第一篇：單片機課程設(shè)計選題

單片機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計題目

以下題目任選其一，1-2人一組，自由組合，組內(nèi)各人必須有明確的分工，原則上同一組最多一個同學(xué)得優(yōu)。

可使用任何單片機或ARM，1-4要求自己設(shè)計全部硬件和焊接電路板，5-10題可用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板，5-6題亦可用proteus仿真。自擬題的根據(jù)題目難度由指導(dǎo)老師決定能否用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板。

一、PC機看門狗(每班最多6人選此題，難度系數(shù)：低)

功能：當(dāng)PC機死機時能自動使其重新啟動。

硬件：可使用串口或USB與PC機通訊。

軟件：PC機上軟件編程可選用任何一種面向?qū)ο箝_發(fā)軟件，如VC，Delphi等。

實現(xiàn)原理：PC機正常時，每隔一段時間通過串口向單片機發(fā)送一些固定的數(shù)據(jù)，單片機如果收到此數(shù)據(jù)，說明PC機正常，如果超時未收到，則控制PC機重新啟動。

二、電子琴設(shè)計(每班最多6人選此題，難度系數(shù)：中)

按下1-7，實驗箱上的蜂鳴器發(fā)出對應(yīng)的音調(diào)（中音），當(dāng)同時按下L和1-7時是，蜂鳴器發(fā)出低音，同時按下H和1-7時，蜂鳴器發(fā)高音。只要按鍵沒松開，蜂鳴器一直發(fā)聲，直到

擴展功能：在彩屏LCD上顯示電子屏琴圖片，用觸摸屏控制發(fā)音，就像真正彈電子琴一樣。

三、自行車測速儀(難度系數(shù)：中偏高)

基本功能：能實時顯示自行車的行駛速度

附加功能：實時時鐘，行駛里程累計

要求具備一定的實用價值，即要考慮如下問題（也是答辯時的考察和評分指標(biāo)）：

1、體積要做到盡量小

2、為了省電，要使用低電壓工作的單片機，比如使用2.0-3.3V工作電壓的單片機

3、供電采用可充電的聚合物鋰電池（普通手機電池），一次充電后的使用時間最少1

2小時

4、最好能直接用單車輪子的旋轉(zhuǎn)為電池充電（選做）。

四、計算器設(shè)計

5、使用4×4行列式鍵盤和1602液晶（其他液晶亦可）或數(shù)碼管，實現(xiàn)普通十進制計

算器的功能，鍵盤符號定義如下：

6、“C”表示退格，即刪除鍵，按一次刪除鍵刪掉顯示的最后一個數(shù)字。

7、如果是用LCD，LCD的第一行顯示運算式，第二行顯示運算結(jié)果。比如要計算機

12+34，在鍵盤上按下相應(yīng)鍵后，LCD的第一行顯示“12+34”，按下“=”號后，LCD的第二行顯示“=46”。

8、如果用數(shù)碼管，至少用6位的數(shù)碼管，按“=”前顯示輸入的數(shù)字和運算符，按“=”

后顯示運算結(jié)果。

9、其他功能參考普通計算器。

10、基本功能：四則運算、退格功能，按“=”號后再按數(shù)字時自動清除之前的輸入和

計算結(jié)果，重新開始下一次新的計算過程。

11、擴展功能：負數(shù)、小數(shù)運算。復(fù)合運算。連續(xù)運算。2進制、8進制運算。觸摸功

能：直接在LCD上顯示一個計算器，用觸摸屏操作。

12、必須考慮不正常輸入的情況，答辯時會測試是否能處理各種不正常輸入。

五、PC機控制的計算器設(shè)計（每班最多6人選此題，難度：中偏高）計算器要實現(xiàn)的功能同第四題。與第四題不同的是：

1、計算器的輸入不使用單片機板上的鍵盤，而是用PC機的鍵盤輸入，PC機將銨鍵通過串口發(fā)給單片機，并在單片機的LCD上顯示。

2、在LCD上開光標(biāo)顯示并閃爍，可將光標(biāo)退回去修改輸入的計算式，通過PC機的左右箭頭鍵將光標(biāo)移到要修改的位置，再按下數(shù)字或操作符號可替換光標(biāo)所在位置的字符。

