单片机原理与应用课程设计.doc

单片机原理与应用课程设计 设计目标 （1）加强对单片机和C51语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计 过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。 （2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计能够真正使用。 （3）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人能力，并在实践中锻炼。 （4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 （5）提高实践动手能力。 （6）实现自动和手动控制LED灯的亮暗 硬件设计 1、硬件电路 （1）复位电路 接线图如图示 选取原则：电容选取10uf,电阻选取1k欧姆 上电复位原理：VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒 后，C充满，10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。 手动复位原理：工作期间，按下S，C放电。S松手，C又充电，在10K电阻上出现电压，使 得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。 （2）晶振电路 　　 晶振电路如图示： 　　　　　　　　　　　　　 　 选取原则：电容选取30pF，晶振为12.000MHz。 作用：产生震荡电流,发出时钟信号。它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向IC等 部件提供基准频率。 软件设计 #include<reg52.h> sbit LED1=P1^0; sbit LED2=P1^1; sbit LED3=P1^2; sbit K2=P2^0; //手动控制开关 定义 sbit K3=P2^3; //自动控制开关 定义 char num,temp; char TAB[]={0xFE,0xFD,0xFB}; void Delay(int n) {int i,j; for(i=0;i<1000;i++) for(j=0;j<n;j++); } void display1() //手动控制子程序 { char i; P1=TAB[i]; if(K2==0) //防抖动 { Delay(1); if(K2==0) { i=(i<2)?i+1:0; Delay(200); } } } void display2() //自动控制子程序 { char i,j; //防抖动 if(K3==0) { Delay(5); if(K3==0) { for(j=0;j<62;j++) {for(i=0;i<3;i++) { P1=TAB[i]; Delay(200); }} } } } void main() //主程序 { while(1) { if(K2==0) { display1(); } else if(K3==0) { display2(); P1=0XFF; break; } } } 运行结果 首先按下总开关，当按下K2开关时，LED灯从第一盏灯开始亮，每次亮一盏亮至第三盏灯 ，再亮第一盏灯，以此循环，直至10分钟后自动熄灭。当按下第一次按下K3开关时，第 一盏灯亮，第二次按下K3开关，第二盏灯亮，第三次按下K3开关，第三盏灯亮，第四次 按下K3开关，第一盏灯亮，第五次按下K3开关，第二盏灯亮…… 心得体会 通过本次课程设计，我深深的体会到了作为一个硬件工程师的艰辛。即使做一个小小的 项目，都需要这么多的辛苦，必须考虑到问题的任何一个细节，否则最后也将是功败垂 成。 在这次课程设计中我确确实实学到了不少东西，使我受益匪浅。在这过程中我犯下 了不少错误，以后我会接受这些教训，同时把这些教训转换为经验应用到以后的此类设 计中。最后，衷心感谢在课程设计期间老师对我们的无私帮助，还要感谢和我同组的合 作者，以及所有帮助过我的同学。 单片机原理与应用课程设计是一项综合性的学习任务，旨在帮助学生深入理解单片机的工作原理，提升实际操作技能，并运用所学知识解决具体问题。在这个设计中，学生需要掌握以下几个核心知识点： 1. **单片机基础**：单片机是一种集成了微处理器、存储器、输入/输出接口等组件的集成电路，它能在嵌入式系统中执行特定任务。在课程设计中，使用的可能是8051系列的单片机，因为提到了C51语言，这是针对8051架构的一种C语言扩展。 2. **C51语言**：C51是针对8051单片机的编译器，它扩展了标准C语言，以便更方便地访问硬件资源。在代码中，可以看到`sbit`定义的位变量，如`LED1=P1^0`，这用于直接操纵单片机的端口。 3. **复位电路**：复位电路是确保单片机正常启动的关键部分。上电复位和手动复位的原理是通过电容和电阻的组合来实现的。上电时，电容充电，形成足够的电压使单片机复位；手动复位则是通过按下按钮（S）触发放电，实现复位。 4. **晶振电路**：晶振是单片机产生时钟信号的元件，其频率决定了单片机的工作速度。在本设计中，选用12MHz的晶振，配合30pF电容，产生时钟脉冲，为系统提供稳定的运行时钟。 5. **硬件设计**：设计中包含了LED灯的控制电路，通过单片机的P1端口控制LED灯的亮灭。LED1、LED2和LED3分别对应P1口的不同位，通过设置这些位的值来控制LED的状态。 6. **软件设计**：软件部分主要编写了C51程序，包括主函数`main()`和两个子函数`display1()`、`display2()`。`display1()`用于手动控制LED灯，通过检测开关K2的状态，实现LED灯的循环点亮。`display2()`则实现了自动控制，根据K3开关的按压次数改变LED的状态。`Delay()`函数用于延时，防止按键抖动造成误操作。 7. **防抖动处理**：在软件设计中，通过延时函数`Delay()`和重复检测按键状态来防止由于按键抖动引起的误操作。例如，在`display1()`和`display2()`中，如果检测到K2或K3为低电平，会延迟一段时间再次确认，确保按键被稳定按下。 8. **运行结果**：最终的运行效果是，K2开关控制LED灯按照一定的顺序循环点亮，而K3开关则可以逐个点亮LED灯，且在按下K3后的10分钟内自动熄灭所有灯。 9. **学习体验**：设计过程让学生深刻理解到硬件工程师的挑战，包括对细节的把控和实际操作中的问题解决。同时，这个过程也提升了学生对理论知识的应用能力，增强了动手能力和问题解决技巧。 单片机原理与应用课程设计是一个综合性的实践项目，涵盖了硬件电路设计、软件编程、故障排查等多个方面，旨在培养学生的实际操作能力和问题解决能力。通过这样的设计，学生能更好地理解和掌握单片机的使用，并为将来的工作打下坚实的基础。