单片机优秀课程设计优质报告书模板.doc

西南科技大学级微机原理和接口技术课程设计汇报课题名称微机原理和接口技术姓 名学 号院、系、部制造科学和工程学院专 业指导老师 月 日一、设计任务及要求：设计任务： 1、利用MCS-51内部定时器定时，编程实现年、月、日、时、分、秒显示，显示格式为： 年月日： 10-06-18 时分秒： 09-12-35也可自行设定显示格式，两部分可按键切换显示；2、能按键调整日期、时间数值；3、可设定时间报警，报警时间最少有2个，报警时应有报警指示。4、要求最少调试出任务前两项。要 求： 首优异行预设计，依据设计任务要求，先确定设计硬件电路方案，然后进行硬件电路初步设计，在计算机上画出硬件电路图，在老师指导下进行修正硬件电路图，并对所包含参数进行计算。在确定硬件基础上，要进行软件总体设计，包含软件主步骤设计和各子程序设计，同时，要写出具体操作说明，如时间调整方法，显示窗口时间切换等，以配合软件设计。然后进入硬件调试及编程工作，设计组内同学可依据任务分工，有调试硬件各功效模块，如键盘子程序、显示子程序等，有进行整体程序编制，各模块编制过程中要注意资源衔接。最终进入联机调试，联机调试标准也要采取分步走标准，各个功效模块要逐步套入，经过一个再增加一项功效，从而达成设计总体要求，不要上来编制个最大程序，最终无法查找错误。最终写出设计汇报。指导老师署名： 月 日 三、成绩 指导老师署名： 年 月 日 目 录一、 绪 言1二、系统设计12.1系统整体步骤图12.2日历时钟控制方案论证12.3单片机选择方案论证22.4键盘选择方案论证22.5显示模块选择方案论证22.6模块选择方案论证2三、硬件电路设计23.1日历时钟控制电路图23.2行列式键盘设计33.3数码管显示电路设计33.4蜂鸣器驱动电路设计43.5关键元器件选择4四、程序步骤图5五、 c语言程序设计5六、日历时钟控制器仿真196.1 Keil调试196.2 Proteus调试19七、 结束语20 八、 参考文件211、绪 言 多年来伴随科技飞速发展，单片机应用正在不停地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制单片机应用系统中，单片机往往是作为一个关键部件来使用，仅单片机方面知识是不够，还应依据具体硬件结构，和针对具体应用对象特点软件结合，加以完善。 电子时钟是现代社会中关键计时工具之一，广泛应用于手机，电脑，汽车等社会生活需要各个方面，及对时间有要求场所。本设计采取AT89C51单片机作为关键关键部件，附以上电复位电路，时钟电路及按键调时电路组成。数字钟已成为大家日常生活中： 必不可少必需品， 广泛用于个人家庭和车站、 码头、剧场、办公室等公共场所，给大家生活、学习、工作、娱乐带来极大方便。 因为数字集成电路技术发展和采取了优异石英技术，使数字钟含有走时正确、性 能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 2、系统设计2.1 设计任务 1、利用MCS-51内部定时器定时，编程实现年、月、日、时、分、秒显示，显示格式为： 年月日： 10-06-18 时分秒： 09-12-35也可自行设定显示格式，两部分可按键切换显示；2、能按键调整日期、时间数值；3、可设定时间报警，报警时间最少有2个，报警时应有报警指示。4、要求最少调试出任务前两项。2.2 方案比较和论证2.2.1 系统整体步骤图人机接口显示电路软件控制程序电源电路单片机控制电路2.2.2 电子密码锁控制方案论证用4*3行列式键盘组成0-9数字键及确定键、删除键，从矩阵键盘输入8位数密码，起始密码由程序设定，输入完后按确定键开锁，取消键清除全部输入。用8位数码管组成显示电路提醒信息，当输入密码时，只显示“-”，当密码位输入完成按下确定键时，对输入密码和设定密码进行比较，若密码正确，则开锁，此处用LED发光二极管亮一秒钟做为提醒。当密码不正确时，严禁按键输入3秒，同时开启蜂鸣器发出“嘀、嘀”报警声。2.2.3 单片机选择方案论证方案一：采取可编程逻辑期间CPLD作为控制器。CPLD能够实现多种复杂逻辑功效、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功效扩展。采取并行输入输出方法，提升了系统处理速度，适合作为大规模控制系统控制关键。但本系统不需要复杂逻辑功效，对数据处理速度要求也不是很高，且从使用及经济角度考虑我们放弃了此方案方案二：采取Atmel企业AT89S52单片机作为控制器。AT89S52是一个低功耗，高性能51内核CMOS 8位单片机，片内含8k空间可反复擦些1000次Flash只读存放器，含有256 bytes随机存取数据存放器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。