C51单片机课设报告进制转换.docx
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C51单片机课设报告进制转换
单片机原理课程设计报告
题目：
51单片机实现进制转换
专业：
信息工程
班级：
信息101
学号：
1004020307
小组成员：
1004020103
指导教师：
吴叶兰
北京工商大学计算机与信息工程学院
题目：
51单片机实现进制转换
1、设计目的
1）熟悉51单片机的编程；
2）熟悉单片机开发的基本焊接；
3）熟悉单片机元件的使用方法；
4）熟悉C51的软件开发环境（编程软件Keil、烧录软件STC_ISP_v479
2、设计要求
1）按键输入数据，具有确定和清零功能；
2）1602液晶屏幕显示，具有显示输入输出和提示功能；
3）2,、8、10、16进制数可任意互相转化；
3、硬件电路设计（包括电路图及说明）
1）控制模块：
控制模块是由1块STC89C521个12MHz无源晶振、1个复位电路22uF电容、1个1k欧姆电阻、1个8位1k欧姆排阻组成。
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使
得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功
能：
8k字节Flash，512字节RAM32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPRQMIAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz6T/12T可选。
芯片实际选用的
STC89C5与protues模拟电路图中的AT89C52功能基本相同，区别在于烧录程序的方式。
2）显示模块：
显示模块由1块1602液晶显示屏、16根数据线组成。
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的
内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
液晶显示屏际实际选用的是QC1602ATprotues模拟电路图中的LM016功能基本相同。
3）按键输入模块：
按键输入模块由1块4*4矩阵键盘、8根数据线组成、2个独立按键。
在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。
在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直
接用端口线则只能多出一键（9键）。
由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则
作为输入。
这样，当按键没有按下时，所有的输入端都是高电平，代表无键按下。
行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。
实际电路中使用的是集成的1块4*4矩阵键盘，跟protues模拟电路图中的
16个独立按键相比体积更小，实现的功能相同。
4）全局设计：
通过STC89C52的P3.0-P3.7口读入4*4矩阵键盘的按键输入数据，STC89C52的P0.0-P0.7先接入8位1k欧姆排阻作上拉电阻，再接入1602液晶屏幕的数据口D01-D07,输出数据到1602液晶屏幕，液晶屏幕显示读到的数据。
P2.1-P2.3口分别接入1602的RSRWE控制读写。
P2.4-P2.5口分别接入1独立按键最为“确定”键和“清零”键。
STC89C52的RST接VCCt源，即上点就复位。
XTAL1,XTAL2接12MHz无源晶振。
4、软件设计（包括流程图及程序）
1）程序流程图：
2）程序代码:
#include//
#include
sbitRS=
:
P2A1;//
定义端口
sbitRW:
=卩2八2;
sbitEN=
:
卩2八3;
sbitQL=
P2A4;
//外接清零端口
sbitQD=
=P2A5;
//外接确定端口
sbitwela=P2A7;//
锁存器控制端定义
unsignedintqlbz=O;unsignedintqdbz=O;
#defineRS_CLRRS=O
#defineRS_SETRS=1
#defineRW_CLRRW=0
#defineRW_SETRW=1
#defineEN_CLREN=0
#defineEN_SETEN=1
#defineDataPortP0
#defineKeyPortP3
unsignedcharcode
asc_code[]={'0','1',2,3,'4','5','6',7',8,'9','A','B',C,'D','E','F'};〃
转换成液晶显示的字符
/*
uS延时函数
*/
