统程序总调试。
如果采用实时多任务操作系统,一般是逐个任务,下面进一步予以说明。
对于模块结构程序,要一个个子程序分别调试。
调试子程序时,一定要符合现场环境,即入口条件和出口条件。
调试的手段可采用单步运行方式和断点运行方式,通过检查用户系统CPU的现场、RAM的内容和I/O口的状态,检测程序执行结果是否符合设计要求。
通过检测,可以发现程序中的死循环错误、机器码错误及转移地址的错误,同时也可以发现用户系统中的硬件故障、软件算法及硬件设计错误。
在调试过程中不断调整用户系统的软件和硬件,逐步通过一个个程序模块。
各程序模块通过后,可以把各功能块联系起来一起进行整体程序综合调试。
在这阶段若发生故障,可以考虑各子程序在运行时是否破坏现场,缓冲单元是否发生冲突,零位的建立和清除在设计上有否失误,堆栈区域有否溢出,输入设备的状态是否正常,等等。
若用户系统是在开发系统的监控程序下运行时,还要考虑用户缓冲单元是否和监控程序的工作单元发生冲突。
单步和断点调试后,还应进行连续调试,这是因为单步运行只能验证程序的正确与否,而不能确定定时精度、CPU的实时响应等问题。
待全部完成后,应反复运行多次,除了观察稳定性之外,还要观察用户系统的操作是否符合原始设计要求、安排的用户操作是否合理等,必要时还要做适当修正。
对于实时多任务操作系统的应用程序是由若干个任务程序组成,一般是逐个任务进行调试,在调试某一个任务时,同时也调试相关的子程序、中断服务程序和一些操作系统的程序。
逐个任务调试好以后,再使各个任务同时运行,如果操作系统中没有错误,一般情况下系统就能正常运转。
在全部调试修改完成后,将用户软件固化于EPROM中,插入用户样机后,用户系统即能离开发机独立工作,至此系统研制完成。
4.本次设计中,具体调试过程为:
在开始实验设计前,根据实验要求,分析实验所涉及的相关知识点,查阅身边的资料,并根据自己以前所学的理论知识,有了大概设计框图后,在PROTEL中画出原理图,然后根据原理图分析模块焊出电路板,并对模块进行测试。
第一步,测试LED显示电路和C51单片机最小系统。
首先测试LED,输入一个简单程序(#include<
reg51.h>
main(){p1=0*00;
p2=0*00;
}),发现有一个LED不亮,于是检查该LED的引脚,发现线路断了,接好后LED亮了。
于是输入摇摇棒程序,但LED灯不闪,猜测是数码管芯片与插槽接触不良的问题,就把插槽重新焊接,之后,再次检测时,发现有时闪烁有时灯不亮。
说明不是插槽的问题,于是反复检查最小系统模块,通过用电压表最数码管的每个引脚进行高低电平测试,最总发现原来是接线问题,即是一根线忘了连接。
使得硬件与软件的设置不匹配,从而导致了LED显示不正常。
改正后重新测试。
手动摇晃可呈现图像。
第二步,测试驱动电路,该模块完好。
第三步,软件测试。
在软件方面,改部分主要调延时函数,调试过程简单但费时。
于是,多次耐心尝试后软件调试才成功,能够完整并较为清晰地完整图像。
最终,实现摇摇棒功能
5结论
西安科技大学高新学院
单片机原理与应用
课程设计报告
题目基于单片机POV的魔幻棒的设计
专业班级测控技术及仪器0901
学号0902040146
姓名马波
指导教师周燕
2012年01月03日
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 摇摇 课程设计