简易单片机实验系统设计.docx
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简易单片机实验系统设计
黑龙江东方学院
《单片机与应用课程设计》报告
简易单片机实验系统设计
设计题目:
简易单片机实验系统设计
设计依据:
1、单片机实验一些课题的来源与要求。
2、对单片机最小系统进行扩展,丰富外围接口电路。
主要内容及要求:
1、设计单片机最小系统及外围接口电路
基本外围接口电路(发光二极管、数码管、案件输入、ISP)
扩展外围接口电路(EPROM、LCD、DSBO2、D518B20)
2、能满足单片机基本实验项目要求。
任务分工:
总体设计
进度安排:
第一周:
第1天---选题、明确设计任务、掌握设计方法与步骤
第2天---系统总体设计(硬件、软件)
第3天---单元电路设计(原理图设计、PCB设计)
第4天---软件设计(模块划分、电路仿真)
第5天---焊接与单元电路测试
第二周:
第1天---焊接与单元电路测试
第2天---综合测试(软、硬件联合测试)
第3天---撰写课程设计报告
第4天---撰写课程设计报告并提交
第5天---课程设计答辨
第1章系统概述1
1.1系统研究的目的和意义1
1.2系统研究的主要内容1
第2章研究方案2
2.1系统方案设计2
2.2方案实施所需的条件2
2.2.1软件条件2
2.2.2硬件条件2
2.3存在的主要问题和技术关键2
2.3.1存在的主要问题及解决方案2
2.3.2技术关键3
第3章系统硬件设计4
3.1系统功能框图4
3.2硬件各组成部分简介4
3.2.1芯片STC89C52RC4
3.2.2芯片MAX232CPE5
3.3各组成部分功能及作用5
3.3.1芯片STC89C52RC功能及作用5
3.3.2芯片MAX232CPE功能及作用5
3.4电路原理图设计与生成PCB文件6
3.4.1电路原理图设计6
3.4.2生成PCB文件6
3.4.3此过程中遇到的主要问题?
7
3.4.4如何解决出现的问题?
7
第4章系统软件设计8
4.1系统软件功能模块划分8
4.2各模块程序流程8
4.3各模块程序代码9
第5章目标系统12
5.1目标系统介绍12
5.2简要操作或使用说明12
5.2实验心得12
参考文献14
第1章系统概述
1.1系统研究的目的和意义
一、设计目的
课程设计教学环节突出实践能力的培养,提高学生综合运用理论知识解决实际问题的能力,使学生全面加深与掌握数字电路、单片机原理、PCB(印刷电路板)设计与制作、嵌入式C程序设计课程的开发主旨与能力培养目标,树立严谨的科学作风,学生通过搜集资料、分析、设计、焊接、安装、调试等环节,初步了解电子类工程设计的一半方法和步骤,掌握工程实践的基本技能。
二、设计要求
1、根据目标系统的要求,初步掌握总体结构设计的方法和构思,从中选择一种最佳设计方案(自顶向下或自底向上)。
2、根据系统结构规模的要求,掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程。
3、根据任务要求和硬件设计要求,首先画出系统功能框图和系统结构草图,然后进行各控制模块的电路原理图设计。
4、熟练掌握Protel99或ProtelDXP软件使用方法和一些使用技巧,能够保证所设计的原理图符合电器规则和PCB符合相应设计规则。
5、熟练掌握Keil等如阿奴见或开发平台的使用方法,能够通过会变或C语言编程编写出符合控制要求的单片机固件程序。
6、最终按要求完成课程设计报告
1.2系统研究的主要内容
简易单片机实验系统主要由单片机最小系统、基本外围接口电路、扩展外围接口电路构成,通过MAX232CPE将单片机与计算机连接,通过下载数据可以实现控制发光二极管的亮灭、外触发中断控制、控制七段数码管的显示。
第2章研究方案
2.1系统方案设计
图2-1系统方案设计
2.2方案实施所需的条件
2.2.1软件条件
Protel99SE、Proteus7Professional、Keil等。
2.2.2硬件条件
电路板、实验所需元器件、电烙铁、焊台等。
2.3存在的主要问题和技术关键
2.3.1存在的主要问题及解决方案
在用Protel99软件画完电路原理图之后,创建网络表,在生成PCB的时候出现了一些错误,有些元件没有封装有些电路接口没有连接好。
有些封装系统无法找到。
在生成网络表的时候系统提示错误,前面一列使系统元件的名称,后一列是封装错误的原因,找到电路原理图点左上角Browse选择Primitives一项找到错误封装元件的名称并且双击该错误封装元件的名称,将错误的封装改正再重新创建网络表,点击PCB模块并且重新生成网络表。
2.3.2技术关键
1、掌握Protel99软件,熟练的画出电路原理图,并且可以画出系统中没有的信元件,并且封装电路原理图上的所有原件,掌握独立制作封装元件,创建网络表,生成PCB文件,学会修改错误封装,手动布局,自动布线。
2、掌握Keil软件,创建新项目工程,熟练掌握实验所需要的程序代码,从而实现实验要求和内容。
第3章系统硬件设计
3.1系统功能框图
图3-1系统功能框图
3.2硬件各组成部分简介
3.2.1芯片STC89C52RC
8位CPU;片内振荡器及时钟电路;32根I/O线;外部存储器ROM和RAM寻址范围各64KB;2个16位的定时器/计数器;5个中断源,2个中断优先级;全双工串行口;布尔处理器。
引脚功能介绍:
Vcc(40):
电源+5V。
Vss(20):
接地。
XTAL1(19)HEXTAL1(18):
使用内部振荡电路时,用来接石英晶体和电容;使用外部时钟时,用来输入时钟脉冲。
P0口(39~32):
双向I/O口,既可作地址/数据总线口用,也可作普通I/O口用。
P1口(1~8):
准双向通用I/O口。
P2口(21~28):
准双向口,既可作地址总线口输出地址高8位,也可作普通I/O口用。
P3口(10~17):
多用途端口,既可作普通I/O口用,也可按每位定义的第二功能操作。
ALE/PROG(30):
地址锁存信号输出端。