3、按退格鍵刪除光標(biāo)前面一個位置的字符，按del鍵刪除光標(biāo)所在位置的字符。

3、任何時候按“=”鍵開始計算結(jié)果，按了“=”之后還可以將光標(biāo)退回到計算式上修改計算式。再按“=”則重新計算新的結(jié)果。

此題可用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板，亦可用proteus仿真。

六、單片機用普通IO口實現(xiàn)串口通信(每班最多6人選此題，難度系數(shù)：中)

在理解單片機異步串口通信的基礎(chǔ)上，不使用單片機的串口模塊，用普通的IO口實現(xiàn)與PC機的串口通信的功能，要求實現(xiàn)的基本參數(shù)：波特率1200、數(shù)據(jù)位8位、無奇偶校驗、停止位1位。

其他功能：有關(guān)參數(shù)能方便地修改。

此題主要鍛煉編程能力，所以可以用Proteus仿真或現(xiàn)成的單片機開發(fā)板做。

七、基于三軸加速度傳感器的新型鼠標(biāo)（難度系數(shù)：高）

利用三軸加速度傳感器實現(xiàn)鼠標(biāo)的四個方向的移動光標(biāo)的功能。有兩種方案可以選擇：一種是設(shè)計一種USB接口連接電腦，只要按USB鼠標(biāo)的協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，則PC機上不需另外做驅(qū)動；第二種方案是用串口連接電腦，但PC機上需要設(shè)計驅(qū)動程序，可以采用API函數(shù)的控制鼠標(biāo)移動，可參考下面網(wǎng)址或百度搜索相關(guān)資料。

注：此題可用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板，另加上自己的三軸加速度傳感器來做，即傳感器模塊的硬件需要自己設(shè)計，單片機部分可用現(xiàn)成的開發(fā)板。

八、智能學(xué)習(xí)型紅外遙控器（難度系數(shù)：中偏高）

可學(xué)習(xí)其他遙控器的按鍵功能，替換原遙控器各按鍵的遙控功能。

功能參考淘寶上產(chǎn)品：

注：此題可用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板，如果開發(fā)板上沒有紅外的收和發(fā)模塊，則需另加上紅外的收發(fā)模塊。

對物聯(lián)網(wǎng)感興趣的同學(xué)，可做這個題目，以后再加上zigbee模塊就成為物聯(lián)網(wǎng)家居里面的一個應(yīng)用。

九、Zigbee無線臺燈設(shè)計

利用CC2530單片機無線收發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對臺燈的控制。

CC2530單片機模塊由Webee提供，單片機板上有1個按鍵，按1次開臺燈，快速按2次則關(guān)臺燈。控制臺燈需要另加繼電器，這些控制電路需要自己設(shè)計。

對物聯(lián)網(wǎng)家居感興趣的同學(xué)，可做這個題目。CC2530就是一個增強型的51單片機，學(xué)習(xí)起來并不復(fù)雜。

十、電梯模型（難度系數(shù)：高）

設(shè)計一個五層樓的電梯模型，每層樓的電梯口2個指示燈(指明電梯運行方向是上或下)，2個按鍵（上、下）；電梯廂內(nèi)7個燈及7個按鍵（1-5目標(biāo)樓層選擇各一個，開關(guān)門各一個）。可用現(xiàn)成的單片機開發(fā)板，其他模塊自做。

十一、自擬題

鼓勵大家自擬題目，但需指導(dǎo)老師的同意。歡迎大家選擇智能家居和物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的題目。