综合考虑，选择方案二，采取Atmel企业AT89S52单片机作为控制器。2.2.4 键盘选择方案论证方案一：采取独立式键盘。因为各键相互独立，每个按键各接一根输入线，经过检测输入线电平状态能够很轻易判定哪个按键被按下。此种键盘适适用于按键较少或操作速度较高场所。但本题发挥部分要求12个功效键，按键数目较多，这就需要较多输入口线，而且电路结构复杂。故此方案不可取。方案二：采取行列式键盘。它由行线和列线组成，按键在行列交叉点上，行线信号和列线信号分别经过两个接口和CPU相连，经过行列扫描法判定按键位置，此方案适适用于按键较多场所。经过对电子密码锁题目标分析，采取4*3行列式键盘。2.2.5 显示模块选择方案论证方案一：采取带字库LCD模块显示。能显示复杂信息，含有质量轻，体积小，功耗低，指令功效强，接口简单，可靠性强等优点，显示内容丰富，图形美观，易于人机交流。不过价格昂贵。方案二：采取LED数码管显示。数码管能显示数字和符号，不过占用IO口资源较多，对于简单电路能够选择此方案。电子密码锁，电路简单，选择方案二，显示所需信息。2.2.6 模块选择方案论证当输入密码时，若密码正确，则开锁，此处用LED发光二极管亮一秒钟做为提醒。当密码不正确时，严禁按键输入3秒，同时发出“嘀、嘀”报警声，为实现此功效我们选择LED发光二极管和蜂鸣器混合使用。3 硬件电路设计3.1 电子密码锁控制电路图图2 电子密码锁控制线路图3.2 行列式式键盘设计键盘电路图3所表示。设计数字键09 键号依次为09，取消键键号为10，确定键键号为11，键号可按键值行首键号（0、4、8、12）列键号（0、1、2、3）公式计算。图3 键盘电路3.3 数码管显示电路设计数码管驱动采取8 个共阴极数码管显示， 因为单片机驱动能力有限，采取74LC245 作为数码管驱动，在7 段码输出线上串联100 欧姆电阻起限流作用。其电路图3所表示。图4 数码管显示电路3.4 蜂鸣器驱动电路设计蜂鸣器驱动采取NPN 三极管2484 来驱动，低电平有效。其电路图5 所表示。图5 蜂鸣器电路图3.5 关键元器件选择关键元器件选择型号和数量如表1所表示：表1 关键元器件清单序号材料名称规格型号数量元件代号1单片机AT89C511U12晶振12MHz1X13电容22PF2C1、C24键盘4*3125数码管MPX816蜂鸣器17发光二极管1D18驱动74LS451U29三级管24841Q110排阻10k1RP14 程序步骤图 时间程序步骤图5 C语言程序设计程序清单：设置变量缓冲区SECEQU30HMINEQU31HHOUREQU32HDAYEQU33HMONEQU34HYEAREQU35H;*ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INT_T0ORG 0030HMAIN:LCALL CHUSHIMOV TMOD,#01HMOV TH0,#4CHMOV TL0,#00HMOV IE,#82HSETB TR0;开启定时器T0MOV 50h,#00H;启用定时器T0初始值MOV37H,#0;显示日期和时间标志MOV 38H,#0;12进制和24进制标志MOV 39H,#23;默认时间为24进制CLRF0;日历定时0和1标志LOOP:MOVA,37HJZSHIJIANMOVR1,#33HLJMP BEGIN1SHIJIAN:MOV R1,#30H ;初始化显示BEGIN1:MOV A,38HJZ JZ24MOV 39H,#11LJMP BEGIN2JZ24:MOV 39H,#23BEGIN2:LCALLDISPLAYLCALLKEY ;扫描键盘CJNE A,#05H,DINGS ;判定键值是否为5号键LCALL DY1MS ;若是，则实现调整LCALL TIAOTLCALL TIAOTLCALL DISPLAYLJMP DOWNDINGS:CJNE A,#06H,QIEH ;判定键值是否为6号键，定时LCALL DY1MS ;若是，则实现调整CPL F0JNB F0,DI0 ;F0=0,定时器0LCALL DISHI1 ;F0=1,定时器1LCALL DISPLAYLJMP DOWN DI0:LCALL DISHI0LCALL DISPLAYLJMPDOWNQIEH:CJNE A,#07H,BIANH ;判定键值是否为7号键，切换LCALL DY1MS ;若是，则切换显示,年月日和时分秒切换LCALL DISPLAYMOVA,37HCPLAMOV37H,ALJMP DOWNBIANH:CJNE A,#08H,DOWN ;判定是否为八号键，变换进制LCALL DY1MSLCALL DISPLAYMOV A,38HCPLAMOV 38H,ADOWN:LJMP