PROTEUS--跑马灯--单片机课程设计.doc

微型计算机技术课程设计报告 专 业： 通信工程 班 级： xxxxxxxxx 姓 名： XXX 学 号： xxxxxxx 指导教师： XX 时 间： xxx 通信与电子信息工程学院 8255扩展 一、课设目的、内容； 1.目的：为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和 运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的课程设计。通过设计使学生在巩 固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 (1).通过本设计，使学生综合运用《微型计算机技术》、《C语言程序设计》以及《数字电 路》、《模拟电路》等课程的内容，为以后从事电子产品设计、软件编程、系统控制等工作 奠定一定的基础。 (2).学会使用KEIL C和PROTEUS等软件，用C语言或汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证 设计的正确性。 (3).了解单片机接口应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线 、编程、调试、撰写报告等。 2.内容：8155或8255扩展用8155或8255扩展IO实现16个LED的跑马灯，提供多种跑马 灯运行模式 二、 问题分析、方案的提出、设计思路及原因； 本次课程设计的题目是8255的扩展，利用AT89C52驱动扩展8255数据输出口来实现16 个LED跑马灯的显示。但是在80C52系列单片机中，有四个8位I/O端口，但真正能够提供 给用户使用的只有P1口，因为P0口和P2口通常需要用来传送外部存储器的地址和数据， P3口也需要使用它的第二功能。因此，单片机提供给用户的I/O接口线并不多，对于复杂 的一些的应用系统都应该进行I/O口的扩展。8255具有24个可编程设置的I/O口,即使3组 8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.而8255又有多种运行模式,而这些操作模式完全由控制寄 存器的控制字决定。利用8255的控制字模式来定义8255输出口的个数，驱动所需的LED灯 的个数，实现课题目的。 在仿真实验中，两个按键分别控制跑马灯的顺序显示、跳跃显示两种运行方式，顺序显 示分别是一个、两个、四个、八个LED灯依次亮。跳跃显示分别是一个、两个、四个LED 灯跳跃显示 三、电路设计及功能说明，硬件原理框图及电路图(包括接口芯片简介)； 本次设计采用AT89C52芯片驱动可编程接口芯片8255的扩展来实现LED灯的多种显示方 式。让AT89C52芯片的P0口与8255芯片的三态双向数据总线D0～D7连接，实现数据传 送。当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数 据总线传送。8255的地址选择线A1、A0分别与AT89C52的P2.7和P2.6连接，通过定义 不同的地址来定义8255芯片PA口和PB口的工作方式。读写命令线分别与单片机的读写 命令线相连，片选线直接接地，复位线RESET接单片机的P2.5。同时PA口与8个LED灯 顺序连接。PB口与8个LED灯逆序连接，通过按键控制可以选择不同的运行模式，实现 多种跑马灯的运行模式。 硬件原理框图 电路图 接口芯片简介 (1)AT89C52 AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。 　　AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术 生产，兼容标准MCS- 51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可 为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 　　AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口 ，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常 规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和 Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。 　　AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 　　主要功能特性： 　　· 兼容MCS51指令系统 · 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM 　　· 32个双向I/O口 · 256x8bit内部RAM 　　· 3个16位可编程定时/计数器中断 · 时钟频率0-24MHz 　　· 2个串行中断 · 可编程UART串行通道 　　· 2个外部中断源 · 共6个中断源 　　· 2个读写中断口线 · 3级加密位 · 低功耗空闲和掉电模式 · 软件设置睡眠和唤醒功能 (2)8255芯片 8255特性 　　(1)一个并行输入/输 【知识点详解】 本文档主要涉及的是单片机课程设计，以PROTEUS软件为平台，设计了一款基于8255扩展的16个LED跑马灯系统，旨在提升学生的实践能力和理论知识的综合运用。 1. **单片机基础知识**： - AT89C52是51系列单片机，它具有8K字节的Flash ROM和256字节的RAM，支持MCS-51指令系统。它拥有40个引脚，32个双向I/O端口，2个外部中断口，3个16位定时器/计数器，以及2个串行通信口。该单片机低电压、高性能，适用于多种控制系统。 2. **8255接口芯片**： - 8255是可编程并行接口芯片，提供24个可编程的I/O口，分为PA、PB和PC三组8位口。8255的运行模式由控制字设定，能实现不同类型的输入输出功能。在设计中，8255用于扩展AT89C52的I/O口，以驱动LED跑马灯。 3. **课程设计目标**： - 目的是巩固理论知识，提高实际应用能力，尤其是单片机系统设计与应用。 - 学习使用KEIL C和PROTEUS软件，通过编写C语言或汇编程序，实现跑马灯的控制。 - 完成单片机接口应用开发的完整流程，包括需求分析、设计、布线、编程、调试和报告撰写。 4. **设计内容**： - 利用8255扩展I/O，通过AT89C52的P0口与8255的数据总线连接，实现数据传输。 - 8255的地址选择线A1和A0与AT89C52的P2.7和P2.6相连，定义不同工作模式。 - 通过P0口的8255 PA口和PB口分别连接8个LED，通过按键切换不同显示模式。 5. **功能实现**： - 提供两种运行模式：顺序显示和跳跃显示，LED灯数量可从1至8个不等。 - 通过PA口和PB口的不同配置，实现LED的正向和反向显示。 6. **软件工具**： - PROTEUS是一款电路仿真软件，用于模拟电路行为，验证设计的正确性。 - KEIL C是C语言开发环境，用于编写和编译单片机程序。 7. **硬件设计**： - 硬件原理框图展示了AT89C52与8255之间的连接关系，以及如何通过按键控制跑马灯模式。 - 电路图详细描绘了各个组件的连接方式，包括单片机、8255、LED和按键。 通过这个课程设计，学生不仅能掌握单片机的硬件设计和软件编程，还能理解到8255接口芯片的使用，以及在实际项目中如何处理I/O扩展问题。这样的实践经验有助于培养学生的工程思维和解决问题的能力，为将来从事电子产品研发和系统控制打下坚实基础。