单片机课程论文Word格式.docx

1、（4）比赛时间结束时，能发出报警指令。硬件电路设计电路主要包括CPU部分、电源部分、按键部分、LED显示部分。1、CPU部分51单片机为单芯片微控制器，常见封装形式为40脚双列直插式塑料封装DIP40,其引脚识别为:正面面向用户，缺口向上，左上面第一脚为1脚，然后按逆时针方向依次为240脚。通常第一脚有标志符号。51单片机管脚图如图2所示。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 Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供

2、了一种灵活性高且价廉的方案.图2 单片机引脚图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F

3、LASH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

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

5、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

6、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（0000HFFFFH），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

7、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。单片机是一种微控制器，任何为控制器正常工作最基本的条件是要有正确的电源、时钟电路好复位信号，三者缺一不可。 单片机正常工作最基本条件是：正确的电源、时钟信号、复位信号。51系列单片机第40引脚接电源+5V，第20引脚接地。电压过高或者过低均会引起单片机CPU部工作.单片机指令执行时在时钟脉冲控制下进行的，时钟脉冲信号是由单片机内部时钟电路及18脚、19脚外接晶振和电容组成的时钟电路产生的.时钟电路异常，也会引起单片机CPU部工作,可通过测量30脚

8、（ALE） 是否有时钟脉冲六分频信号输出来判断振荡电路是否起振。复位电路时在CPU通电后，给复位端9脚（RST）一个复位脉冲，使CPU内部处于初始工作状态。51系列单片机是高电平复位，在正确的复位后（工作状态）9脚应保持低电平。如果复位电路出现故障,CPU也将无法工作。由于CPU的复位电路只有在开机瞬间产生复位脉冲，周期一般为几毫秒,用万用表无法鉴别正常与否。对于只有上电复位的复位电路，快速判断CPU是否有故障可以采取强制复位的方法，将复位瞬时接电源正端，如果此时CPU恢复工作，说明CPU的复位电路出现故障。对于有按键复位的复位电路，按下复位键，测量复位端是否有高电平产生来判断复位电路工作是否

9、正常.图3 CPU控制电路2、电源部分图4 电源部分4.按键部分ADD1，DEC1，EXCHANGE,ADD2,DEC2,RUN/STOP其中: ADD1 甲队比分加1键,（暂停时为调整时间分钟加1） DEC1 甲队比分减1键，（暂停时为调整时间分钟减1） EXCHANGE 换场键,半场休息时换场。 ADD2 乙队比分加1键，（暂停时为调整时间秒钟加1） DEC2 乙队比分减1键，（暂停时为调整时间秒钟减1） RUN/STOP 启动暂停键,比赛开始时按下启动计时，比赛开始。比赛开始后，按下为暂停计时,比赛暂停。甲乙队比分默认000，此时按下ADD1键，可以对比赛时间分钟加1,按下DEC1键，可

10、以对比赛时间的分钟减1，按下ADD2键，可以对比赛时间秒加1，按下DEC2键，可以对比赛时间秒减1. 图6 按键部分 系统的总电路图图7 系统总电路图在proteus下的仿真。图7 AT89C51单片机部分图8 排阻部分图9 蜂鸣器部分图10 按键部分图11 时间显示部分图12 比分显示部分图13 仿真全图软件设计代码程序就是从主程序开始执行的，在主程序里可以调用子程序，调用完成后还要返回主程序继续执行。我们在主程序里对各个模块进行初始化，用一个while循环不断地循环执行各个子程序，例如按键扫描程序在这里可以一次一次地扫描按键，这样实现简单易行.延时子程序此次程序中单独设立了一个带有参数传输

11、的延时子程序,以供其他程序块的调用,且延时可以通过参数方便的控制，使程序更加的简洁。：中断服务子程序当T0中断发生时转入执行中断服务子程序,本程序主要用于提供一个精确的时钟实现定时。另外还用对数码管的循环扫描显示，每中断一次就对数码管进行扫描一次,从而提供一个稳定的显示输出，不受其他程序的延时影响。数码管显示子程序数码管显示采用动态显示方式，这样占用I/O口资源比较少，且易于实现。在运行中可以随时修改显示分数及时间.按键处理模块按键识别及处理程序主要由键盘识别和键值处理组成。其中键盘识别子程序不断地对键盘进行判断是否有键按下。当有键按下时则转到相应按键进行相应处理，即可实现对甲、乙两队总分的计