voidDelayUs2x（unsignedchart）
{while（--t）;
}
/*
mS延时函数
*/
voidDelayMs（unsignedchart）
{
while（t--）
{
//大致延时1mS
DelayUs2x（245）;
DelayUs2x（245）;
}
}
/*
判忙函数
*/
bitLCD_Check_Busy（void）
{
DataPort=OxFF;
RS_CLR;
RW_SET;
EN_CLR;
_nop_（）;
EN_SET;
return（bit）（DataPort&0x80）;
}
/*
写入命令函数
*/
voidLCD_Write_Com（unsignedcharcom）{
while（LCD_Check_Busy（））;//忙则等待
RS_CLR;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort=com;
_nop_（）;
EN_CLR;
}
/*
写入数据函数
----*/
voidLCD_Write_Data（unsignedcharData）
{
while（LCD_Check_Busy（））;//
忙则等待
RS_SET;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort=Data;
_nop_（）;
EN_CLR;
}
/*
清屏函数
----*/
voidLCD_Clear（void）
{
LCD_Write_Com（0x01）;
DelayMs（5）;
}
/*
写入字符串函数
----*/
voidLCD_Write_String（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*s）
{
if（y==0）
LCD_Write_Com（0x80+x）;
}
else
{
LCD_Write_Com（0xC0+x）;
}
while（*s）
{
LCD_Write_Data（*s）;
s++;
}
}
/*
写入字符函数
*/
voidLCD_Write_Char（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharData）{
if（y==0）
{
LCD_Write_Com（0x80+x）;
}
else
{
LCD_Write_Com（0xC0+x）;
}
LCD_Write_Data（Data）;
}
/*
初始化函数
*/
voidLCD」nit（void）
{
LCD_Write_Com（0x38）;/*显示模式设置*/
DelayMs（5）;
LCD_Write_Com（0x38）;
DelayMs（5）;
LCD_Write_Com（0x38）;
DelayMs（5）;
LCD_Write_Com（0x38）;
LCD_Write_Com（0x08）;
/*
显示关闭*/
LCD_Write_Com（0x01）;
/*
显示清屏*/
LCD_Write_Com（0x06）;
/*
显示光标移动设置*/
DelayMs（5）;
LCD_Write_Com（0x0C）;
/*
显示开及光标设置*/
}
/*
按键扫描函数0,返回小键盘扫描键值
*/
unsignedcharKeyScan（void）//
键盘扫描函数，使用行列反转扫描法
行列值中间变量行线输出全为0读入列线值
unsignedcharcord_h,cord_l;〃
KeyPort=0x0f;//
cord_h=KeyPort&0x0f;//
if（cord_h!
=0x0f）//
先检测有无按键按下
{
去抖
读入列线值
输出当前列线值
读入行线值
DelayMs（100）;//if（（KeyPort&0x0f）!
=0x0f）
{
cord_h=KeyPort&0x0f;//KeyPort=cord_h|0xf0;//cord」=KeyPort&0xf0;//
while（（KeyPort&0xf0）!
=0xf0）;〃等待松开并输出
return（cord_h+cord_l）;〃键盘最后组合码值
}
}return（0xff）;//返回该值
}
/*
按键扫描函数1,返回确定键扫描键值
*/
unsignedcharKeyScanQD（void）//键盘扫描函数
{
if（QD!
=1）//
先检测有无按键按下
{
DelayMs（100）;
//去抖
if（QD!
=1）
{
while（QD==0）;//
等待松开并输出
}
qdbz=1;
}return（0）;//
返回该值
}
/*
按键扫描函数2,返回清零键扫描键值
*/
unsignedcharKeyScanQL（void）//键盘扫描函数
{
if（QL!
=1）//
先检测有无按键按下
{
DelayMs（100）;
//去抖
if（QL!