loop;调整子程序*TIAOT:push accCLRPSW.1 ;初始化标志位TOP1:LCALLKEY ;扫描键盘CJNE A,#08H,PANFAN ;判定键值是否为8号键,不是8键，则继续判定CPL PSW.1 ;取反标志位JB PSW.1,TC ;标志位为1，调整时间change0LCALL CHG1 ;标志位为0，调整日期change1LCALL DISPLAYLJMP TOP1TC:CLR TR0LCALL CHG0LCALL DISPLAYPANFAN:CJNE A,#5,TOP1pop accRET;调整时间子程序*CHG0:MOV R1,#30HLCALL DISPLAYLCALL KEYS:CJNE A,#01H,M ;判定键值，是否为1号键MOV R0,#SEC ;键值为01，即1号键调整秒MOV A,R0 ;进制CJNE A,#59,L0 ;判定秒是否为59MOV SEC,#00 ;若是，秒清零LCALL DISPLAYLJMP CHG0L0:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG0M:CJNE A,#02H,H ;判定键值，是否为02HMOV R0,#MIN ;若是，即2号键，则调整分钟MOV A,R0CJNE A,#59,L2 ;判定分是否为59MOV MIN,#00 ;若是，分钟清零LCALL DISPLAYLJMP CHG0L2:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG0H:CJNE A,#03H,K ;判定键值，是否为03HMOV R0,#HOUR ;键值为03，即3号键调整小时MOV A,R0CJNE A,39H,L4 ;判定小时是否为23MOV HOUR,#00LCALL DISPLAYLJMP CHG0L4:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG0K:CJNE A,#04H,CHG0SETB TR0RET;调整日期*CHG1:MOV R1,#33HLCALL DISPLAYLCALL KEYR:CJNE A,#01H,Y ;判定键值，是否为1HMOV R0,#DAY ;键值为01，调整日期MOV A,R0 ;进制CJNE A,#31,B0 ;判定30MOV DAY,#00LCALL DISPLAYLJMP CHG1B0:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG1Y:CJNE A,#02H,N ;判定键值，是否为2MOV R0,#MONMOV A,R0CJNE A,#12,B1 ;判定月是否12MOV MON,#00LCALL DISPLAYLJMP CHG1B1:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG1N:CJNE A,#03H,K1 ;判定键值，是否为FBMOV R0,#YEAR ;键值为3，调整年MOV A,R0CJNE A,#99,B2MOV YEAR,#0LCALL DISPLAYLJMP CHG1B2:INC AMOV R0,ALCALL DISPLAYLJMP CHG1K1:CJNE A,#04H,CHG1RET;第一次定时子程序* DISHI0:MOV 40H,SEC ;保留原值MOV 41H,MINMOV 42H,HOURLCALL CHG0 ;调用调整子程序MOV 43H,SECMOV 44H,MINMOV 45H,HOURLCALL DIRET;第二次定时子程序* DISHI1:MOV 40H,SECMOV 41H,MINMOV 42H,HOURLCALL CHG0MOV 46H,SECMOV 47H,MINMOV 48H,HOURLCALL DIRETDI:MOV SEC,40H ;恢复原值MOV MIN,41HMOV HOUR,42HLCALL DISPLAYRET;定时器T0子程序*INT_T0:INC 50hmov r5,50hCJNE R5,#20,DUAN11 ;判定是否到一秒LJMP DUAN12DUAN11:LJMP NEXT0DUAN12:MOV 50h,#0 ;若是，则重新初始化循环次数MOV A,SEC CJNE A,#59,DUAN21 ;判定秒是否为59LJMP DUAN22DUAN21:LJMP N0DUAN22:MOV SEC,#00 ;若是则秒清零lcall displayMOV A,MINCJNE A,#59,DUAN31 ;判定分钟是否为59LJMP DUAN32DUAN31:LJMP N1DUAN32:MOV MIN,#00 ;若是，则分钟清零lcall displayMOV