微机原理课程设计报告41857.docx
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微机原理课程设计报告41857
青岛农业大学
理学与信息科学学院
微机接口课程设计报告
设计题目LCD液晶屏显示系统日期、时间和星期
学生专业班级电子信息工程2012级02班
学生姓名（学号）周巧丽（20123288）
设计小组其他同学姓名（学号）周倩（20123287）
刘涛（20123134）
指导教师李爱涛
完成时间2015.07.09
实习（设计）地点信息楼526
2015年07月09日
1.课程设计的目的和任务1
1.1设计目的1
1.2设计任务1
2.分析与设计1
2.1设计任务分析1
2.2设计方案论证1
2.3系统硬件设计及原理图2
2.3.1系统硬件设计2
2.3.1.1最小系统2
2.3.1.2LCD显示电路2
2.3.1.3STC89C51简介3
2.3.2原理图4
2.3.2.1LCD与单片机原理图4
2.3.2.2仿真电路图4
2.4程序流程图和源代码清单5
3.系统实施7
3.1系统实现与调试过程中遇到的主要问题分析7
3.2系统运行的结果7
4.总结与体会.7
5.参考文献8
课程设计成绩评定表9
1.课程设计目的和任务
1.1设计目的
学生通过本课程的实践，能进一步掌握汇编语言或C语言程序设计基本概念，掌握基本的程序设计方法；通过设计一个完整的小型程序，初步掌握开发软件所需的需求定义能力、功能分解能力和程序设计能力、代码调试技能；学习编写相关设计文档；为未来的硬件设计打下良好的基础。
要求学生掌握所学的程序设计方法的基本知识，结合实际深入理解汇编语言或C语言程序设计的基本概念、原理及方法。
运用所学的基础知识开发一个小型的程序，充分利用单片机学习板或微机原理接口实验箱，设计适合的方法，解决问题。
掌握设计任务的具体要求，进行设计、调试软件的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。
1.2设计任务
课程设计是培养学生运用有关课程的基础理论和技能解决实际问题，进一步提高学生本专业必要的基本技能、方法和创新能力的重要环节之一。
通过课程设计要使学生受到设计方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计方法简要、系统、正确的表达设计成果。
本课程设计主要是训练学生综合运用学生学过的硬件和软件知识，设计硬件电路，编写应用程序，独立完成一个实际的应用设计系统，并学会撰写设计报告。
2.分析与设计
2.1设计任务分析
此次的微机接口课程设计，设计的任务为利用单片机实验板中直流电机电路，实现LCD液晶屏显示系统时间、日期和星期。
先将时钟芯片中的时间信息通过单片机进行读取，又因为时钟芯片又能准确记录相应时间，通过单片机向其写入命令来获取相应时间，通过汇编语言控制，实现时间信息的动态显示。
设计过程中要利用汇编语言来进行任务实现，汇编语言是一门重要的程序设计语言，是汇编指令集、伪指令集和使用它们规则的统称，使用具有一定含义的符号为助忆符，用指令助忆符、符号地址等组成的符号指令称为汇编格式指令。
2．2设计方案论证
本课题来源于专业课程设计，取材于专业课程《微机原理与接口技术》、《汇编语言》和《单片机原理》等课程中的相关内容，要求为利用单片机实验板中直流电机电路，实现LCD液晶屏显示系统时间、日期和星期。
2.3系统硬件设计及原理图
2.3.1系统硬件设计
2.3.1.1最小系统
复位时单片机的初始化操作，只要给RST引脚加上两个机器周期以上的高电平信号，就可以使STC89C51单片机复位。
本次采用的是12M晶振，按钮复位电路。
2.3.1.2LCD显示电路
LCD1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0—D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V,并且带有字符对比度调节和背光。
LCD1602引脚说明如下表所示：
LCD液晶显示器各引脚功能及结构
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
双向数据口
2
VDD
电源正极
10
D3
双向数据口
3
VL
对比度调节
11
D4
双向数据口
4
RS
数据/命令选择
12
D5
双向数据口
5
R/W
读写/选择
13
D6
双向数据口
6
E
模块使能端
14
D7
双向数据口
7
D0
双向数据口
15
BLK
背光源地
8
D1
双向数据口
16
BLA
背光源正极
VDD：
电源正极，4.5V—5.5V,通常使用5V电压；
VL：
LCD对比度调节端，电压调节范围为0—5V。
接正极时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；
RS：
MCU写入数据或者指令选择端。
MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平；
R/W：
读写控制端。
R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据；
EN：
LCD模块使能信号控制端。
写数据时，需要下降沿触发模块。
D0—D7：
8为数据总线，三态双向。
如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4—D7接口传送数据。
A：
LED背光正极。
需要背光时，A串接一个限流电阻接VDD，K接地。
K：
LED背光地端。
本次课程设计中LCD显示屏的D0到D7与单片机P0口相连，LCD显示屏EN口与单片机P3.4口相连，RS与P3.5相连。
通过滑动变阻器改变LCD显示屏的显示对比度。
2.3.1.3STC89C51简介
STC89C51是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8KBytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
2.3.2原理图
2.3.2.1LCD与单片机原理图
2.3.2.2仿真电路图
2.4程序流程图和源代码清单
#include
#include
sbitRSPIN=P1^5;//引脚定义
sbitRWPIN=P1^6;
sbitEPIN=P1^7;
unsignedcharXPOS,YPOS;
unsignedcharDisTab1[]="DATEDISDB'0000-00-00',0DH,0AH,'$'";
