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单片机课程设计报告_.doc
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2022-07-08
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单片机课程设计报告_
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1
前言
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导
弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的
实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能 IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、
摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不
用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此,单片机的学
习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能
化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:
1.在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛
应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、
流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得
仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的
测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
2.在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,
电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用
可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、
空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网
络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能
控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日
常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声
诊断设备及病床呼叫系统等等。
6.在各种大型电器中的模块化应用
某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求
使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有
别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。如:音乐信号以数字的形式存于
存储器中(类似于 ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。
在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,
也方便于更换。
7.单片机在汽车设备领域中的应用
单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于 CAN 总线的
汽车发动机智能电子控制器,GPS 导航系统,abs 防抱死系统,制动系统等等。
此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
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本次课程设计,主要学习单片机内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片内
外存贮器、I/O、串行口通信等,实现键盘显示、电机控制应用等。
1. 数码管显示系统
1.1. 工作原理
利用动态显示方式实现在数码管上稳定显示 123456。
1.2. 硬件电路设计及描述
单片机、6 位的 7 段数码管。单片机的 P1 口输出相应的段码,P2 口低 6 位选择相应的
数码管。硬件电路图如下。
1.3. 软件设计流程及描述
#include<reg51.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar code table[]={0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,};//数字 1-6 段码表
uchar code adress[]={0xfe,0xfd,0xf7b,0xf7,0xef,0xdf};//位码表
3
void delay(uint m)//延时程序
{
while(m--);
}
void main()
{
uchar m=0;
while(1)//动态循环
{
if(m==6)
m=0;
P2=0xff; //数码管清零
P2=adress[m];//P2 口输出位码,选择位
P1=table[m++];//P1 输出段码,显示相应数字
delay(500);
}
}
1.4. 综合调试结果分析与展示
动态显示的结果是静态的。当动态循环一个一个数码管显示足够快的时候,由于视觉原
因,看上去是同时显示的。
4
2. 步进电机控制系统
2.1. 工作原理
通过单片机的I/O 口控制步进电机运转,实现正传和反转。
2.2. 硬件电路设计及描述
单片机、74LS240、步进电机。P0 口的低 4 位送出励磁电平,74LS240 作为驱动电路。
接线图如下。
2.3. 软件设计流程及描述
#include<reg51.h>
unsigned char Lvalue[8]={0x0e,0x0c,0x0d,0x09,0x0b,0x03,0x07,0x06};
void delay()//延时程序
{
unsigned int i;
for(i=0;i<43000;i++);
}
void main()
{
unsigned char m,n;
P0=0;//P0 口清零
while(1)
{
for(n=0;n<12;n++)//电机正转
{
for(m=0;m<8;m++)
5
{
P0=Lvalue[m];
delay();
}
}
for(n=0;n<12;n++)//电机反转
{
for(m=8;m>0;m--)
{
P0=Lvalue[m-1];
delay();
}
}
}
}
2.4. 综合调试结果分析与展示
步进电机正转一会,然后反转一会。
3. 直流电机 PWM 调速系统
3.1. 工作原理
通过调节脉冲宽度,改变占空比,从而改变输出,达到改变直流电机转速的目的。
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