最新广东工业大学华立学院单片机课程设计.docx

1、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

2、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

3、1选择课题，明确设计要求，查阅资料校内6.172方案论证、系统总体设计校内6.186.193硬件电路原理图设计校内6.206.214程序流程图的设计、源程序的编制及系统调试校内6.226.235撰写课程设计报告校内6.246.256五、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，2004.62 张毅刚，彭喜源，谭晓昀.MCS51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 51.1功能要求 51.2方

4、案论证 52 系统设计 62.1 系统硬件电路的设计 62.2 系统程序的设计 103 结束语 14参考文献 14附录1主要程序清单 151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

5、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（FPEROMFalsh Programmable and Erasable

6、 Read Only Memory）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

7、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RAM32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

8、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

9、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P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器

10、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。

11、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

12、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

13、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SPK IN端口上；2) 在“音频放大模块”区域中的SPK OUT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

14、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

15、”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，19922 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

16、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,19957 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,19978 丁元杰.单片微机原理及应用.北京:机械工业出版社,19949 元杰.单片机接口技术及应用.北京:清华大学出版社,200510 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

17、编源程序KEY BIT P1.7LCNT EQU 30HHCNT EQU 31HFLAG EQU 33H ;计数标志 ORG 00H SJMP START ORG 0BH ;中断入口 LJMP INT_T0START: MOV LCNT,#00H MOV HCNT,#00H CLR FLAG MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-700)/256 ;定时0.7毫秒 MOV TL0,#(65536-700)MOD 256S1: JB KEY,$ ;等待按键 LCALL DELAY JB KEY,$ MOV IE,#82H SETB TR0 SJMP S1INT_T0: IN

18、C LCNT MOV A,LCNT CJNE A,#100,I1 MOV LCNT,#00H INC HCNT MOV A,HCNT CJNE A,#05H,I1 ;输出500个周期方波 MOV HCNT,#00H INC FLAG ;计数标志加1 I1: CPL P1.0 MOV A,FLAG CJNE A,#00H,I2 LJMP K1 ;FLAG=0,发高频音 I2: MOV A,FLAG CJNE A,#01H,I3 LJMP K2 ;FLAG=1,发低频音 I3: MOV A,FLAG CJNE A,#02H,I1 MOV FLAG,#00H CLR TR0 ;FLAG=2,关定时器

19、 LJMP RETUNE K1: MOV TH0,#(65536-700)/256 ;高频音 MOV TL0,#(65536-700)MOD 256 LJMP RETUNE K2: MOV TH0,#(65536-1000)/256 ;低频音 MOV TL0,#(65536-1000)MOD 256RETUNE: RETIDELAY: MOV R5,#20D1: MOV R6,#250 DJNZ R6,$ DJNZ R5,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