選題必須在課程設(shè)計開始的第二天中午前確定好，班長統(tǒng)計好各人的題目后，將匯總表發(fā)到郵箱:23647837@qq.com

格式：

答疑方式及時間：QQ答疑（全天候）、現(xiàn)場答疑（先預(yù)約）

答辯時間：初定第10周四下午和周五全天，答辯時必須帶上打印好的課程設(shè)計報告。題目難度大的可以推遲答辯，具體時間再商定。

答疑及答辯地點：工一407

注意事項：每個組答辯完后硬件暫時保留在實驗室，待全部同學(xué)答辯完后再發(fā)還給大家，所以要求在自己的硬件上貼上標(biāo)簽，標(biāo)簽上寫明組內(nèi)各成員的班級、學(xué)號和姓名，注意標(biāo)簽貼牢一些，不要輕易就掉了。

課程設(shè)計報告：詳細記錄課程設(shè)計過程中碰到的難點和問題、問題的解決過程及解決方法，心得體會。上交的打印稿不需附程序源碼，但需有程序框圖及軟件的操作說明。報告要有操作界面的截圖，特別是自已做的硬件，要有整體的照片。

班長收集全班同學(xué)的程序源碼及課程設(shè)計報告電子文檔壓縮打包上交。

答辯注意事項：除了書本上已有的例子，絕不允許抄襲其他同學(xué)的程序，先做好的同學(xué)先答辯，答辯時如果發(fā)現(xiàn)某段程序與已答辯的同學(xué)雷同，則答辯不能通過。

允許參考，但不允許抄襲，參考是指先看懂別人的程序，然后自己編程，而不是照抄（復(fù)制）別人的某段程序，也不是在別人的程序基礎(chǔ)做修改，所有的代碼一定要自己寫。

第二篇：單片機課程設(shè)計選題

選題一 簡易電子琴

基本功能：設(shè)計電子琴按鍵，使得按不同的按鍵能夠發(fā)出1，2，3，4，5，6，7等音符 選題二 電子音樂盒

基本功能：設(shè)置0－7號按鍵控制播放不同的音樂

選題三 8×8點陣式LED顯示系統(tǒng)

基本功能：能夠顯示點陣漢字

選題四 電子計算器

基本功能：能夠進行加減乘除運算，并顯示運算結(jié)果

選題五 數(shù)字溫度計

基本功能：能夠?qū)崟r顯示環(huán)境溫度

選題六 LCD液晶顯示系統(tǒng)

基本功能：能夠顯示英文字符

選題七 電子秒表

基本功能：能夠?qū)崿F(xiàn)秒表計時，并顯示計時值，能夠清零，重新計時

選題八 電子萬年歷

基本功能：能夠輸入初始年月日，并能夠顯示當(dāng)前日期

選題九 智能交通燈

基本功能：模擬十字交通路口的紅綠黃三種燈的閃亮情況，控制交通

選題十 電子密碼鎖

基本功能：能夠預(yù)設(shè)3位初始密碼，當(dāng)輸入密碼與預(yù)設(shè)密碼一致時自動開鎖，否則報警 選題十一 搖搖棒

基本功能：當(dāng)搖搖棒搖動時，能夠顯示不同變換效果圖

提示：可以選用振動開關(guān)

選題十二 多功能數(shù)字電子鐘

基本功能：能夠預(yù)置初始時間，并能夠?qū)崟r顯示當(dāng)前時間

每組選題人數(shù)不超過5人。

論文寫作分以下幾個部分

一、選題的意義

二、主要功能

三、設(shè)計方案

四、硬件電路

五、軟件設(shè)計

六、總結(jié)

自制封面：包含課程設(shè)計題目、學(xué)號、姓名、班級等內(nèi)容

第三篇：單片機課程設(shè)計

單片機課程設(shè)計

課題： 簡易電子琴設(shè)計

學(xué)

院：

電氣與信息工程學(xué)院 專

業(yè)：

電子信息工程 姓

名：

李琳琳 學(xué)

號：

093411106

指導(dǎo)老師：

田巍

河南城建學(xué)院

2014年

01 月

01 日

第四篇：單片機課程設(shè)計

課 程 設(shè) 計

設(shè)計題目： 基于單片機的8*8點陣顯示數(shù)字設(shè)計

學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 二級學(xué)院： 專

業(yè)： 班

級： 學(xué)

