最新广东工业大学华立学院单片机课程设计.docx
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最新广东工业大学华立学院单片机课程设计
广东工业大学华立学院单片机课程设计
广东工业大学华立学院
课程设计(论文)
课程名称 微机原理与单片机技术综合设计与实践
题目名称 基于单片机的简易门铃的设计
系部 机电与信息工程学部
专业班级 10电气2班
学 号
学生姓名
指导教师 王赟
2013年06月25日
广东工业大学华立学院
课程设计(论文)任务书
题目名称
基于单片机的简易门铃的设计
学系学部
机电与信息工程学部
专业班级
10电气2班
姓名
学号
一、课程设计(论文)的内容
当按下开关SP1,单片机产生“叮咚”声从P1.0端口输出到经过放大之后送入喇叭。
具体实施如下:
(1)按以上要求制定设计方案,并绘制出系统工作框图,绘制程序流程图;
(2)按要求设计单片机的外围电路,给出电路原理图;
(3)单片机仿真器、电路板、电源等硬件正确可靠地连接;
(4)利用仿真器、单片机及电路板进行程序设计与调试;
二、课程设计(论文)的要求与数据
1、系统框图、方案论证;
2、各部分的硬件电路原理图及功能说明;
3、程序流程图及分析;
4、系统调试与分析;
5、源程序清单。
三、课程设计(论文)应完成的工作
1.画出系统框图,论证系统设计方案;
2、器件选型,给出系统各个组成部分的硬件电路原理图;
3、给出程序流程图;
4、进行源程序的设计及调试;
5、撰写课程设计报告的。
四、课程设计(论文)进程安排
序号
设计(论文)各阶段内容
地点
起止日期
1
选择课题,明确设计要求,查阅资料
校内
6.17
2
方案论证、系统总体设计
校内
6.18~6.19
3
硬件电路原理图设计
校内
6.20~6.21
4
程序流程图的设计、源程序的编制及系统调试
校内
6.22~6.23
5
撰写课程设计报告
校内
6.24~6.25
6
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M].东南大学出版社,2004.6
[2]张毅刚,彭喜源,谭晓昀.MCS-51系列单片机实用设计[M].哈尔滨工业大学出版社,2008
发出任务书日期:
2013年06月17日指导教师签名:
计划完成日期:
2013年06月25日教学单位责任人签章:
1系统分析5
1.1功能要求5
1.2方案论证5
2系统设计6
2.1系统硬件电路的设计6
2.2系统程序的设计10
3结束语14
参考文献14
附录1主要程序清单15
1系统分析
1.1功能要求
本次设计是利用单片机实现对扬声器发声的,控制采用按钮操作,AT89C51单片机进行控制,由音频功率放大器进行放大,最后使扬声器发出“叮咚”声音。
图1“叮咚”门铃总体设计框图
该系统的设计在总体上分为以下几个部分:
1单片机控制部分;2音频功率放大器部分;3扬声器输出部分。
1.2方案论证
本文设计了一种基于单片机的“叮咚”门铃,主要有键盘,音频功率放大器,AT89C51单片机,扬声器等构成,通过单片机定时/计数器T0来产生700Hz和500Hz的频率来使扬声器发出“叮咚”声音。
1在现代电子产品中,“叮咚”门铃以它成本低,方便快捷等优点占据了很大的市场空间。
本课程设计是基于单片机的“叮咚”门铃,通过单片机控制输出频率,由音频功率放大器LM386放大给扬声器,使之发出叮咚声。
虽然功能简单,但是由于其操作简单得到了广泛的应用。
2主要技术指标是当按下开关SP1,AT89S51单片机产生“叮咚”声从P1.0端口输出到LM386,经过放大之后送入喇叭。
2系统设计
2.1系统硬件电路的设计
芯片功能简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.主要特性:
·与MCS-51兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
寿命:
1000写/擦循环
数据保留时间:
10年
·全静态工作:
0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
2.管脚说明:
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
3.振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4.芯片擦除:
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。
在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。
此外,AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下,CPU停止工作。
但RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。
AT89C51单片机内部结构框图
2.2系统程序的设计
