4路LED显示计数控制.docx
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4路LED显示计数控制
目录
1.摘要………………………………………….................1
2.题目………………………………………….................3
3.设计要求及目的……………………………………………4
4.器件选择……………………………………………………5
5.装插与调试…………………………………………………5
5．1装插器件介绍…………………………………………6
5.2装插注意事项……………………………………………6
5.3硬件测试………………………………………………6
5.4功能测试………………………………………………..7
6.设计步骤……………………………………………………7
7.电路硬件图…………………………………………………8
7.14路LED显示计数控制…………………………………8
7.2单片机系统……………………………………………9
7.3ISP（In-SystemProgrammable）…………………………9
8.程序流程图…………………………………………………10
9.实验源程序…………………………………………………11
10.调试过程及结果分析………………………………………13
11.实验总结…………………………………………………..13
12.课程设计心得……………………………………………15
13.参考文献…………………………………………………16
1.摘要：
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，但是人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
4路LED显示计数控制设计是根据我们所学习的单片机课程，按照大纲要求对我们进行的一次课程检验，是进行单片机课程训练的必要任务，也对我们掌握单片机应用有很大的帮助。
掌握单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。
近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
本设计控制器以AT89C51单片机作为主控核心，与按键开关、晶振、电阻、电容等构成4路LED显示计数控制，利用了单片机的延时电路、按键复位等电路，充分体现了单片机的四大特点：
（1）性价比高，开发周期短，易于产品化，
（2）集成度高，可靠性好，抗干扰性强，（3）功能完善，接口多样，（4）低功耗、低电压。
一般电源供电电压在5～3V范围内单片机都能正常工作，供电的下限可达1～2V。
关键词：
单片机，LED、显示计数、控制系统
2.题目
课程设计选课题目：
4路LED显示计数控制
（参考：
MCS-51Chapter428KeyRecg）
3.设计要求及目的
①设计要求：
设计控制电路如电路硬件图所示，开关SP1接在P3.7/RD管脚上，在AT89C51单片机的P1端口接有四个发光二极管，上电的时候，D3接在P1.0管脚上的发光二极管在闪烁，当每一次按下开关SP1的时候，D1接在P1.1管脚上的发光二极管在闪烁，再按下开关SP1的时候，D2接在P1.2管脚上的发光二极管在闪烁，再按下开关SP1的时候，D4接在P1.3管脚上的发光二极管在闪烁，再按下开关SP1的时候，又轮到D3在闪烁了，如此轮流下去。
②设计目的：
1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。
3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。
4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。
4.器件选型
①任务所需元器件：
（1）AT89C51单片机一个
（2）CRYSTAL12MHZ晶振一个
（3）10uF电解电容一个
33pF片源电容二个
（极性不得接反,否则漏电流较大,或者导致危险.）
（4）阻值为10K欧姆的电阻1个
阻值为220欧姆的电阻4个
（5）DB9（USB）接口一个
（6）开关１个
②任务所需装插材料：
（1）面包板一块
（2）导线若干
③任务所需仪器设备
（1）编程器
（2）万用表
（3）逻辑笔、分析仪
（4）PC机
（5）编译&模拟器
●KeilC51
●伟福2000,6000
5.装插与调试
5．1装插器件介绍
面包板（集成电路实验板）是电路实验中一种常用的具有多孔插座的插件板，在进行电路实验时，可以根据电路连接要求，在相应孔内插入电子元器件的引脚以及导线等，使其与孔内弹性接触簧片接触，由此连接成所需的实验电路。
SYB—118型面包板示意图，为4行59列，每条金属簧片上有5个插孔，因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起。
簧片之间在电气上彼此绝缘。
插孔间及簧片间的距离均与双列直插式（DIP）集成电路管脚的标准间距2.54mm相同，因而适于插入各种数字集成电路。
【内部结构】：
面包板上下部分内部连线和中间部分不同，如图：
【用途】：
对集成电路进行试验
【使用】：
不用焊接和手动接线，将元件插入孔中就可测试电路及元件，使用方便。
使用前应确定哪些元件的引脚应连在一起，再将要连接在一起的引脚插入同一组的5个小孔中。
5.2装插注意事项
面包板使用注意事项
插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.4～0.6mm，即比大头针的直径略微细一点。
元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力，在面包板倒置时，元器件应能被簧片夹住而不脱落。
面包板应该在通风、干燥处存放，特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。
要保持面包板清洁，焊接过的元器件不要插在面包板上。
5.3硬件测试
通电前的测试内容
（1）确认电源电压正常
（2）确认电源连接极性正确
（3）确认极性电容未接反
（4）确认电路电源未短路
先用简单程序测试单片机是否运行程序，若无法正常运行程序,按下述顺序检查
1检查VCC（40脚）工作电压是否正常；
2检查EA（31脚）是否已接高电平；
3检查RST（9脚）是否为低,复位电路是否正常；
4检查18,19脚晶振电路是否正常；
5在单片机电源端加接滤波电容（100uF,0.1uF）；
6若上述均无误,则更换单片机.
