参加电子设计单片机最小系统实验报告.docx

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参加电子设计单片机最小系统实验报告

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）

单片机最小系统

一、摘要：

单片机最小系统设计主要在STC89C52单片机上扩展IO口,用ZLG7290芯片扩展键盘和8段数码管显示接口，用TLC5615和TLC1549芯片进行数模间转换，液晶连接单片机IO口。

软件编程控制数码管显示、液晶显示、数模间转换。

二、关键字：

STC89C52、TLC5615、TLC1549、ZLG7290、按键、LED、LCD、8段数码管。

1.设计…………………………………………………………………………3

1.1主要芯片简介…………………………………………………………3

1.1.1ZLG7290芯片………………………………………………

1.1.2TLC5615芯片……………………………………………

1.1.3TLC1549芯片……………………………………………

1.2目的要求……………………………………………………………3

1.2.1目的………………………………………………………4

1.2.2任务………………………………………………………4

2.系统原理…………………………………………………………………4

2.1电源………………………………………………………4

2.2复位及时钟电路…………………………………………4

2.3八段数码显示管…………………………………………5

2.4液晶显示电路……………………………………………5

2.5按键电路…………………………………………………6

2.6ADDA转换电路…………………………………………

3.具体步骤…………………………………………………………………

4．设计总结…………………………………………………………………

5.软件设计…………………………………………………………………

6.参考文献……………………………………………………………………

附录1材料清单

1.设计

1.1主要芯片简介

1.1.1ZLG7290

1.直接驱动8位共阴式数码管（1英寸以下）或64只独立的LED；

2.能够管理多达64只按键，自动消除抖动，其中有8只可以作为功能键使用；

3.段电流可达20mA，位电流可达100mA以上；

4.利用功率电路可以方便地驱动1英寸以上的大型数码管；

5.具有闪烁、段点亮、段熄灭、功能键、连击键计数等强大功能；

6.提供有10种数字和21种字母的译码显示功能，或者直接向显示缓存写入显示数据；

7.不接数码管而仅使用键盘管理功能时，工作电流可降至1mA；

8.与微控制器之间采用I2C串行总线接口，只需两根信号线，节省IO资源；

9.工作电压范围：

＋3.3～5.5V；

10.工作温度范围：

－40～＋85℃；

11.封装：

DIP-24（窄体），SOP-24。

1.1.2TLC5615

TLC5615是一个串行10位DAC芯片。

只需要3根串行总线就可以完成10位数据的串行输入，易于和工业标准的微控制器或微处理器接口，适用于电池供电的测试仪表、移动电话，也适用于数字的失调与增益调整以及工业控制场合。