=1）
{
while（QL==0）;//
等待松开并输出
}
qlbz=1;
}return（0）;//
返回该值
}
/*
按键值处理函数，返回扫键值
*/
unsignedcharKeyPro（void）
{
switch（KeyScan（））
{
case0x7e:
return1;break;//0按下相应的键显示相对应的码值
case0x7d:
return2;break;//1
case0x7b:
return3;break;//2
case0x77:
return4;break;//3
case0xbe:
return5;break;//4
case0xbd:
return6;break;//5
case0xbb:
return7;break;//6
case0xb7:
return8;break;//7
case0xde:
return9;break;//8
case0xdd:
return0;break;//9
case0xdb:
return10;break;//a
case0xd7:
return11;break;//b
case0xee:
return12;break;//c
case0xed:
return13;break;//d
case0xeb:
return14;break;//e
case0xe7:
return15;break;//f
default:
return0xff;break;
}
}
/*
主函数
*/
voidmain（void）
{
unsignedinti,j,k,kk,Jz,num,n,t1,t2,a,b,x,y;
unsignedcharjinzhishu1[2],jinzhishu2[2];
unsignedchardushu[16];
unsignedchardushu2[16];
LCD」nit（）;
wela=1;P0=0Xff;wela=0;〃关闭数码管
LCD_Write_Com（0x0F）;〃光标开，光标闪烁开
while⑴
{
LCD_Clear（）;
/*下为输入部分
A1:
jinzhishu1[1]='';
jinzhishu1[2]='';
LCD_Write_String（O,O,"EnterINsystem"）;
i=0;
while（qdbz==O）
{
Jz=KeyPro（）;
if（Jz!
=Oxff）
{
LCD_Write_Char（i,1,asc_code[Jz]）;〃
jinzhishu1[i]=asc_code[Jz];
i++;
}
KeyScanQD（）;
KeyScanQL（）;
if（qlbz==1）
{
qlbz=0;LCD_Clear（）;i=0;j=0;
gotoA1;
}
if（i==2）qdbz=1;
}
qdbz=0;
LCD_Write_String（0,1,""）;
依次显示输入字符
a=10;
if（jinzhishu1[0]=='1'&&jinzhishu1[1]=='0'）
elseif（jinzhishu1[0]==2&&jinzhishu1[1]==''）
elseif（jinzhishu1[0]==8&&jinzhishu1[1]==''）
elseif（jinzhishu1[0]=='1'&&jinzhishu1[1]=='6'）
else
{
LCD_Write_String（0,0,"WrongINsystem"）;
while（qdbz==0）
{
KeyScanQD（）;
}
qdbz=0;
gotoA1;
}
A2:
for（i=0;i<16;i++）
{
dushu2[i]='';
dushu[i]='';
}
LCD_Write_String（0,0,"EnterINnumber"）;
i=0;
while（qdbz==0）
{
num=KeyPro（）;
if（num!
=0xff）
{
LCD_Write_Char（i,1,asc_code[num]）;〃
dushu2[i]=num;
i++;
}
KeyScanQD（）;
a=2;
a=8;
a=16;
依次显示输入字符
KeyScanQL（）;
if（qlbz==1）
{
qlbz=0;LCD_Clear（）;i=0;j=0;
gotoA2;
}
if（i==15）qdbz=1;
}
n=i;
qdbz=0;
LCD_Write_String（0,1,""）;
A3:
jinzhishu2[1]='';
jinzhishu2[2]='';
LCD_Write_String（0,0,"EnterOUTsystem"）;
i=0;
while（qdbz==0）
{
Jz=KeyPro（）;
if（Jz!