5.4功能测试
程序必须首先在PC机上模拟通过
检查时序，逻辑关系
检查关键变量
检查执行流程
烧写单片机，硬件验证
使用LED测试
使用串口调试
6.设计步骤（实验流程简述）
①明确条件和要求
首先要根据系统设计及其他有关资料，弄清楚该程序设计的条件和设计要求，如：
硬件、软件的状况和采用的语言、编码、输入、输出、文件设置、数据处理等方面的要求，以及本程序和其他各项程序之间的关系等。
②分析数据
必须要对处理的进行仔细的分析，弄清楚数据的详细内容和特点之后，才能进一步按照要求确定数据的数量和层次结构，安排输入、输出。
存储、加工处理的步骤以及一些具体的计算方法。
③确定流程
确定流程是为了完成规定的任务而给计算机安排的具体操作步骤一般用统一的符号把数据的输入、输出、存储、加工等处理过程绘制成流程图（简称框图），作为编写程序的依据。
④编写程序
编写程序是采用一种程序设计语言，按其规定的语言规则把确定的流程描写出来。
⑤检查和调试
检查内容包括程序结构是否得当，语句的选用和组织是否合理，语法是否符号规定，语义是否正确等。
一个程序往往要经过反复多次的调试：
运行、检查、修改，之后才能通过。
⑥编写课程设计报告
7.电路硬件图
（7.14路LED显示计数控制）
7.289C51/80C51单片机系统
7.3ISP（In-SystemProgrammable）在系统可编程,可直接通过电缆更新程序,无需从系统取出芯片重编程，STC的部分产品支持ISP下载.（STC89C52RDISP示意图）
8.程序流程图：
开始时先初始化显示程序，接着分别显示子程序或某单元驱动子程序，最后返回。
注：
L1---D1、L2—D2、L3—D3、L4—D4
主程序流程图
9.实验源程序
（注：
程序老师已经写好学生只需将程序读入单片机即可）
1.原4路LED显示计数控制程序如下：
ORG00H
START:
MOVR0,#00H;按键次数
MOVP1,#0FFH;显示初值
K1:
JBP3.7,$;判断是否有键按下
LCALLDELAY
JBP3.7,K1;判断是按键还是干扰
INCR0;如果是按键,按键次数加1
CJNER0,#10H,K4;按键次数达到最大值16
JNBP3.7,$;判断按键是否抬起
LJMPSTART
K4:
MOVA,R0
CPLA
MOVP1,A;将按键次数输出显示
JNBP3.7,$;判断按键是否抬起
LJMPK1
DELAY:
MOVR5,#20;延时10毫秒
D1:
MOVR6,#250
DJNZR6,$
DJNZR5,D1
RET
END
2.C语言源程序：
#include
unsignedcharID;
voiddelay10ms（void）
{unsignedchari,j;
for（i=20;i>0;i--）
for（j=248;j>0;j--）;
}
voiddelay02s（void）
{unsignedchari;
for（i=20;i>0;i--）
{delay10ms（）;
}
}
voidmain（void）
{while
（1）
{if（P3_7==0）
{delay10ms（）;
if（P3_7==0）
{ID++;
if（ID==4）
{ID=0;}
while（P3_7==0）;
}}
switch（ID）
{case0:
P1_0=~P1_0;
delay02s（）;
break;
case1:
P1_1=~P1_1;
delay02s（）;
break;
case2:
P1_2=~P1_2;
delay02s（）;
break;
case3:
P1_3=~P1_3;
delay02s（）;
break;
}
}
}
10.调试过程及结果分析（调试与仿真）
1、软件调试：
程序编好以后，先自己检查是否有逻辑错误，保证正确后利用伟福仿真软件对所编写的程序进行编译，检查是否有语法错误，出现错误时伟福系统会自动提示有错误产生，并会指定错误的语句，这时我们需要认真检查程序，修改编译中出现的错误。
程序修改无误后，利用仿真软件，我们可以监视程序PC指针、P0、P1、P2口的变化、以及存储单元的值的变化来检查程序是否运行正常，是否能够实现预定的控制功能。
