1、 重慶電子工程職業學院 單片機實訓報告 院系：機電工程系班級：機電一體化1103姓名： 學號：指導老師： 日期：2013.6.6 一 . 前言1.1 課題簡介單片機全稱叫單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）,是一種集成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡

2、。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械了。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇： 1.在智能儀器儀表上的應用 ：,例如精密的測量設備2.在工業控制中的應用 ：用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各

3、種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。 3.在家用電器中的應用可從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 5.單片機在醫用設備領域中的應用 ：例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備及病床呼叫系統等等。 6.在各種大型電器中的模塊化應用 ：如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。本設計著重在于分析計算器軟件和開發過程中的環節和步驟，并從實踐經驗出發對計算器設計做了詳細的分析和研究。本系統就是充分利用了8051芯片的I/O引

4、腳。系統以采用MCS-51系列單片機Intel8051為中心器件來設計LED流水燈系統，實現8個LED霓虹燈的左、右循環顯示，并實現循環的速度可調。1.2 設計目的1.學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗，掌握電路設計的基本方法、設計步驟，培養綜合設計與調試能力。2.掌握匯編語言程序設計方法。3.培養實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。1.3 設計任務及要求1彩燈用8個發光二極管代替。2電路具有控制彩燈點亮右移、左移、全亮及全滅等功能（用按鍵切換彩燈狀態）3、彩燈兩點移動時間間隔為0.5秒。二 、總體設計思路2.1設計思路使用AT89C51單片機時無須外擴存儲器。因此，本流水燈實際上就是

5、一個帶有八個發光二極管的單片機最小應用系統，即為由發光二極管、晶振、復位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變為低電平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變為高電平；同理，接在P1.1P1.7口的其他7個LED的點亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實現流水燈功能，我們只要將發光二極管LED1LED8依次點亮、熄滅，8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈了。同樣的道理，可以讓8個燈左移點亮，全亮、全滅。在此我們還應注意一點，由于人眼的視覺暫留效應以及單片機執行每條指令的時間很短，我們在控制二

6、極管亮滅的時候應該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果了。元件名稱型號數量/個用途單片機AT89C511控制核心晶振12MHZ1晶振電路電容30pF3晶振電路發光二極管LED-BIBY8燈亮電阻2208開關電阻電源+5v1提供電源撥碼開關BUTTON4發出信號2.2.原件清單三、硬件設計3.1 AT89C511.芯片由UNTITLEDISISPROFESSIONAL實驗系統提供（AT89C51） 1）主要特性： 與MCS-51兼容 4K字節可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環 數據保留時間：10年 全靜態工作：0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8位內部RAM 32可編程I

7、/O線 5個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內震蕩器和時鐘電路2）管腳說明：電源引腳 Vcc（40腳）：典型值5V。 Vss（20腳）：接低電平。外部晶振 XTAL1、XTAL2分別與晶振兩端相連接。輸入輸出口引腳： P0口：I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1”。 P1口：I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1”。 P2口：I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1”。 P3口：I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1”。控制引腳： RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線。 RST（9腳）：復位信號輸入端（高電平有效）

8、。 ALE/-PROG(30腳）：地址鎖存信號輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。 -PSEN（29腳）：外部程序存儲器讀選通信號。 -EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲器使能端。 第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。3）AT89C51單片機的P口特點： P0口：是一個8位漏極開路輸出型雙向I/O端口。作為輸出端口時，每位能以吸收電流的方式驅動8 個TTL輸入，對端口寫1時，又可作高阻抗輸入端用。在訪問外部程序或數據存儲器時，它是時分多路轉換的地址（低8位）/數據總線，在訪問期間將激活內部的上拉電阻。 P1口：P1口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1口的輸出緩沖器可驅動（吸收或

9、輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2口作輸入口使用時，因為內部有上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（Iil）。 P2口：P2口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2口的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2口作輸入口使用時，因為內部有上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（Iil）。在訪問外部程序存儲器時和16位外部地址的外部數據存儲器（如執行 MOVX DPTR）時，P2口送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數