=0xff）
依次显示输入字符
{
LCD_Write_Char（i,1,asc_code[Jz]）;〃jinzhishu2[i]=asc_code[Jz];
i++;
}
KeyScanQD（）;
KeyScanQL（）;
if（qlbz==1）
{
qlbz=0;LCD_Clear（）;i=0;j=0;
gotoA3;
if（i==2）qdbz=1;
qdbz=O;
LCD_Write_String（0,1,""）;
if（jinzhishu2[0]=='1'&&jinzhishu2[1]=='O'）b=10;elseif（jinzhishu2[0]=='2'&&jinzhishu2[1]==''）b=2;elseif（jinzhishu2[0]==8&&jinzhishu2[1]==''）b=8;elseif（jinzhishu2[0]=='1'&&jinzhishu2[1]=='6'）b=16;else
{
LCD_Write_String（0,0,"WrongOUTsystem"）;while（qdbz==0）
{
KeyScanQD（）;
}
qdbz=0;
gotoA3;
}
/*下为运算部分
n=n-1;
t2=dushu2[0];
for（j=0;j{
t1=t2*a;
t2=t1+dushu2[j+1];
}
x=t2;//输入的10进制数先转为10进制
for（j=0;x>=b;j++）
{
y=x%b;
x=x/b;
dushu[j]=asc_code[y];
}
y=x；
dushu[j]=asc_code[y];k=j;
kk=j;
for（i=0;i<=kk;i++,k--）
{
dushu2[i]=dushu[k];
}
for（i=0;i<=kk;i++）
{
dushu[i]=dushu2[i];
}
/*下为输出部分
LCD_Write_String（0,0,"TheOUTnumber"）;
LCD_Write_String（0,1,""）;
LCD_Write_String（0,1,dushu）;
while（qdbz==0）
{
KeyScanQD（）;
KeyScanQL（）;
}
qdbz=0;
5、调试过程（包括出现的问题及解决的方法，以及要改进的地方，体会）
1）硬件调试：
焊接最小系统板完成之后就开始测试是否有焊接错误，首先是检验单片机的底座针脚是否联通，通过LED丁测试证明了所有的底座针脚焊接无误。
接着开始焊接排阻，电容，晶振等器件。
最后引出两个针脚插座作为VCC和GND勺插口。
接下来焊接独立按键和VCCGND莫块，完成后通过LED丁测试按键效果，证明焊接无误。
焊接工作完成后开始连线，连接控制模块和显示模块，连接控制模块和按键模块，连接各模块VCCGND口至UVCC和GND勺专用插口。
烧录入液晶显示范例程序，按键显示范例程序，测试硬件部分正常。
2）软件调试：
先编写子函数程序：
延时函数、判忙函数、写入命令函数、写入数据函数、清屏函数、写入字符函数、写入字符穿函数、LCD初始化函数、4*4矩阵按键扫描函数、确定/清零键扫描函数、矩阵按键值处理函数。
最后开始编写进制转换的主函数程序。
通过Keil编译软件编
译，用STC_ISP_v479烧录程序到单片机，利用学习开发板的集成按键、显示屏模块测试代码。
最先遇到的问题是读入按键值的问题，由于需要循环扫描的速度很快，实时监听键盘，多导致不能在同一个循环同时保持LCD的单个字符输出。
最后为了让LCD的逐一输出正常，在实时扫描的循环体内内嵌入一个判断语句，把LCD输出语句放入判断内，这样既保证了键
盘的实时监听，也保证了LCD显示屏的单个字符逐一正常输出。
接下来遇到的问题是键盘接收到的字符不能直接用于显示，由于读到的是有按键值处理函数的返回值，而显示的值却是要求ASCII型字符。
所以最后决定在开头编写转码函数表，把返回的1-16char型数字转成ASCII型的“0-9”“A-F”。
如此就使得LCD能够显示所希望得到的字符。
但再往下进行进制转换的具体实施发现，转成的ASCII码无法进行加减乘除运算，而原先的返回值是char型，也不确定是否能进行运算，同时也开始考虑int型变量是否需要使用。
最后经查阅资料发现，无论是char还是int型，都能直接被读取为机器语言进行运算，唯一区别是char型是1个字节，int型是2个字节的变量。
于是通过字符型数组储存读到的
按键返回值，并进行运算
通过之前积累的编程经验，采用的转进制方法是通过把所有进制数都转成十进制数作为中间数，然后在把中间数转为需要的进制数。
实施的初步阶段没有什么大问题，但是遇到大于255的10进制数的时候，发现运算出现了溢出，再次查阅资料发现了char型变量最多能
够表示0-255的10进制数，于是将此部分运算的中间变量设为int型，这样能够容纳的范围就变成了0-65535.
最后是输出运算的结果让LCD这其中也费了一番功夫，把底层运算的结果转成能够在LCD上显示的ASCII型又用到了转码过程。
到此软件调试基本告一段落，期间遇到的细节上的小问题数不胜数，最后在经过无数次修改程序烧录调试后得到了圆满解决。
最终软件调试成功时的烧录统计次数：
127
&实验结果（将运行结果拍照）
输入2进制
输入2进制数100011110
输出8进制
输出8进制数436
最终实物连线图
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