2、硬件调试：
按照已经设计好的电路设计图，在proteus中进行调试与仿真，确保电路无误，在面包板上装插各个元件。
电路板制作完成以后，利用万用表检查硬件是否装插正常以及是否出现短路和断路的情况，并修改装插中的错误，直到硬件电路可以正常工作为止。
在第一次进行检测时发现显示管不会显示数据，经过进一步检查才发现是电源线没有装插。
如此反复操作，直到硬件可以正常运行。
11.实验总结
单片机应用系统一般由包含多个模块得主程序和。
各种子程序组成。
每一模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，如计算、接受、发送、延时、显示和打印等。
采用模块化程序设计方法，就是将这些具体功能程序进行独立设计和分别调试，最后将这些模块程序配成整体程序并进行联合调试。
模块化程序设计方法的优点：
一个模块可以为多个程序所共享；单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便，容易完成；利用编好的成熟模块，将大大缩短开发程序的时间，降低开发成本。
采用循环结构和子程序结构可以使程序的容量大大减少，提高程序的效率，节省内存。
对于多重循环，要注意各重循环的初值和循环结束的条件，避免出现程序无休止的“死循环”现象；对于通用的子程序除了用于存放程序入口参数的寄存器外，子程序中用到的其他寄存器的内容应压入堆栈操作的压入和弹出的平衡；对于中断处理子程序除了要保护处理程序中用到的寄存器外，还要保护标志寄存器。
12.课程设计心得
经过将近两周的单片机课程设计，终于完成了我的4路LED显示计数控制的设计，虽然没有完全达到设计要求，但从心底里说，还是高兴的，毕竟这次设计把实物都做了出来，高兴之余不得不深思呀！
我觉得课程设计是培养我们综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的重要环节、是对我们以后的实际工作能力的具体训练和生活考察过程的训练。
在本次设计的过程中，我发现很多的问题，虽然以前没做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。
因此可以说单片机的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。
我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，我这次选得设计课题的编程是老师给好的参考，但是我也试着学写这类的程序，虽然我写的不成功，但是我认为只要我试着去做了，才能真正的掌握，只学习理论有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。
通过这次课程设计我发现单片机原理应用行很强，只有老师的讲解不行，只看也不中，只有自己动手去做才会发现自己确实有太多的不足，许多的原理，程序看似简单，真正去做才知道知识并没有自己想象的那样扎实。
从而懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
13.参考文献
[1]李华编著，MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：
航空航天大学出版社，2000
[2]李全利，仲伟峰编著.单片机原理及应用[M].北京：
清华大学出版社，2006.2.
[3]张毅刚编著，MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，1997
[4]马志良编著.单片机原理与控制技术[M].北京：
机械工业出版社，2002.
[5]谭浩强编著，C程序设计[M].北京：
清华大学出版社，2005
[6]李光飞编著，单片机课程设计实例指导[M][M].北京：
航空航天大学出版社，2004
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