模拟时序控制装置.doc

单片机原理及应用课程设计
教学指导方案

设计题目： 模拟时序控制装置

电气信息学院

一、设计题目
1、题目：《模拟时序控制装置》
2、简介：利用单片机的定时器，设计一个模拟时序控制装置。由单片机内部定时器1，工作于方式1，即作为16位定时器使用，每0.05秒钟T1产生溢出中断一次。
二、课题要求
1、设计的目的与要求：
本课程的目的在于培养学生以下的能力：具有单片机汇编语言编程的能力、具有检查并修改程序错误的能力、熟练掌握单片机定时器、中断、LED显示等基本原理。
2、课程设计的内容：
1）设计一个单片机模拟时序控制装置系统。
2）画出该系统的protel原理图、PCB图。
3）掌握ULN2003、7805等专用芯片的特性及应用。
4）检测系统中的汇编程序基本原理设计及调试方法。

三、设计任务
本设计以单片机系统为核心，由单片机内部定时器T1，工作于方式1，即作为16位定时器使用，每0.05秒钟T1产生溢出中断一次。
P0口的P0.0～P0.7分别接八个发光二极管。要求编写程序模拟一时序控制装置。开机后第一秒钟L1，L3亮，第二秒钟L2，L4亮，第三秒钟L3，L5亮，第四秒钟L4，L6亮，第五秒L5，L7亮，第六秒钟L1，L3，L5，L7亮，第七秒钟L2，L4，L6，L8亮，第八秒钟全亮，第九秒全灭，以后又从头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮......一直循环下去，每一次循环完毕让蜂鸣器响三声、声长1s,间隔1s。
并设计开关K1和K2，K1作为启动开关，K2作为停止开关，K1和K2分别接到外部中断0和外部中断1上。
同时设计一个电源指示灯，要求画出该系统的原理图及PCB图。

四、MCS-51单片机基本知识

（一）中断基本知识
1、外部中断INT0、INT1
输入／输出设备的中断请求，系统故障的中断请求等都可以作为外部中断源，从引脚INT0或INT1输入。
　　外部中断请求INT0、INT1的两种触发方式：
　　电平触发及跳沿触发，由TCON的ITO位及IT1位选择。
　　ITO（IT1）= “ 0 ” 时，为 INT0、INT1电平触发方式，CPU响应中断后要采取措施撤消中断请求信号，使INT0或INT1恢复高电平。
　　ITO（IT1）= “ 1 ” 时为跳沿触发方式，当 INT0或INT1引脚上出现负跳变时，该负跳变经边沿检测器使IEO（TCON.1）或IE1（TCON．3）置1，向CPU申请中断。CPU响应中断转入中断服务程序时，由硬件自动清除IEO或IE1。
2、定时器／计数器0、l溢出中断
　　定时器／计数器计数溢出时，由硬件分别置TF0 = “ 1 ” 或 TF1 = “ 1 ” ，向 CPU申请中断。CPU响应中断转入中断服务程序时，由硬件自动清除TFO或TF1。
3、中断服务程序入口地址：
　　五个中断源： 入口地址
　　外部中断0（/INT0） 0003H
　　T0溢出中断 000BH
　　外部中断1（/INT1） 0013H
　　T1溢出中断 001BH
　　串口中断 0023H
4、MCS-51 单片机定时/计数器的工作原理：
　　归根结底是计数器。每接收到一个计数脉冲，加法计数器的值就加一，当计满时发生溢出，并从 0 开始继续计数。
　　（1） 定时功能 （设置 TMOD 中位 C/T=0）
　　对片内机器周期进行计数，即每个机器周期产生一个计数脉冲，计数加 1 。
　　（2） 计数功能 （设置 TMOD 中位 C/T=1）
　　对片外从 T0 （P3.4）、 T1 （P3.5）引脚输入的外部脉冲信号进行计数，下降沿计数加 1 。

　（3）定时器/计数器的控制
　　与定时/计数器有关的控制寄存器有 2 个
　　定时器控制寄存器 TCON （字节地址 88H ）
位地址
8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
　　TR0 （TR1） －定时计数器 T0 (T1) 运行控制位。
　　该位由软件置 1 或清 0 。
　　TR0 （TR1）＝ 1 启动定时计数＝0停止定时计数
　　TCON 除字节寻址外，各位还可以位寻址。
　　例如 启动 T0 开始计数工作，可运行指令
　　MOV TCON , #00010000B 或者 SETB TR0 与定时 / 计数器有关的控制寄存器有 2 个
位地址
8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
　　TF0 （TF1）－计数溢出标志位
　　当 T0/T1 计数溢出时，该位由硬件自动置 “1” 。
　　查询方式下，此位作计数溢出状态位供查询，注意溢出后应以软件方法及时清 0 ；
　　中断方式下，此位会当 T0 溢出时，由硬件自动置 1 ，并向 CPU 申请中断， 当 CPU 响应中断进入中断服务程序后，它又被硬件自动清 0
　定时器工作方式寄存器 TMOD （89H）
用于 2 个定时器 T0、T1 的工作方式设定 , TMOD 不能位寻址，只能用字节指令设置定时器工作方式。

M1 M0 设置定时工作方式

（二）按键基本知识
对于一组键或一个键盘，需通过接口电路与单片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按下，再确定是哪一个键按下，将该键号送入累加器A，然后判断是数字键还是功能键，若是数字键，则将键号对应的数字送入相关输入缓冲区；若是功能键，则通过跳转指令转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序。
（三）LED显示电路
1、LED基本原理及特点
LED发光二级管是电流驱动器件，种类繁多，可承受驱动电流也不一样，在MCS-51单片机设计中一般采用5V作为输入电压，但多数单片机使用的LED发光二级管不能单独承受5V条件下的驱动电流，可采用增加电阻的方式达到目的。

LED发光二级管实物图

五、设计原理图

六、程序设计流程图

单片机模拟时序控制装置汇编流程图：

汇编程序设计流程图
七．程序（汇编程序设计方法可以不同，但要求达到课程设计要求的效果）
ORG 0000H ；定位0000H
CONT： MOV R2，#5 ；将5装入R2
MOV A，#0F5H ；将F5装入A
NEXT： MOV P1，A ；将A装入P1
ACALL DELAY ；延时1s
RL A ；循环左移
DJNZ R2，NEXT ；R2=5减1不等于0则跳转
NEXT1：MOV A，#55H ；将55H放入A
MOV P1，A ；将A装入P1
ACALL DELAY ；延1s时
MOV A，#0AAH ；将AA放入A
MOV P1，A ；将A中内容放到P1
ACALL DELAY ；延时1s
MOV A，#00H ；将00H放入A
MOV P1，A ；将A中内容放入P1
ACALL DELAY ；延时1s
MOV A，#0FFH ；将FF放入A
MOV P1，A ；将A中内容放入P1
ACALL DELAY ；延时1s
SJMP CONT ；短跳转到CONT
DELAY： MOV R3，#14H ；置50ms计数循环初值
MOV TMOD，#10H ；设定时器1为方式1
MOV TH1，#3CH ；置定时器初值
MOV TL1，#0B0H
SETB TR1 ；启动T1
LP1： JBC TF1，LP2 ；查询计数溢出
SJMP LP1 ；未到50ms继续计数
LP2： MOV TH1，#3CH ；重新置定时器初值
MOV TL1，#0B0H
DJNZ R3，LP1 ；未到1s继续循环
RET ；返回主程序
END

八．写出心得体会及对本设计的建议

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