在访问片外存储器时,若ALE为有效高电平则P0口输出地址低8位,可以用ALE信号作外部地址锁存器的锁存信号。
fALE=1/6fos,可以作系统中其他芯片的时钟源。
第二功能PROGshidui8751deEPROM编程时的编程脉冲输入端。
RST/VPD(9):
复位信号输入端。
8051接通电源后,在时钟电路作用下,该教上出现两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平,使内部复位。
第二功能使VPD,即备用电源输入端。
当主电源VCC发生故障,降低到低电平规定值时,VPD将为RAM提供备用电源,以保证存储在RAM中的信号不丢失。
EA/VPP(31):
内部和外部程序存储器选择线。
EA=0时访问外部ROM0000H~FFFFH;EA=1时,地址0000H~0FFFH空间访问内部ROM,地址1000H~FFFFH空间访问外部ROM。
在对8751的EPROM编程时,此引脚接编程电压12.5V。
PSEN(29):
片外程序存储器选通信号,低电平有效。
3.2.2芯片MAX232CPE
图3-2芯片MAX232CPE
3.3各组成部分功能及作用
3.3.1芯片STC89C52RC功能及作用
图3-3单片机最小系统
这款单片机是我设计的电子系统的可信控制器
3.3.2芯片MAX232CPE功能及作用
功能:
可以将电压转变成所需要的电压值
作用:
可以实现单片机与计算机的链接,实现计算机与单片机之间的数据传输。
3.4电路原理图设计与生成PCB文件
3.4.1电路原理图设计
图3-4电路原理图
3.4.2生成PCB文件
图3-5生成PCB图
3.4.3此过程中遇到的主要问题?
在用Protel99软件画完电路原理图之后,创建网络表,在生成PCB的时候出现了一些错误,有些元件没有封装有些电路接口没有连接好。
有些封装系统无法找到。
3.4.4如何解决出现的问题?
在生成网络表的时候系统提示错误,前面一列使系统元件的名称,后一列是封装错误的原因,找到电路原理图点左上角Browse选择Primitives一项找到错误封装元件的名称并且双击该错误封装元件的名称,将错误的封装改正再重新创建网络表,点击PCB模块并且重新生成网络表。
第4章系统软件设计
4.1系统软件功能模块划分
功能1:
基本输入/输出(I/O)。
功能2:
按键的识别(KEY)。
功能3:
数码管的控制。
功能4:
中断程序的编写(INT)。
功能5:
控制发光而接管(LED)。
4.2各模块程序流程
1.模块1程序流程
图4-1模块1程序流程图
2.模块2程序流程
图4-2模块2程序流程图
4.3各模块程序代码
1.模块1代码
#include
voiddelay()
{
unsignedlongi,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<10;j++){;}
}
main()
{
unsignedchark;
for(k=0;k<8;k++)
{
P0=~s[k];
delay();
}
}
2.模块2代码
#include
unsignedcharwm[4]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
unsignedchars[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
unsignedchartab[10]={
0x3f,/*0*/
0x06,/*1*/
0x5b,/*2*/
0x4f,/*3*/
0x66,/*4*/
0x6d,/*5*/
0x7d,/*6*/
0x07,/*7*/
0x7f,/*8*/
0x6f/*9*/};
voiddelay()
{
unsignedlongi,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<10;j++){;}
}
voidint1(void)interrupt2
{
EX1=0;
flag+=1;
EX1=1;
}
main()
{
unsignedchark;
while
(1)
{
if(flag&0x01)
{
for(k=0;k<4;k++)
{
P2=tab[k];
P1=wm[k];
delay();
P2=0x00;
}
}
}
第5章目标系统
5.1目标系统介绍
图5-1目标系统
1.发光二极管流水方式亮
2.数码管显示1234
5.2简要操作或使用说明
1.将简易单片机试验系统接通电源
2.将简易单片机试验系统的串口与计算接连接
3.加载程序
4.打开开关
5.3心得体会
通过这次课程设计,学到了很多东西,在简易单片机实验系统设计的过程中,遇到了很多问题,有软件的硬件的,在软件应用过程中共熟练的掌握Protel99SE、Proteus7Professional、Keil等软件、在程序编程的过程中由于思维角度有误差导致运行程序结果与所需不符合,在老师的指导下,改正了思维角度,得到了正确的实验现象,在简易单片机实验系统课程设计的过程中,由于以前没接触过Proteus7Professional软件,由于课程设计所需,学会了该软件的相关应用,在焊电路版的过程中也积累了一些硬件方面的经验。
参考文献
[1]鲁荣江,王立丰.《VisualBasic项目案例导航》.北京:
科学出版社,2002年6月。
[2]甘仞初,颜志军,杜晖,龙虹.《信息系统分析与设计》.北京:
高等教育出版社,2003年6月。
[3]京辉热点工作室.《VisualBasic6.0中文版编程指南》.北京:
人民邮电出版社,1999年9月。
[4]吴洁明,袁山龙.《软件工程应用实践教程》北京:
清华大学出版社,2003年8月。
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- 简易 单片机 实验 系统 设计
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