1、系统板上硬件连线
1)把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上;
2)在“音频放大模块”区域中的SPKOUT端口上接上一个8欧或者是16欧的喇叭;
3)把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上;
2、硬件连接图及其电路仿真
1、程序流程图
1).我们用单片机实定时/计数器T0来产生700HZ和500HZ的频率,根据定时/计数器T0,我们取定时250us,因此,700HZ的频率要经过3次250us的定时,而500HZ的频率要经过4次250us的定时。
信号产生的方法:
500Hz信号周期为2ms,信号电平为每1ms(4X250us)变反1次,
2). 在设计过程,只有当按下SP1之后,才启动T0开始工作,当T0工作完毕,回到最初状态。
3).“叮”和“咚”声音各占用0.5秒,因此定时/计数器T0要完成0.5秒的定时,对于以250us为基准定时2000次才可以。
主程序流程图
该流程图是“叮咚”门铃系统设计,通过单片机的初始化判断按钮是否按下,通过单片机系统进行控制,使扬声器发出“叮咚”声音。
T0中断程序框图
3结束语
基于单片机的简易门铃的设计,是一个较为实用的课程设计。
能够在生活中很好的应用。
用单片机实现简易门铃电路简单,有更多的可编程,拓展性能。
在现代电子产品中,“叮咚”门铃以它成本低,方便快捷等优点占据了很大的市场空间。
本课程设计是基于单片机的“叮咚”门铃,通过单片机控制输出频率,由音频功率放大器LM386放大给扬声器,使之发出叮咚声。
虽然功能简单,但是由于其操作简单得到了广泛的应用
参考文献
[1]刘复华.单片机及其应用系统.北京:
清华大学出版社,1992
[2]张义和,陈敌北.例说8051.北京:
人民邮电出版社,2006,1月
[3]彭为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲.北京:
电子工业出版社,2006,5月
[4]张毅刚,刘杰.单片机原理及应用.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2004,6月
[5]赵茂泰.智能仪器原理及应用.北京:
电子工业出版社,2006,6月
[6]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京:
北京航空航天大学出版社,1995
[7]薛钧义,张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.西安:
西安交通大薛出版社,1997
[8]丁元杰.单片微机原理及应用.北京:
机械工业出版社,1994
[9]元杰.单片机接口技术及应用.北京:
清华大学出版社,2005
[10]潘新民.微型计算机控制技术.北京:
人民邮电出版社,1999.9
附录1主要程序清单
汇编源程序
KEYBITP1.7
LCNTEQU30H
HCNTEQU31H
FLAGEQU33H;计数标志
ORG00H
SJMPSTART
ORG0BH;中断入口
LJMPINT_T0
START:
MOVLCNT,#00H
MOVHCNT,#00H
CLRFLAG
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#(65536-700)/256;定时0.7毫秒
MOVTL0,#(65536-700)MOD256
S1:
JBKEY,$;等待按键
LCALLDELAY
JBKEY,$
MOVIE,#82H
SETBTR0
SJMPS1
INT_T0:
INCLCNT
MOVA,LCNT
CJNEA,#100,I1
MOVLCNT,#00H
INCHCNT
MOVA,HCNT
CJNEA,#05H,I1;输出500个周期方波
MOVHCNT,#00H
INCFLAG;计数标志加1
I1:
CPLP1.0
MOVA,FLAG
CJNEA,#00H,I2
LJMPK1;FLAG=0,发高频音
I2:
MOVA,FLAG
CJNEA,#01H,I3
LJMPK2;FLAG=1,发低频音
I3:
MOVA,FLAG
CJNEA,#02H,I1
MOVFLAG,#00H
CLRTR0;FLAG=2,关定时器
LJMPRETUNE
K1:
MOVTH0,#(65536-700)/256;高频音
MOVTL0,#(65536-700)MOD256
LJMPRETUNE
K2:
MOVTH0,#(65536-1000)/256;低频音
MOVTL0,#(65536-1000)MOD256
RETUNE:
RETI
DELAY:
MOVR5,#20
D1:
MOVR6,#250
DJNZR6,$
DJNZR5,D1
RET
END
心
得
体
会
最后,衷心感谢王赟老师指导我们这次课程设计的顺利开展,
有了这次实践机会让我们对单片机课程有更加深刻的认识,同时各
方面能力有所提高。
教
师
评
语
年月日
成绩及签名
年月日