36单片机课程设计报告模板

目录目录.......................................................................................................0第1章概述.........................................................................................12.1基本原理................................................................................32.2设计思路................................................................................32.3设计方案................................................................................3第3章硬件电路设计.........................................................................53.1按键设计电路图.............................................................................53.2显示电路设计图.....................................................................5第4章软件设计.................................................................................74.1主程序流程及说明.................................................................74.2中断服务子程序.....................................................................84.3键盘扫描程序.........................................................................9第5章系统调试及软件仿真...........................................................105.1程序调试..............................................................................105.2硬件电路调试......................................................................12第6章总结.......................................................................................13第6章总结.......................................................................................13参考文献.............................................................................................15附录A..................................................................................................16系统原理图：..............................................................................16附录B..................................................................................................17程序清单：..................................................................................171第1章概述随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。基于此本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，其转速可以通过键盘输入给定，同时其具体数值也可以在LED上显示出来。单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。2机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。本课程设计主要针对目前我国早期应用比较广泛的“MCS-51”单片机进行系统的讲解和分析。为使用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。3第2章工作原理和设计思路及方案2.1基本原理本次课程设计用STC89C52作为主控器组成一个转速表。电机转速采用光电脉冲传感器来测量，通过设置定时器/计数器T0为1S，设置定时器/计数器T1为计数器对光电传感器传过来的脉冲进行计数，电动机测速采用测周法，即每旋转一周产生一个脉冲，则设在1s内测量的脉冲个数为n，故测到转速n就是脉冲频率，再乘以60就是电动机的转速，单位为r/min。在此期间定时1s，在1s内允许中断，每中断一次，软件计数器加1，1s后，关闭中断，则软件计数器即为1s内的脉冲数，通过计数一定时间内通过定时器的脉冲数通过软硬件结合工作即可测出电机的转速。2.2设计思路为了确定其设计方案，首先必须构思好初步的设计思路。根据设计要求和实验仿真条件，初步的设计思路可以总结如下：1)用信号发生器来产生频率为0-500Hz的方波脉冲信号。2)当前转速与电动机的状态显示用4段LED数码管。3)键盘采用独立式键盘，需要3个键。4)采样时间用定时/计数器0来实现。5)用定时/计数器1来统计采样时间内的脉冲数，进而计算转速。2.3设计方案根据设计要求和设计思路，可以确定该系统的设计方案，图14为该系统设计的硬件电路设计框图。硬件主要由四部分组成，即脉冲源、单片机、键盘、LED显示器。单片机采用STC89C52。要求测量的脉冲直接用另一个单片机产生提供。在单片机中，定时功能既可以由硬件（定时/记数器）实现，也可通过软件定时实现。硬件定时是利用单片机内定时器定时，启动以后定时器可与CPU并行工作，不占用CPU时间，CPU有较高的工作效率。采用硬件定时和软件定时并用的方式，即用T0溢出中断功能实现50ms定时，通过软件延时程序实现1s定时。定时器的TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0～3，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。硬件电路设计如图2.1所示STC89C52脉冲源复位电路时钟电路按键电路LED显示电路图2.1硬件电路设计5第3章硬件电路设计3.1按键设计电路图对于按键电路的设计可以有2种方式：一种方式是直接按键设计，也称独立按键，这种设计电路适用于按键较少的控制，具有按键电路简单，编程方便等优点；另一种方式是矩阵式键盘的设计，它适用于对控制按键较多的电路控制，占用较少的I/O接口，但是按键电路复杂，编程比较复杂。本课题总共需要按键，所以采用独立按键设计。设计图如3.1.1：由上到下的按键分别是复位、停止、启动。图3.1.1按键电路3.2显示电路设计图本课题所采用得是由LED（数码管）作为显示电路，用以显示由单片机所接收的脉冲转换来的BCD码，以及开始测速时的各种状态。硬件电路连接是单片机P0.0~P0.7接数码管的由A~G、DP8个各管脚，P2.0~P2.3接数码管的控制端W4、W3、W2、W1采用共阳极连接的方法连接图如图3.2.1所示。6图3.2.1显示电路3.2脉冲产生电路设计图在实际做试验是由另一块单片机产生脉冲，在本次设计中我让另一块单片机输入1Hz频率的脉冲，并把脉冲接到现实的单片机的P3.5口进行计数。7第4章软件设计4.1主程序流程及说明本次设计用T0做定时器定时时间为50ms、T1作计数器，都设置为工作方式一。如图4.1.1所示开始设置T0、T1工作方式，装入初值、关闭各位数码管T_State==1&&Key_State==1？键盘扫描T_state==0、计算、计数器清零Key_State==1|Key_State==2？调用显示子程序是否有键按下关闭显示器NoYesYesYesNoNo8图4.1.1主程序流程图4.2中断服务子程序定时器0中断重装初值，计数初值Count加1Count=20?Count==0,T_Sate==1中断返回YesNo定时器1中断重装初值中断返回图4.2.1中断程序流程图94.3键盘扫描程序数字转速表的键盘操作应具有3个功能，即：启动、停止、复位。本次采用的是直接连接的独立式按键，在键盘扫描过程中必须解决以下问题：1、是否有键按下；2、是哪一个键按下；3是不是有抖动；4、按键是不是松开。故在程序应该注意以上问题，不然会产生问题，不能正确的对按键进行识别。图4.3.1为键盘流程图：图4.3.1按键流程图NYNY是否有键闭合延时去抖是否有键闭合闭合键是否释放相对应操作10第5章系统调试及软件仿真5.1程序调试试验所涉及的2个软件KeiluVsion2和proteus,以下是仿真步骤。程序调试部分：uVsion2先新建一个工程，选择芯片为AT89C52然后点击是,然后弹出是否加入标准启动文件，点击否，再新建一个文件，保存为“文件名.C”。然后点开工程窗口的Target右键单击出现弹出菜单，选择添加文件到工程，选到刚才新建的文件然后点击OK，输入程序，点击工程选择，选中Output中的Creat