单片机原理及应用课程设计
设计题目：51 单片机系统板设计
姓 名：
班 级：
学 号：
指导教师：
成绩评定：
年 月 日
目 录
1 设计要求 ............................................1
2 系统功能阐述 ........................................1
2.1 功能部分 ...........................................1
2.2 LED 灯部分: ........................................2
2.3 操作与按键部分: ....................................2
2.4 数码管部分: ........................................3
2.5 简单操作流程 .......................................3
3 硬件原理图设计 ......................................4
4 软件流程图设计 ......................................5
4.1 程序流程框图 .......................................5
5 程序分部解释 ........................................5
5.1 头文件引入以及参数定义部分 .........................5
5.2 延时函数部分 .......................................6
5.3 主程序及初始化部分 .................................6
5.4 LED 灯部分 .........................................7
5.5 矩阵键盘扫描函数部分 ...............................7
5.6 数码管显示函数部分 ................................11
5.7 定时器 0 主体部分 ..................................11
6 调试结果 ...........................................12
7 心得体会 ...........................................13
附录:程序完整版 ......................................13
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1 设计要求
设计焊接一个 51 单片机的最小系统以及一些附加模块，最终制成的系统将
具有烧录程序、运行程序灯功能。能实现 USB 烧写程序，能控制 8 个发光二极管
及其他可选功能。具体为：
基本功能：8 个 LED 灯先向左移动，再向右移动，依次循环。
在基础功能上选择一项拓展功能：（1）利用 4×4 矩阵键盘实现数字 00 到 15，
并在数码管显示；（2）利用 DS18B20 温度传感器读取温度值，利用数码管显示；
（3）利用液晶显示屏 LCD1602 显示“学校+班级+姓名”；（4）其他相关拓展功能。
2 系统功能阐述
2.1 功能部分
该程序由两个主要部分组成，其中包括一个基本功能和设计要求中的第一个
拓展功能。该程序的功能的详细说明为：8 个 LED 灯以一定的时间间隔，依次一
个一个地先向左移动，再向右移动，依次循环，不受其他功能的干扰，上电之后
就会进行。十六个矩阵键盘按键从左到右从上到下按下之后数码管中间两个会显
示相应的数 00~15，最外面两个数码管显示的是字符“-”，也是上电之后就会进
行，不受其他功能的干扰。所有的函数都放在定时器中断里。
该程序实现了课程设计要求中的功能。
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2.2 LED 灯部分
图 1 LED 灯结构图
如图 1 所示，LED 灯为共阳极连接，当输入信号为高电平时，LED 灯熄灭；
输入信号为低电平时，LED 灯点亮。
2.3 操作与按键部分
图 2 矩阵键盘结构图
如图 2 所示，矩阵键盘上的某一个按键按下之后，会在数码管上显示 00~15
数字。
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2.4 数码管部分
图 3 数码管结构图
如图 3 所示，数码管为共阴极连接，当 PUT1、PUT2、PUT3、PUT4 为 0 时，所对应
的数码管就被点亮，数码管的段码使用的是共阳极连接时的数码，这里与数码管的连接并不
吻合，可能是电路的原因或者是数码管元件本来就是这样的。
2.5 简单操作流程
1、用 USB 线将单片机与电脑 USB 口相连；
2、此时单片机中没有程序，然后打开 Keil 运行之后生成一个后缀为
“.hex”的文件。打开 stc-isp 软件，选择正确的单片机型号和打开 16 进制文
件。然后点击下载程序，按下单片机上的 KEY1（电源开关）键进行下载；
3、下载成功之后，LED 灯模块：8 个 LED 灯开始先向左一个一个闪烁，再向
右一个一个闪烁，依次循环；
4、矩阵键盘和数码管模块：矩阵键盘上的某一个按键按下之后，会在中间
两个数码管上显示数字 00~15，旁边两个数码管显示字符“-”。