unsignedcharDisTab2[]="TIMEDISDB'00:
00:
00',0DH,0AH,'$'";
voiddelay（unsignedintt）
{unsignedinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<10;j++）;
}
voidlcdwaitidle（void）//忙状态判别
{P0=0xff;
RSPIN=0;
RWPIN=1;
EPIN=1;
while（（P0&0x80）==0x80）;//读取忙标志BF,判为1否,为1等待
EPIN=0;
}
voidlcdwcn（unsignedcharc）//写指令c
{RSPIN=0;
RWPIN=0;
P0=c;
EPIN=1;
_nop_（）;
EPIN=0;
}
voidlcdwc（unsignedcharc）//查询忙标志,然后写指令c
{lcdwaitidle（）;
lcdwcn（c）;
}
voidlcdwd（unsignedchard）//查询忙标志,然后写数据d
{lcdwaitidle（）;
RSPIN=1;
RWPIN=0;
P0=d;
EPIN=1;
_nop_（）;
EPIN=0;
}
voidlcdpos（void）
{
XPOS&=0x3f;
YPOS&=0x03;
if（YPOS==0x00）
lcdwc（XPOS|0x80）;//DDRAM地址设置（第1行）
elseif（YPOS==0x01）
lcdwc（（XPOS+0x40）|0x80）;//DDRAM地址设置（第2行）
}
voidlcdinit（void）//LCD初始化
{delay（150）;lcdwcn（0x38）;//总线8位,两行显示,5*7点阵字符体
delay（50）;lcdwcn（0x38）;
delay（50）;lcdwcn（0x38）;
lcdwc（0x38）;
lcdwc（0x08）;//关闭显示,光标消失,闪烁禁止
lcdwc（0x01）;//清屏
lcdwc（0x06）;//AC加1计数,禁止滚动
lcdwc（0x0e）;//开显示
}
voidDisplay（void）//显示子程序
{
for（XPOS=0;XPOS<16;XPOS++）
{
YPOS=0;lcdpos（）;lcdwd（DisTab1[XPOS]）;
YPOS=1;lcdpos（）;lcdwd（DisTab2[XPOS]）;
delay（2000）;
}
for（XPOS=16;XPOS<30;XPOS++）
{
lcdwc（0x18）;//滚屏
YPOS=0;lcdpos（）;lcdwd（DisTab1[XPOS]）;
YPOS=1;lcdpos（）;lcdwd（DisTab2[XPOS]）;
delay（2000）;
}
}
voidmain（void）
{
EPIN=0;
lcdinit（）;
while
（1）
{
lcdwc（0x01）;
lcdwc（0x02）;
Display（）;
delay（5000）;
}
}
3.系统实施
3.1系统实现与调试过程中遇到的主要问题分析
由于通过查阅参考书及网上资料，我所编写的这种程序基本上不存在语法上的错误，只是要求对程序进行仔细阅读及理解，并且在一些地方进行必要的改写，且加入了我自己的认识，使这种程序更容易理解。
通过查阅资料，我还了解到了汇编语言的语言组成数据传送指令、整数和逻辑运算指令、移位指令、条件设置指令、控制转移指令、串操作指令和输入输出指令等。
3.2系统运行的结果
本课程设计运行的结果符合了课程设计的设计任务要求，综合运用了学过的硬件和软件知识，设计硬件电路，编写了相应的实现程序，独立完成了一个实际的应用设计系统，实现了液晶屏最终显示系统日期、时间和星期。
4.总结与体会
本次的微型计算机原理课程设计涉及到了微机原理中对接口技术的基本认识；单片机原理中对单片机类型、原理、芯片控制过程的相关知识；还有LCD液晶屏的工作原理。
我从本次课程设计中受益颇多，我更加深入的学习了微机原理的相关接口技术知识，明白了单片机原理中基本的单片机类型和芯片控制驱动操作的实现方法。
我还深入的了解了LCD液晶屏的工作原理，这使我对课本理论知识运用能力得到了提升。
本次课程设计利用了单片机实验箱，我明白了其中直流电机电路的使用，掌握了该实验设备的相关实验操作方法。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
在设计中我们遇到了很多问题，但在老师的悉心指导和小组的成员的团结帮助下，终于将问题逐一解决。
但在这一过程中，也暴露出我们存在很多的不足之处，除了专业知识掌握不牢、经验欠缺之外，另一个主要问题在于小组成员之间缺乏交流与沟通，致使我的程序需要多次修改。
但从这次实验中，从这一点上，我们也确实发现了团队协作的重要性，学习中也好，现实生活中也好，很多事情都是要有合作的，人多力量大，不仅仅体现在数量上，质量上同样适用。
通过这次课程设计使我们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。
在课程设计过程中，收获知识，提高能力的同时，我也学到了很多人生的哲理，懂得怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪。
因此在以后的生活和学习的过程中，我一定会把课程设计的精神带到生活中，让生活也更加美好。
在今后的发展和学习实践过程中，我们会不懈努力，不断提高自己，无论何时遇到问题不能退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能获得成功，才能在今后的道路上劈荆斩棘。
5.参考文献
[1]赵丽清，惠鸿忠.单片机原理与C51技术[M].机械工业出版社出版，2012.08.
[2]倪继烈.微机原理与接口技术[M].电子科技大学出版社出版，2004.01.
[3]张荣标.微机原理与接口技术[M].机械工业出版社出版，2009.04.01.
[4]万隆.单片机原理及应用技术[M].清华大学出版社出版，2010.03.
[5]张毅刚.单片机原理及接口技术[M].人民邮电出版社出版，2011.08.
[6]张新强.点阵LCD驱动显控原理与实践[M].北京航空航天大学出版社出版，2010.03.
课程设计成绩评定表
学生姓名
专业班级
设计题目
指导教师评语及意见：
指导教师评阅成绩：
指导教师签字：
年月日
注：
此表装订在课程设计之后。
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