號：

目 錄

摘要??????????????????????????Ⅱ 1 方案選擇及總體設(shè)計???????????????????1 1.1方案確定?????????????????????1 1.1.1功能要求????????????????????1 1.1.2方案確定????????????????????1 1.2器件選擇?????????????????????1 2 控制系統(tǒng)設(shè)計??????????????????????2 2.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計?????????????????2 2.1.1整體模塊設(shè)計??????????????????2 2.1.2單片機AT89C51?????????????????2 2.1.3單片機最小系統(tǒng)設(shè)計???????????????5 2.1.3.1晶振電路設(shè)計?????????????????5 2.1.3.2復(fù)位電路設(shè)計?????????????????5 2.1.4驅(qū)動電路設(shè)計??????????????????6 2.1.5LED點陣顯示設(shè)計????????????????9 2.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計?????????????????11 2.2.1軟件設(shè)計思想??????????????????11 2.2.2主程序流程圖??????????????????11 2.2.3子程序流程圖??????????????????13 3 系統(tǒng)仿真及調(diào)試????????????????????14 3.1系統(tǒng)調(diào)試?????????????????????14 3.2系統(tǒng)仿真?????????????????????14 3.2.1protrus軟件仿真????????????????14 3.2.2程序??????????????????????14 總結(jié)?????????????????????????^?17 參考文獻????????????????????????18

I

摘 要

現(xiàn)在市場上各類基于LED的顯示屏較多，但大部分產(chǎn)品為單一模式的LED顯示屏，其在顯示內(nèi)容的更換及顯示屏的重組等方面都存在不便之處。但隨著信息化社會的迅速發(fā)展，LED顯示屏正在向顯示內(nèi)容豐富、信息更改方便等方面發(fā)展。因此制作一款多功能的LED廣告顯示屏是非常有意義地。

LED驅(qū)動顯示采用動態(tài)掃描方法，動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動器。以8×8點陣為例，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應(yīng)第1行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；第8行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。該方法能驅(qū)動較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。

本次課程設(shè)計的題目為8×8點陣數(shù)字顯示，設(shè)計的任務(wù)為使用單片機控制8×8的點陣顯示0到9的數(shù)字，不僅顯示清晰，并且每經(jīng)過一定時間，顯示的數(shù)字加一，從0 到 9 循環(huán)。以AT89C51單片機為核心，采用串行傳輸、動態(tài)掃描技術(shù)，制作一款模塊化LED多功能顯示屏。

在資料收集方面，主要是參考了《51單片機原理及應(yīng)用—基于Keil C與Proteus》一書，結(jié)合了一些網(wǎng)絡(luò)資料，以及一些集成塊的使用說明書。

在整個工作過程中，根據(jù)收集來的資料繪制出大概的原理圖，然后通過Proteus仿真，與此同時運用Keil 編程，用Keil 與Proteus進行聯(lián)調(diào)，調(diào)試成功后確定了原理圖和控制程序。

II

第一章 方案選擇及總體設(shè)計

1.1 方案確定

1.1.1 功能要求

1、采用STC-51單片機作為微處理器。

2、設(shè)計一個8×8點陣LED數(shù)碼字符顯示器。

3、在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足、穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。

4、動態(tài)顯示“0——9”幾個字符。

1.1.2 方案確定

采用ST89C51單片機作為微處理器，將共陽極二極管用共陰型接法連接成8×8點陣LED數(shù)碼字符陣列，通過程序控制，采用動態(tài)顯示，建立字符庫“0——9”。

1.2 器件選擇

微處理器采用ST89C51系列單片機，ST89C51單片機是這幾年在我國非常流行的單片機，是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）高性能單片機，可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次，具有低功耗、高性能的特點。

AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。

第二章 控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1.1整體模塊設(shè)計

本設(shè)計行、列驅(qū)動電路，顯示器電路，運用單片機的智能化，系統(tǒng)的將每個功能電路模塊連接在一起，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2-1所示。