A,HOURCJNE A,39H,DUAN41 ;判定小时是否23LJMP DUAN42DUAN41:LJMP N2DUAN42:MOV HOUR,#00 ;若是，小时清零lcall displayMOV A,DAYPUSH ACCMOV A,MONCJNE A,#1,YUE3POP ACCLJMP RR2YUE3:CJNE A,#3,YUE5 ;1,3,5,7,8,10,12月31天POP ACCLJMP RR2YUE5:CJNE A,#5,YUE7POP ACCLJMP RR2YUE7:CJNE A,#7,YUE8POP ACCLJMP RR2YUE8:CJNE A,#8,YUE10POP ACCLJMP RR2YUE10:CJNE A,#10,YUE12POP ACCLJMP RR2YUE12:CJNE A,#12,YUE4POP ACCLJMP RR2YUE4:CJNE A,#4,YUE6 ;4,6,9,11月30天POP ACCLJMP RR1YUE6:CJNE A,#6,YUE9POP ACCLJMP RR1YUE9:CJNE A,#9,YUE11POP ACCLJMP RR1YUE11:CJNE A,#11,YUE2POP ACCLJMP RR1YUE2:MOV A,YEAR ;2月：是闰年29天，是平年28天MOV B,#4DIV ABMOV A,BJZ RYUEPYUE:POP ACCLJMP RR00RYUE:POP ACCLJMP RR01RR00:CJNE A,#28,N3MOV DAY,#1LCALL DISPLAYLJMP RR3RR01:CJNE A,#29,N3MOV DAY,#1LCALL DISPLAYLJMP RR3RR1:CJNE A,#30,N3MOV DAY,#1LCALL DISPLAYLJMP RR3RR2:CJNE A,#31,N3MOV DAY,#1LCALL DISPLAYLJMP RR3RR3:MOV A,MONCJNE A,#12,N4 ;判定月份是否为11MOV MON,#1 ;若是，则月份清零lcall displayMOV A,YEAR ;年份加一CJNE A,#99,N5MOV YEAR,#0lcall displayLJMP NEXT0N0:INC A ;不然，秒加一MOV SEC,Alcall displayLCALL DFGLJMP NEXT0N1:INC A ;分钟加一MOV MIN,Alcall displayLCALL DFGLJMP NEXT0N2:INC A ;小时加一MOV HOUR,Alcall displayLCALL DFGLJMP NEXT0N3:INC A ;日期加一MOV DAY,Alcall displayLJMP NEXT0N4:INC A ;月份加一MOV MON,Alcall displayLJMP NEXT0N5:INC AMOV YEAR,ALCALL DISPLAYNEXT0:MOV TH0,#4CHMOV TL0,#00HRETI;判定是否到定时时间子程序*DFG: MOV A,SEC ;判定是否到第一个定时时间 CJNE A,43H,DOWN1 MOV A,MIN CJNE A,44H,DOWN1 MOV A,HOUR CJNE A,45H,DOWN1 CLR P3.6 ;若到第一个定时时间，则亮灯DOWN1: MOV A,SEC ;判定是否到第二个定时时间 CJNE A,46H,DOWN2 MOV A,MIN CJNE A,47H,DOWN2 MOV A,HOUR CJNE A,48H,DOWN2 CLR P3.6 ;若到第二个定时时间，则亮灯DOWN2: LCALL KEY LCALL DY1MS ;扫描键盘 CJNE A,#04H,DO ;若键值为4号键，则灭灯setb p3.6 DO: LCALL DISPLAY RET ;延时1ms *DY1MS:MOV R5,#0FAHLOOP7:NOPNOPDJNZ R5,LOOP7RET;初始化CHUSHI*CHUSHI:MOV SEC,#0MOV MIN,#0MOV HOUR,#0MOV DAY,#26MOV MON,#1MOV YEAR,#11RET;子程序 KSI ：判定有没有闭合键*KSI:MOVA, #00HMOVP1, A;P2口送00HLCALL DY1MSMOVA,P3CPL AANLA, #03H;屏蔽高6位RET;键盘扫描*key: LCALLKSI;检验是否有键闭合 JNZ LK1 LJMPEND1LK1:LCALL DY1MS LCALLKSI;再检验是否有键闭合 JNZ LK2;有键闭合转移到LK2 LJMP END1;无键闭合，延时12ms后转KEY1LK2: MOV A,#0FEHMOV P1,AMOV R3,AMOV