其主要特点如下：

1、单5V电源工作

2、3线串行接口

3、高阻抗基准输入端

4、DAC输出的最大电压为2倍的基准输入电压

5、上电时内部自动复位

6、微功耗，最大功耗为1.75mW

7、转换速率快，更新速率为1.21MHZ

1.1.3TLC1549

TLC1549是一个具有串行控制、连续逐渐逼近型的模数转换器，它采用两个差分基准电压高阻输入和一个三态输出构成三态接口。

1、电源电压范围：

-0.5V…6V

2、125摄氏度输入电压范围：

-0.3…VCC+0.3V

3、输出电压范围：

-0.3…VCC+0.3V

4、正基准电压：

VCC+0.1V

5、负基准电压：

-0.1V

6、峰值输入电流：

+20mA或-20mA

7、峰值总输入电流：

+30mA或-30mA

1.2目的要求

1.2.1目的：

通过对单片机最小系统的研究，掌握单片机各引脚功能，理解单片机工作过程及原理，以及与各种外部扩展器件的连接，能够自己运用单片机来解决实际问题。

1.2.2任务：

根据单片机最小系统的连接说明图，完成单片机最小系统的焊接以及调试。

掌握keil等单片机相关软件的使用。

理解小系统的工作原理，掌握实际运用单片机小系统。

2.系统原理

电路是由电源、复位电路、八段数码管显示电路、按键及LED电路、LCD电路、ADDA转换电路等部分组成。

2.1电源

5V电源电路图

2.2复位及时钟电路

复位及时钟电路图

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。

STC89系列单片机为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为8.2K和10uF。

STC89C52RC使用12MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。

2.3八段数码显示管

数码管电路图

电路包含两个共阴8段数码管显示器，使用动态扫描方式驱动。

共阴极作为位选有PNP三极管驱动连接ZLG7290的SEG（A…G），八位段选在通过220Ω限流后连接在ZLG7290的Dig（0…7）上。

由于数码管是共阴的，所以当驱动信号为1时对应的数码管才点亮。

2.4液晶显示电路

液晶电路

电路采用12864液晶显示器，液晶的D（0…7）数据线连接在单片机的P0口上。

RS、WR、LCDEN、RD连接在P1.2、P1.3、P1.4、P1.5上

2.5按键电路

按键电路图

4个独立按键使用10K电阻上拉后连接到单片机的P3.2-P3.5口。

按键没有按下时口线上因为上拉而呈现高电平，当某个按键按下时对应口线会被连接到GND而变成低电平。

另外由于LED的反向截止特性以及按键上拉较弱，P2口及P3.2-P3.5口亦可以兼做通用IO口使用，用来连接外部器件。

MCS51Lite板上也提供了插针方便连接。

2.6ADDA转换器

ADDA转换器电路图

OUTPUT为模拟数据输出引脚，SCLK为读写时钟输入，INPUT是数据输入引脚，DOUT为输入输出引脚。

CS为芯片使能。

3.具体步骤

3.1先按照说明书的器件规格要求，找到每个位置对应的具体器件，特别是电阻和三极管的大小，单片机等各个芯片的缺口要与板子对应。

3.2按照对应的器件把器件牢固的焊接到板子对应的焊盘上，要注意不要让针脚脱落。

3.3使用单片机编程软件keil编写调试所用的程序，比如数码管、ADDA转换、液晶显示。

3.4检测完所有模块没有问题就说明单片机最小系统制作完成，然后撰写课程设计报告。

六、设计总结

单片机最小系统经过我们一段时间的焊接、调试，终于能够达到预定的功能，虽然只是简单的焊接和调试，但从中我们也接触了不少的关于单片机的知识。

此次课程设计让我对单片机有了初步的认识，能够了解单片机工作的模式和具体过程，明白了怎样利用单片机来设计满足自己设定功能的作品，怎样利用单片机来控制系统。

同时，这也让我了解到怎样进行单片机编程。

还有就是通过具体焊接过程掌握了焊接的技巧，锻炼了自己的焊接能力。

掌握了这些就可以在大学期间利用单片机最小系统来拓展功能，制作自己想做的东西，对科研立项等活动有很大的帮助作用。

七、软件设计

*I2C.）ZLG7290_cmd（0x70,（Fn））

#endif_ZLG7290_H_

#ifndef_TLC5615_H_

#define_TLC5615_H_

#include

sbitdout=P3^5;数据出口

externvoidDA_Conver（unsignedintDAValue）;

externvoiddelayda（）;

#endif

#ifndef_TLC1549_H_

#define_TLC1549_H_

sbitAD_CS=P1^7;

sbitAD_DAT=P1^6;

sbitAD_CLK=P1^5;

externvoidTLC1549（）;

#endif

*ZLG7290.c

数码管显示与键盘管理芯片ZLG7290的标准80C51驱动程序C文件

Allrightsreserved.

本程序仅供学习参考，不提供任何可靠性方面的担保；请勿用于商业目的*

#include"I2C.b;

}

*函数：

ZLG7290_ReadReg（）

功能：

从ZLG7290的某个内部寄存器读出数据

参数：

RegAddr：

ZLG7290的内部寄存器地址

*dat：

保存读出的数据

0：

正常

1：

访问ZLG7290时出现异常

*bitZLG7290_ReadReg（unsignedcharRegAddr,char*dat）

{

bitb;

b=I2C_Gets（ZLG7290_I2C_ADDR,RegAddr,1,dat,1）;

returnb;

}

*函数：

ZLG7290_cmd（）

功能：

向ZLG7290发送控制命令

参数：

cmd0：

写入CmdBuf0寄存器的命令字（第1字节）

cmd1：

写入CmdBuf1寄存器的命令字（第2字节）

0：

正常

1：

访问ZLG7290时出现异常

*bitZLG7290_cmd（charcmd0,charcmd1）

{

bitb;

charbuf[2];

buf[0]=cmd0;

buf[1]=cmd1;

b=I2C_Puts（ZLG7290_I2C_ADDR,ZLG7290_CmdBuf,1,buf,2）;

returnb;