點陣顯示器行驅(qū)動電路PC上位機單片機8×8點陣LED顯示器電路點陣顯示器列驅(qū)動電路

圖2-1 硬件系統(tǒng)框圖

此次需要實現(xiàn)的功能是利用一個ST89C51，一個8×8LED點陣，動態(tài)顯示“0——9”10個字，采用PC上位機驅(qū)動顯示電路。

2.1.2 單片機AT89C51 AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS8位單片機,片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn), 兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元,功能強大AT89C51單片機能提供許多高性價比的應(yīng)用場合,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。

AT89C51單片機引腳圖如圖2-2所示。

圖2-2 AT89C51引腳圖

AT89C51管腳說明： VCC：供電電壓。GND：接地。

P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。

P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行

存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。

P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3口管腳

備選功能： P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）

P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：

來自反向振蕩器的輸出。

2.1.3 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計

單片機的最小系統(tǒng)是能夠讓單片機工作的最小硬件電路。除了單片機外，最小系統(tǒng)還包括復(fù)位電路和時鐘電路。

復(fù)位電路：單片機的復(fù)位電路接在復(fù)位信號RST上，復(fù)位電路用于將單片機內(nèi)部電路的狀態(tài)恢復(fù)到初始值。需要復(fù)位時按下按鈕即可。

時鐘電路：時鐘電路為單片機工作提供基本時鐘。時鐘電路中包含一個晶體振蕩器，簡稱晶振，頻率范圍是1.2~12MHz。晶體振蕩頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也越高，單片機的運行速度也就越快

ST89C51單片機最小系統(tǒng)電路由復(fù)位電路、晶振電路兩部分組成。2.1.3.1 晶振電路設(shè)計

ST89C52單片機芯片內(nèi)部設(shè)有一個由反向放大器構(gòu)成的振蕩器，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路的的輸入端和輸出端，時鐘可有內(nèi)部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路就會產(chǎn)生自激振蕩。系統(tǒng)采用的定時元件為石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶振頻率采用12MHZ，C1、C2的電容值取30pF，電容的大小起頻率微調(diào)的作用。晶振電路圖如圖2-3所示。

C1XTAL130pFC2XTAL230pF圖2-3 晶振電路圖

X112MHZ

2.1.3.2 復(fù)位電路設(shè)計

ST89C51單片機在啟動運行時或者出現(xiàn)死機時需要復(fù)位，使CPU以及其他功能部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機有多種復(fù)位方式，常用的復(fù)位操作有上電復(fù)位和手動復(fù)位方式。本設(shè)計采用最簡單的上電復(fù)位方式，電路如圖2-4所示。上電復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位信號（高電平有效）由RST引腳送入到內(nèi)部的復(fù)位電路，對ST89C51單片機進行復(fù)位，復(fù)位信號要持續(xù)兩個機器周期（24個時鐘周期）以上，才能使ST89C51單片機可靠復(fù)位。當(dāng)上電時，C1相當(dāng)于短路，有時碰到干擾時會造成錯誤復(fù)位，可在復(fù)位端加個去耦電容，可以取得很好的效果。

ST89C51單片機復(fù)位電路如下圖所示：

VCCAT89C51VCCC510MF/25VRSTR94.7KVSSR24.7KVSSRSTR1C10MF/25VS5 RSTVCCAT89C51VCC

圖2-4 上電復(fù)位電路圖

圖2-5 按鍵電平復(fù)位電路圖

復(fù)位電路工作原理：

上電瞬間RST引腳的電位與VCC等電位，RST引腳為高電平，隨著電容C5充電電流的減少，RST引腳的電位不斷下降，可以保持RST引腳在為高電平的時間內(nèi)完成復(fù)位操作。

當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵S5后再松開，也能使RST引腳為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)ST89C51單片機復(fù)位。