R4,#00HLK4: MOV A,P3JBACC.0, LONE;ACC.3=1，第一列无键闭合，转LONE MOV A, #01H lJMPLKPLONE:JBACC.1, NEXT;ACC.2=1，第二列无键闭合，转LTWO MOVA, #05H lJMPLKPLKP:ADD A, R4;计算键码PUSHACC;保护键码LK3:lCALLDY1MS;延时1ms lCALLKSI;检验是否继续闭合，若闭合再延时 JNZ LK3 POPACC;若键起，则键码送A RETNEXT:INC R4MOV A,R3JNB ACC.3,END1RL AMOV R3,AMOV P1,A lJMPLK4;进行下一列扫描 END1: RET;显示子程序* DISPLAY:push accMOV R3,#03HMOV R2,#0FEHDISLOOP:MOV A,R2MOV P2,AMOV A,R1MOV B,#10DIV ABMOV 36h,AMOV A,BMOV DPTR,#KEYBOARDMOVC A,A+DPTRMOV P0,A;显示低位LCALL DY1MSMOV A,R2RL AMOV R2,AMOV P2,AMOV A,36hMOV DPTR,#KEYBOARDMOVC A,A+DPTRMOV P0,A;显示高位LCALL DY1MSMOV A,R2RL AJNB ACC.0,EXITMOV R2,AMOV P2,AMOV A,#10MOV DPTR,#KEYBOARDMOVC A,A+DPTRMOV P0,ALCALL DY1MSMOV A,R2RL AMOV R2,AINC R1DJNZ R3,DISLOOPEXIT:pop accRET;断码值*KEYBOARD: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFHEND6 电子密码锁控制器仿真在完成了电子密码锁硬件设计和软件设计以后，便进入系统调试阶段。系统调试步骤和方法基础上是相同，但具体细节和所采取开发系统和用户系统选择单片机型号相关，如可选择Keil软件进行软件调试，用Proteus软件完成硬件调试。6.1 Keil调试6.2 Proteus调试 7 结束语经过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、处理问题全方面系统锻炼。使我在单片机基础原理、单片机应用系统开发过程，和用c语言设计程序思绪技巧等方面全部能向前迈了一大步，为以后成为合格应用型人才打下良好基础。8 参考文件1.期刊类【格式】序号作者.篇名J.刊名，出版年份，卷号（期号）：起止页码.【举例】1 王海粟.浅议会计信息披露模式J.财政研究，,21(1)：56-58.2 夏鲁惠.高等学校毕业论文教学情况调研汇报J.高等理科教育，(1):46-52.3 Heider, E.R.& D.C.Oliver. The structure of color space in naming and memory of two languages J. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 67.2.专著类【格式】序号作者.书名M.出版地：出版社，出版年份：起止页码.【举例】4 葛家澍，林志军.现代西方财务会计理论M.厦门：厦门大学出版社，：42.5 Gill, R. Mastering English Literature M. London: Macmillan, 1985: 42-45.3.报纸类【格式】序号作者.篇名N.报纸名，出版日期（版次）.【举例】6 李大伦.经济全球化关键性N. 光明日报，1998-12-27(3).7 French, W. Between Silences: A Voice from ChinaN. Atlantic Weekly, 1987-8-15(33).4.论文集【格式】序号作者.篇名C.出版地：出版者，出版年份：起始页码.【举例】8 伍蠡甫.西方文论选C. 上海：上海译文出版社，1979：12-17.9 Spivak,G. “Can the Subaltern Speak?”A. In C.Nelson & L. Grossberg(eds.). Victory in Limbo: Imigism C. Urbana: University of Illinois Press, 1988, pp.271-313.10 Almarza, G.G. Student foreign language teachers knowledge growth A. In D.Freeman and J.C.Richards (eds.). Teacher Learning in La