}

*函数：

ZLG7290_SegOnOff（）

功能：

段寻址，单独点亮或熄灭数码管（或LED）中的某一段

参数：

seg：

取值0～63，表示数码管（或LED）的段号

b：

0表示熄灭，1表示点亮

0：

正常

1：

访问ZLG7290时出现异常

说明：

在每一位数码管中，段号顺序按照“a,b,c,d,e,f,g,dp”进行

*bitZLG7290_SegOnOff（charseg,bitb）

{

charcmd;

cmd=seg&0x3F;

if（b）cmd|=0x80;

returnZLG7290_cmd（0x01,cmd）;

}

*函数：

ZLG7290_Download（）

功能：

下载数据并译码

参数：

addr：

取值0～7，显示缓存DpRam0～DpRam7的编号

dp：

是否点亮该位的小数点，0－熄灭，1－点亮

flash：

控制该位是否闪烁，0－不闪烁，1－闪烁

dat：

取值0～31，表示要显示的数据

0：

正常

1：

访问ZLG7290时出现异常

说明：

显示数据具体的译码方式请参见ZLG7290的数据手册

*bitZLG7290_Download（charaddr,bitdp,bitflash,chardat）

{

charcmd0;

charcmd1;

cmd0=addr&0x0F;

cmd0|=0x60;

cmd1=dat&0x1F;

if（dp）cmd1|=0x80;

if（flash）cmd1|=0x40;

returnZLG7290_cmd（cmd0,cmd1）;

}

I2C.c

标准80C51单片机模拟I2C总线的主机程序

Allrightsreserved.

本程序仅供学习参考，不提供任何可靠性方面的担保；请勿用于商业目的

#include"I2C.（）函数的开始处，通常应当要执行一次本函数

voidI2C_Init（）

{

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SDA=1;

I2C_Delay（）;

}

函数：

I2C_Start（）

功能：

产生I2C总线的起始状态

说明：

SCL处于高电平期间，当SDA出现下降沿时启动I2C总线

不论SDA和SCL处于什么电平状态，本函数总能正确产生起始状态

本函数也可以用来产生重复起始状态

本函数执行后，I2C总线处于忙状态

voidI2C_Start（）

{

I2C_SDA=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SDA=0;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=0;

I2C_Delay（）;

}

函数：

I2C_Write（）

功能：

向I2C总线写1个字节的数据

参数：

dat：

要写到总线上的数据

voidI2C_Write（chardat）

{

unsignedchart=8;

{

I2C_SDA=（bit）（dat&0x80）;

dat<<=1;

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=0;

I2C_Delay（）;

}while（--t!

=0）;

}

函数：

I2C_Read（）

功能：

从从机读取1个字节的数据

读取的一个字节数据

charI2C_Read（）

{

chardat;

unsignedchart=8;

I2C_SDA=1;在读取数据之前，要把SDA拉高

{

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

dat<<=1;

if（I2C_SDA）dat|=0x01;

I2C_SCL=0;

I2C_Delay（）;

}while（--t!

=0）;

returndat;

}

函数：

I2C_GetAck（）

功能：

读取从机应答位

0：

从机应答

1：

从机非应答

说明：

从机在收到每个字节的数据后，要产生应答位

从机在收到最后1个字节的数据后，一般要产生非应答位

bitI2C_GetAck（）

{

bitack;

I2C_SDA=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

ack=I2C_SDA;

I2C_SCL=0;

I2C_Delay（）;

returnack;

}

函数：

I2C_PutAck（）

功能：

主机产生应答位或非应答位

参数：

ack=0：

主机产生应答位

ack=1：

主机产生非应答位

说明：

主机在接收完每一个字节的数据后，都应当产生应答位

主机在接收完最后一个字节的数据后，应当产生非应答位

*voidI2C_PutAck（bitack）

{

I2C_SDA=ack;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=0;

I2C_Delay（）;

}

*函数：

I2C_Stop（）

功能：

产生I2C总线的停止状态

说明：

SCL处于高电平期间，当SDA出现上升沿时停止I2C总线

不论SDA和SCL处于什么电平状态，本函数总能正确产生停止状态

本函数执行后，I2C总线处于空闲状态

*voidI2C_Stop（）

{

unsignedintt=I2C_STOP_WAIT_VALUE;

I2C_SDA=0;

I2C_Delay（）;

I2C_SCL=1;

I2C_Delay（）;

I2C_SDA=1;

I2C_Delay（）;

while（--t!