2.1.4 驅(qū)動電路設(shè)計

驅(qū)動電路圖如圖2-6所示。

圖2-6 驅(qū)動電路圖

74LS245引腳圖如圖2-7所示。

圖2-7 74LS245引腳圖

引出端符號： A A總線端

B B總線端

/G 三態(tài)允許端(低電平有效)DIR 方向控制端

74LS245是用來驅(qū)動LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。

如果用89C51的P0口輸出到數(shù)碼管，那就要考慮到數(shù)碼管的亮度以及P0口帶負載的能力，當(dāng)89C51單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。選用74LS245提高驅(qū)動能力。P0口的輸出經(jīng)過74LS245提高驅(qū)動后，輸出到數(shù)碼管顯示電路。

工作原理：

當(dāng)片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由B向A傳輸;（接收）DIR=“1”，信號由A向B傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。

正向點亮一顆LED，至少也要10～20mA，若電流不夠大，則LED不夠大。而不管是ST89C51的I/O口，還是TTL、CMOS的輸出端，其高態(tài)輸出電流都不是很高，不過1～2mA而已。因此很難直接高態(tài)驅(qū)動LED，這時候就需要額外的驅(qū)動電路，通常有共陽型與共陰型LED陣列驅(qū)動電路，本設(shè)計才用共陰型高態(tài)掃描信號驅(qū)動電路。

共陰型LED陣列驅(qū)動電路采用高態(tài)掃描，也就是任何時間只有一個高態(tài)信號，其它則為低態(tài)。一行掃描完成后，再把高態(tài)信號轉(zhuǎn)化到近鄰的其他行，掃描信號接用一個反向驅(qū)動器，ST89C51本身內(nèi)置一個反向驅(qū)動器，本設(shè)計將ST89C51作為點矩陣顯示控制系統(tǒng)的控制核心，通過點矩陣實時顯示并移動字符。

單片機的串口與行驅(qū)動器相連，用來發(fā)送顯示數(shù)據(jù)信息。P3口與LED陣列的行引腳相連，送出數(shù)據(jù)、地址以及系統(tǒng)控制信號。輸出低態(tài)時，最大可吸取0.5A，即500mA，若每個LED取30mA，7個LED同時點亮，需要210mA，完全滿足LED點亮的基本條件。

所要顯示的信號送入74LS245芯片，然后連接到LED陣列的列陣腳。對于高態(tài)的顯示信號，將可提供其所連接LED的驅(qū)動電流，而這個驅(qū)動電流經(jīng)過LED到輸出端，形成正向回路，即可點亮該LED。其中每個晶體管任何時間只需負

責(zé)驅(qū)動一個LED，所以選擇30mA射極電流的晶體管。驅(qū)動電路如圖2-6所示。

2.1.5 LED點陣顯示設(shè)計

本設(shè)計采用ATMEL公司的AT89C51作矩陣顯示控制系統(tǒng)控制核心，12MHZ晶振,8?8點陣共陽LED顯示器。其中，P0口作為字符數(shù)據(jù)輸出口,P3口為字符顯示掃描輸出口,第31腳(EA)接電源，改變電阻（270×8）的大小可改變顯示字符的亮度，驅(qū)動用74LS245芯片。

本設(shè)計LED矩陣顯示器電路選用8×8點陣模塊，系統(tǒng)由單片機控制。LED顯示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，在掃描驅(qū)動方式下可以按行掃描按列控制，也可以按列掃描按行控制。本文就是使用1塊8×8點陣，采用按列掃描按行控制控制方式，掃描順序自左向右，以滿足數(shù)字顯示的要求。8×8點陣LED結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。

8×8點陣LEDabcdefgh12345678

圖2-8 LED數(shù)碼顯示管

8×8 點陣LED的工作原理：LED點陣的顯示方式是按顯示編碼的順序，一行一行地顯示。對于共陽型的點陣來說，當(dāng)某一點所在的行對應(yīng)高電平“1”并且其所在的列對應(yīng)低電平“0”的時候，這一點就會被點亮。將每一行的顯示時間進行一定的延時,由于人的視覺暫留現(xiàn)象，就會感覺到8行LED是在同時顯示的。若顯示的時間太短，則亮度不夠，若顯示的時間太長，將會感覺到閃爍。圖2-9為8×8點陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如圖2-10所示，只要其對應(yīng)的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1，X0=0即可。應(yīng)用時限流電阻可以放在X軸或Y軸。一個8×8點陣是由64個發(fā)光二極管按規(guī)律組成的，如圖2-10所示。圖中，行接高電平，列接低電平，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光。

