C51单片机课设报告进制转换.docx

1、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_v4792、 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

2、设计（包括电路图及说明）1） 控制模块：控制模块是由1块STC89C52 1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RAM 32位I/O 口线，

3、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 35MHz 6T/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

4、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QC1602AT protues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

5、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

6、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

7、屏幕显示读到的数据。P2.1-P2.3 口分别接入1602的RS RW E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:#in clude /#in cludesbit RS =:P2A1; /定义端口sbit RW :=卩2八2;sbit EN =:卩2八3;sbit QL =P2A4;/ 外接清零端口sbit QD =P2A5;/ 外接确定端口sbit wela=P2A7;/锁存器控制端定义un

8、sig ned int qlbz=O; un sig ned int qdbz=O;#defi ne RS_CLR RS=O#defi ne RS_SET RS=1#defi ne RW_CLR RW=0#defi ne RW_SET RW=1#defi ne EN_CLR EN=0#defi ne EN_SET EN=1#defi ne DataPort P0#defi ne KeyPort P3un sig ned char codeasc_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*/void DelayUs2x( u

9、n sig ned char t) while(-t);/* mS延时函数 */void DelayMs( un sig ned char t)while(t-)/ 大致延时1mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);/* 判忙函数 */bit LCD_Check_Busy(void)DataPort= OxFF;RS_CLR;RW_SET;EN_CLR;_nop_();EN_SET;return (bit)(DataPort & 0x80);/* 写入命令函数 */void LCD_Write_Com(u nsig ned char com) while(LCD_Che

10、ck_Busy(); / 忙则等待RS_CLR;RW_CLR;EN_SET;DataPort= com;_nop_();EN_CLR;/* 写入数据函数-*/void LCD_Write_Data( un sig ned char Data)while(LCD_Check_Busy(); /忙则等待RS_SET;RW_CLR;EN_SET;DataPort= Data;_nop_();EN_CLR;/* 清屏函数-*/void LCD_Clear(void)LCD_Write_Com(0x01);DelayMs(5);/* 写入字符串函数-*/void LCD_Write_Stri ng(u

11、nsig ned char x,un sig ned char y,un sig ned char *s)if (y = 0)LCD_Write_Com(0x80 + x);elseLCD_Write_Com(0xC0 + x);while (*s)LCD_Write_Data( *s);s +;/* 写入字符函数 */void LCD_Write_Char( un sig ned char x,un sig ned char y,un sig ned char Data) if (y = 0)LCD_Write_Com(0x80 + x);elseLCD_Write_Com(0xC0 + x

12、);LCD_Write_Data( Data);/* 初始化函数 */void LCDni t(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);/*

13、显示开及光标设置*/* 按键扫描函数0,返回小键盘扫描键值 */un sig ned char KeySca n(v oid) /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un sig ned char cord_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; /

14、cord=KeyPort&0 xf0; /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 */un sig ned char KeySca nQD(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 */un sig ned c

15、har KeySca nQL(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 */un sig ned char KeyPro(void)switch(KeySca n()case 0x7e:return 1;break;/0 按下相应的键显示相对应的码值case 0x7d:retur n 2;break;/1case 0x7b:retur n 3;break;/2case 0x77:retu

16、r n 4;break;/3case 0xbe:retur n 5;break;/4case 0xbd:retur n 6;break;/5case 0xbb:retur n 7;break;/6case 0xb7:retur n 8;break;/7case 0xde:retur n 9;break;/8case 0xdd:retur n 0;break;/9case 0xdb:retur n 10;break;/acase 0xd7:retur n 11;break;/bcase 0xee:retur n 12;break;/ccase 0xed:retur n 13;break;/dca

17、se 0xeb:retur n 14;break;/ecase 0xe7:retur n 15;break;/fdefault:retur n 0xff;break;/* 主函数 */void ma in (void)un sig ned int i,j,k,kk,J z,nu m, n,t1,t2,a,b,x,y;un sig ned char jin zhishu12,ji nzhishu22;un sig ned char dushu16;un sig ned char dushu216;LCDni t();wela=1;P0=0Xff;wela=0; 关闭数码管LCD_Write_Co

18、m(0x0F);光标开，光标闪烁开while LCD_Clear();/*下为输入部分A1:jin zhishu11=;jin zhishu12=;LCD_Write_Stri ng(O,O,E nter IN system);i=0;while(qdbz=O)Jz=KeyPro();if(Jz!=Oxff)LCD_Write_Char(i,1,asc_codeJz);jin zhishu1i=asc_codeJz;i+;KeySca nQD();KeySca nQL();if (qlbz=1)qlbz=0; LCD_Clear(); i=0; j=0;goto A1;if(i=2) qdbz

19、=1;qdbz=0;LCD_Write_Stri ng(0,1, );依次显示输入字符a=10;if (jin zhishu10=1&jin zhishu11=0)else if (jin zhishu10=2&jin zhishu11=)else if (jin zhishu10=8&jin zhishu11=)else if (jin zhishu10=1&jin zhishu11=6)elseLCD_Write_Stri ng(0,0,Wro ng IN system);while(qdbz=0)KeySca nQD();qdbz=0;goto A1;A2:for(i=0;i16;i+)

20、dushu2i=;dushui=;LCD_Write_Stri ng(0,0,E nter IN number);i=0;while(qdbz=0)num=KeyPro();if(nu m!=0xff)LCD_Write_Char(i,1,asc_code nu m);dushu2i=num;i+;KeySca nQD();a=2;a=8;a=16;依次显示输入字符KeySca nQL();if (qlbz=1)qlbz=0; LCD_Clear(); i=0; j=0;goto A2;if(i=15) qdbz=1;n=i;qdbz=0;LCD_Write_Stri ng(0,1, );A3

21、:jin zhishu21=;jin zhishu22=;LCD_Write_Stri ng(0,0,E nter OUT system);i=0;while(qdbz=0)Jz=KeyPro();if(Jz!=0xff)依次显示输入字符LCD_Write_Char(i,1,asc_codeJz); jin zhishu2i=asc_codeJz;i+;KeySca nQD();KeySca nQL();if (qlbz=1)qlbz=0; LCD_Clear(); i=0; j=0;goto A3;if(i=2) qdbz=1;qdbz=O;LCD_Write_Stri ng(0,1, );

22、if (jin zhishu20=1&jin zhishu21=O) b=10; else if (jin zhishu20=2&jin zhishu21= ) b=2; else if (jin zhishu20=8&jin zhishu21= ) b=8; else if (jin zhishu20=1&jin zhishu21=6) b=16; elseLCD_Write_Stri ng(0,0,Wro ng OUT system); while(qdbz=0)KeySca nQD();qdbz=0;goto A3;/*下为运算部分n=n-1;t2=dushu20;for(j=0;j =

23、b;j+)y=x%b;x=x/b;dushuj= asc_codey;y=x；dushuj= asc_codey; k=j;kk=j;for(i=0;i=kk;i+,k-)dushu2i=dushuk;for(i=0;i=kk;i+)dushui=dushu2i;/*下为输出部分LCD_Write_Stri ng(0,0,The OUT number);LCD_Write_Stri ng(0,1, );LCD_Write_Stri ng(0,1,dushu);while(qdbz=0)KeySca nQD();KeySca nQL();qdbz=0;5、调试过程（包括出现的问题及解决的方法，以

24、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 VCC GND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VCC GND口至U VCC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

25、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

26、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

27、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