12、算与处理和对比赛时间的相应操作。源程序代码#includereg51.h#define LEDData P0 /定时数码管的段值从P0口输出unsignedcharcodeLEDCode=0x3f,0x06，0x5b,0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f，0x6f； /数码管0-9的编码unsigned char minit,second,count，count1； /分,秒，计数器unsigned char set_minit=12,set_second=0；sbit add1=P10; /甲队加分，每按一次加1分 /比赛前为时间加1分sbit dec1=P11； /甲

13、队减分，每按一次减1分/比赛前为时间减1分sbit exchange=P12; /交换场地sbit add2=P13; /乙队加分，每按一次加1分/比赛前为时间加1秒sbit dec2=P14； /乙队减分，每按一次减1分/比赛前为时间减1秒sbit secondpoint=P07； /秒闪动点/-数码管的位选控制脚，共有10位数码管-sbit led1=P27； sbit led2=P26；sbit led3=P25；sbit led4=P24;sbit led5=P23;sbit led6=P22;sbit led7=P21;sbit led8=P20；sbit led9=P37;sbit

14、 led10=P36；sbit alam=P17; /报警bit playon=0; /比赛进行标志位，为1时表示比赛开始,计时开启bit timeover=0; /比赛结束标志位，为1时表示比赛结束bit AorB=0; /甲乙队交换位置标志位bit halfsecond=0; /半秒标志位unsigned int scoreA； /甲队得分unsigned int scoreB; /乙队得分/=延时=void Delay5ms（void） unsigned int i; for（i=100；i0；i-）； void display（void）/-显示时间（分钟）- LEDData=LEDC

15、odeminit/10； /显示分钟的十位 led1=0； /开启位选 Delay5ms（）; /延时，以便足以点亮数码管. led1=1; /关闭位选 LEDData=LEDCodeminit10； /显示分钟的个位 led2=0; led2=1;/-秒点闪动- if（halfsecond=1） LEDData=0x80； else LEDData=0x00; led2=0； Delay5ms（）； led2=1； secondpoint=0；/-显示时间（秒钟）- LEDData=LEDCodesecond/10； /显示秒钟的十位 led3=0; led3=1; LEDData=LEDC

16、odesecond%10； /显示秒钟的个位 led4=0； led4=1;/-显示1组的分数百位- if（AorB=0） LEDData=LEDCodescoreA/100; LEDData=LEDCodescoreB/100； led5=0； led5=1;/-显示1组分数的十位- LEDData=LEDCode（scoreA%100）/10； LEDData=LEDCode（scoreB%100）/10； led6=0； led6=1； /-显示1组分数的个位- LEDData=LEDCodescoreA%10； LEDData=LEDCodescoreB%10; led7=0; led

17、7=1；/-显示2组分数的百位- if（AorB=1） LEDData=LEDCodescoreA/100; LEDData=LEDCodescoreB/100; led8=0； led8=1；/-显示2组分数的十位- LEDData=LEDCode（scoreA100）/10; LEDData=LEDCode（scoreB%100）/10； led9=0; led9=1； /-显示2组分数的个位- LEDData=LEDCodescoreA%10； LEDData=LEDCodescoreB10; led10=0； led10=1; /=按键检测程序=void keyscan（void） i

18、f（playon=0） /在比赛未开始的状态下 if（add1=0） /当add1按键按下时 display（）； /调用显示，同时作为延时消抖 if（add1=0）; /延时消抖后，依然检查到按键按下 if（minit0） second-； second=0； display（）; while（dec2=0）； if（exchange=0） /换场键 display（）; if（exchange=0）； TR1=0； /关闭T1计数器 alam=1; /关报警 AorB=AorB； /开启交换 minit=set_minit; /并将时间预设为12：00 second=0; while（ex

19、change=0）； else /比赛开始。 if（add1=0） /add1键按下 /调用显示，同时延时消抖 if（AorB=0） /当场地标志位=0时， if（scoreA999） /当A方的比分小于999时，比分加1 scoreA+; else scoreA=999； /否则最大值为999分 else /当场地标志位=1时， if（scoreB999） /当B方的比分小于999时，比分加1 scoreB+; scoreB=999； /否则最在值为999分 while（add1=0）； if（dec1=0） /当dec1键按下时，原理与add1一样，比分减1 if（dec1=0）； if（AorB=0） if（scoreA0） scoreA-； scoreA=0； if（scoreB0） scoreB; scoreB=0； while（dec1=0）; if（add2=0） /原理同上 if（add2=0）； if（AorB=1） if（scoreA scoreB-; while（de