圖2-9 8×8點陣LED外觀及引腳圖

圖2-10 8×8點陣LED等效電路

8×8點陣數(shù)字顯示的編碼原理: 8×8點陣數(shù)字顯示主要應(yīng)用行掃描動態(tài)顯示的方法實現(xiàn)，如圖2-11所示，將行線依次置零，一次對列線編碼，有紅色填充部分為1，無填充部分為0。

圖2-11 8×8點陣數(shù)字顯示的編碼原理

如此可得到“0”的編碼為{0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00},同理可得到：

{0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00}

//1 {0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00}

//2 {0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}

//3 {0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00}

//4 {0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00}

//5 {0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00}

//6 {0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00}

//7 {0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}

//8 {0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00}

//9 2.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.2.1 軟件設(shè)計思想

主程序先進行設(shè)置中斷，并啟動，再進行鍵盤掃描載入“0——9”字型，然后判斷一組字型是否掃描完，按不同情況進行循環(huán)調(diào)用子程序。進入子程序后，首先設(shè)置相應(yīng)的程序，反復(fù)調(diào)用顯示子程序，并在顯示過程中反復(fù)調(diào)用鍵盤掃描子程序進行延時，判斷是否退出相應(yīng)的方式顯示子程序。設(shè)計過程中，能很好得提高按鍵響應(yīng)速度。

2.2.2 主程序流程圖

主程序首先設(shè)置并啟動T0中斷，然后調(diào)用初始化程序，為后面程序要用到的數(shù)據(jù)調(diào)入，并清零一些用到的數(shù)據(jù)單元，然后載入“0——9”字型，進行掃描。圖2-12為主程序流程圖。

圖2-12 主程序流程圖

2.2.3 子程序流程圖（定時中斷服務(wù)程序）

圖11 子程序流程圖（定時中斷服務(wù)程序）

第三章 系統(tǒng)仿真及調(diào)試

3.1系統(tǒng)調(diào)試

根據(jù)硬件電路圖核對了元器件的型號、極性，安裝是否正確，檢查硬件電路連線是否與電路原理圖一致，檢查電路元器件是否都已經(jīng)連接好。

通電后，用示波器檢測單片機的復(fù)位和晶振電路是否有復(fù)位信號和振蕩信號。

3.2 系統(tǒng)仿真

3.2.1 proteus軟件仿真

使用proteus原理及仿真如圖3-1所示。

如圖3-1 proteus原理及仿真圖

3.2.2 程序

#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code Table_of_Digits[]=

{ 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00，//0 //1 0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00，//2 0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00，//3 0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00，//4 0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00, 0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00, 0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00，0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00，0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00

};uchar i=0,t=0,Num_Index;//主程序 void main(){ P3=0x80;

Num_Index=0;

//從0開始顯示

TMOD=0x00;

//T0方式0 TH0=(8192-2000)/32;//2ms定時

TL0=(8192-2000)%32;IE=0x82;

//允許T0中斷

TR0=1;

//啟動T0 while(1);}

//T0中斷函數(shù)

void LED_Screen_Display()interrupt 1 { TH0=(8192-2000)/32;

//恢復(fù)初值

TL0=(8192-2000)%32;P0=0xff;

//輸出位碼和段碼

P0=~Table_of_Digits[Num_Index*8+i];P3=_crol_(P3,1);

//P3循環(huán)向左一位 //5 //6 //7

//8 //9

}

if(++i==8)i=0;if(++t==250){

} t=0;

//每屏一個數(shù)字由8個字節(jié)構(gòu)成 //每個數(shù)字刷新顯示一段時間

if(++Num_Index==10)Num_Index=0;//顯示下一個數(shù)字

總結(jié)