=0）;在下一次产生Start之前，要加一定的延时

}

*函数：

I2C_Puts（）

功能：

I2C总线综合发送函数，向从机发送多个字节的数据

参数：

SlaveAddr：

从机地址（7位纯地址，不含读写位）

SubAddr：

从机的子地址

SubMod：

子地址模式，0－无子地址，1－单字节子地址，2－双字节子地址

*dat：

要发送的数据

Size：

数据的字节数

0：

发送成功

1：

在发送过程中出现异常

说明：

本函数能够很好地适应所有常见的I2C器件，不论其是否有子地址

当从机没有子地址时，参数SubAddr任意，而SubMod应当为0

*bitI2C_Puts

（

unsignedcharSlaveAddr,

unsignedintSubAddr,

unsignedcharSubMod,

char*dat,

unsignedintSize

）

{

定义临时变量

unsignedchari;

chara[3];

检查长度

if（Size==0）return0;

准备从机地址

a[0]=（SlaveAddr<<1）;

检查子地址模式

if（SubMod>2）SubMod=2;

确定子地址

switch（SubMod）

{

case0:

break;

case1:

a[1]=（char）（SubAddr）;

break;

case2:

a[1]=（char）（SubAddr>>8）;

a[2]=（char）（SubAddr）;

break;

default:

break;

}

发送从机地址，接着发送子地址（如果有子地址的话）

SubMod++;

I2C_Start（）;

for（i=0;i

{

I2C_Write（a[i]）;

if（I2C_GetAck（））

{

I2C_Stop（）;

return1;

}

发送数据

{

I2C_Write（*dat++）;

if（I2C_GetAck（））break;

}while（--Size!

=0）;

发送完毕，停止I2C总线，并返回结果

I2C_Stop（）;

if（Size==0）

{

return0;

}

else

{

return1;

}

*函数：

I2C_Gets（）

功能：

I2C总线综合接收函数，从从机接收多个字节的数据

参数：

SlaveAddr：

从机地址（7位纯地址，不含读写位）

SubAddr：

从机的子地址

SubMod：

子地址模式，0－无子地址，1－单字节子地址，2－双字节子地址

*dat：

保存接收到的数据

Size：

数据的字节数

0：

接收成功

1：

在接收过程中出现异常

说明：

本函数能够很好地适应所有常见的I2C器件，不论其是否有子地址

当从机没有子地址时，参数SubAddr任意，而SubMod应当为0

*bitI2C_Gets

（

unsignedcharSlaveAddr,

unsignedintSubAddr,

unsignedcharSubMod,

char*dat,

unsignedintSize

）

{

定义临时变量

unsignedchari;

chara[3];

检查长度

if（Size==0）return0;

准备从机地址

a[0]=（SlaveAddr<<1）;

检查子地址模式

if（SubMod>2）SubMod=2;

如果是有子地址的从机，则要先发送从机地址和子地址

if（SubMod!

=0）

{

确定子地址

if（SubMod==1）

{

a[1]=（char）（SubAddr）;

}

else

{

a[1]=（char）（SubAddr>>8）;

a[2]=（char）（SubAddr）;

}

发送从机地址，接着发送子地址

SubMod++;

I2C_Start（）;

for（i=0;i

{

I2C_Write（a[i]）;

if（I2C_GetAck（））

{

I2C_Stop（）;

return1;

}

这里的I2C_Start（）对于有子地址的从机是重复起始状态

对于无子地址的从机则是正常的起始状态

I2C_Start（）;

发送从机地址

I2C_Write（a[0]+1）;

if（I2C_GetAck（））

{

I2C_Stop（）;

return1;

}

接收数据

for（;;）

{

*dat++=I2C_Read（）;

if（--Size==0）

{

I2C_PutAck

（1）;

break;

}

I2C_PutAck（0）;

}

接收完毕，停止I2C总线，并返回结果

I2C_Stop（）;

return0;

}

#include

volatilebitFlagINT=0;

sbitLCD_RS=P2^4;寄存器选择输入

sbitLCD_RW=P2^5;液晶读写控制

sbitLCD_EN=P2^6;

ucharIRDIS[2];

ucharIRCOM[4];

voiddelay0（ucharx）;x*0.14MS

voiddataconv（）;

voidlcd_pos（ucharX,ucharY）;

uchari=100;

unsignedcharKeyValue;

unsignedcharRepeatCnt;

unsignedcharFnKeyValue;

ucharflat;

uintA1

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