經(jīng)過單片機的課程設(shè)計，我有了很大的收獲。

首先，就是讓我加深了對單片機的掌握和理解與應(yīng)用，知道單片機到底是怎樣控制點陣，怎樣應(yīng)用在生活中的。并且讓我懂得了要善于思考，追求嚴(yán)謹(jǐn)，認真解決問題，才會有更多的收獲。

然后，提高了通過查閱資料解決問題的能力。通過查閱大量的相關(guān)資料，詳細了解了LED的發(fā)光原理和LED顯示屏的原理，了解了LED的現(xiàn)狀，清楚地了解了LED顯示屏與其它顯示屏相比較有那些優(yōu)點，明確了研究目標(biāo)。并且通過對單片機資料的查閱和應(yīng)用，更進一步增加了對單片機知識的理解和運用能力。并證實了自己的思路：“查資料→思考總結(jié)→運用→找出差錯，再查資料和向別人詢問→再次運用”的正確性。

最后，本系統(tǒng)能夠完成設(shè)計任務(wù)，能夠顯示數(shù)字0-9，并且顯示也較為穩(wěn)定清晰。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點。在本次課程設(shè)計中，主要使用了Proteus和Keil等軟件進行硬件電路和控制程序的設(shè)計，加深了對這些軟件的了解。感到Proteus對電子專業(yè)的同學(xué)來說是一個很有用的軟件。總體來說這次的課程設(shè)計很成功，達到了預(yù)想的目的：學(xué)到了知識，提高了能力，完成了任務(wù)。

參考文獻

[1] 張靖武,周靈彬 《單片機系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計與仿真》北京 電子工業(yè)出版社 [2] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 《8051單片機實踐與應(yīng)用》北京 清華大學(xué)出版社 [3] 李群芳，肖看 《單片機原理、接口及應(yīng)用》北京 清華大學(xué)出版社

[4] 張毅剛，彭喜元等 《新編MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計 》黑龍江 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [5] 李朝青，劉艷玲編著 《單片機原理及接口技術(shù)》北京 航空航天大學(xué)出版社

第五篇：單片機課程設(shè)計

基于單片機的火災(zāi)智能報警控制系統(tǒng)的設(shè)計

前言

在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普通地威脅公眾安全和社會發(fā)展的災(zāi)害之一。人類能夠?qū)疬M行利用和控制，是文明進步的一個重要標(biāo)志。火，給人類帶文明進步、光明和溫暖。但是，失去控制的火，就給人類造成災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計，我國 70 年代火災(zāi)年平均損失不到 2.5 億元，80 年代火災(zāi)年平均損失不到

3.2 億元。進入 90 年代，特別是 1993 年以來，火災(zāi)造成的直接財產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2000 多人。2010年上海靜安區(qū)高層住宅著火，導(dǎo)致58人死亡，70余人受傷。2014年1月云南香格里拉大火，燒毀房屋100多棟，直接經(jīng)濟損失1億多元人民幣。火災(zāi)事件經(jīng)常發(fā)生，防止火災(zāi)事故關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和社會和諧穩(wěn)定。現(xiàn)在各種電子產(chǎn)品的普及，再加上人們防火意識的不強，這些都給火災(zāi)的發(fā)生帶來了巨大的安全隱患。

對于火災(zāi)最關(guān)鍵的問題在于預(yù)防，目前防火報警系統(tǒng)趨于智能化、自動化，靈敏程度也越來越高。在這種背景下，基于單片機的火災(zāi)智能報警控制系統(tǒng)能突顯出其巨大的優(yōu)越性。目前，國內(nèi)大多數(shù)偏重于商場、賓館、高級寫字樓、大型倉庫等大型火災(zāi)報警系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計。本系統(tǒng)側(cè)重于小型火災(zāi)智能報警系統(tǒng)的設(shè)計，可在火災(zāi)發(fā)生初期檢測到并且報警，還能夠?qū)崟r顯示溫度和煙霧濃度。