10、據存儲器（如執行 MOVX RI）時，P2口引腳上的內容（就是專用寄存器(SFR)區中的P2寄存器的內容），在整個訪問期間不會改變。 P3口：P3口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3口的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P3口作輸入口使用時，因為內部有上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（Iil）。（2）排阻的作用所謂排阻就是若干個參數完全相同的電阻，它們的一個引腳都連到一起，作為公共引腳。其余引腳正常引出。所以如果一個排阻是由n個電阻構成的，那么它就有n+1只引腳，一般來說，最左邊

11、的那個是公共引腳。它在排阻上一般用一個色點標出來。排阻一般應用在數字電路上，比如：作為某個并行口的上拉或者下拉電阻用。使用排阻比用若干只固定電阻更方便。 3.2程序輸入：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid delaylms(uint x) uchar t;while(x-) for(t=60;t0;t-);void main() uchar i;P2=0x01;while(1) for(i=5;i0;i-)P2=_crol_(P2,1);DelayMS(80);for(i=5;i0

12、;i-) P2=_cror_(P2,2);DelayMS(100);33、系統框圖開始讀入四個開關的狀態判斷開關狀態燈左移點亮燈右移點亮燈 全 亮燈 全 滅燈流動運行或全亮全滅無輸入圖134、程序框圖開關輸入AT89C5單片機流水燈四 、設計步驟4.1硬件設計硬件系統是指構成微機系統的實體和裝置，通常由運算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設備、輸出接口電路和輸出設備等組成。單片機實質上是一個硬件的芯片，在實際應用中，通常很難直接和被控對象進行電氣連接，必須外加各種擴展接口電路、外部設備、被控對象等硬件和軟件，才能構成一個單片機應用系統。本設計選用以AT89C51單片機為主控單元。顯示部分

13、：8個LED燈循環亮滅。4.2工作電路 工作電路就是根據總的電路的指令，來反應工作情況。本電路的流水燈電路圖：4.3實際操作電路 五、軟件設計5.1設計要求本系統的功能就時實現流水燈的循環點亮，主要有四個功能，第一，按下第一個按鈕，彩燈向上點亮循環，按下第二個，彩燈向下循環點亮，按下第三個，彩燈全亮，按下第四個，彩燈全滅。彩燈用8個發光二極管代替。電路具有的控制彩燈點亮右移、左移、全亮及全滅的功能用按鍵切換彩燈狀態，彩燈兩點移動時間間隔為0.5秒。 5.2、軟件的流程圖：開始讀入四個開關的狀態判斷開關狀態燈左移點亮燈右移點亮燈 全 亮燈 全 滅燈流動運行或全亮全滅無輸入 圖75.3、程序設計

14、ORG 0000H ;單片機上電后從00000H地址執行 AJMP START ;跳轉到主程序存放地指出 ORG 0030H ;設置主程序開始地址START: MOV SP,#60H ;設置堆棧起始地址為60H MOV DPTR,#TAB ;把TAB表首地址送入DPTRSTART1: JNB P0.0,LOOP1 ;判斷P0.0處開關是否閉合 JNB P0.1,LOOP2 ;判斷P0.1處開關是否閉合 JNB P0.2,LOOP3 ;判斷P0.2處開關是否閉合 JNB P0.3,LOOP4 ;判斷P0.3處開關是否閉合 AJMP START1 ;如果沒有開關閉合重新檢測LOOP1: CLR A

15、 ;累加器清零 MOVC A,A+DPTR ;取數值表中的數CJNE: A,#11111111B,SHOW1;檢查左移結束標志 AJMP START ;左移結束重新檢測開關狀態SHOW1: MOV P1,A ;將數據送到P1口 ACALL DELAY ;調用延時子程序 INC DPTR ;取數據表指針指向下一數據 AJMP LOOP1 ;繼續查表取數據LOOP2: MOV A,#09H ;設定累加器的初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數值表中的數 CJNE A,#00000000B,SHOW2;檢查右移結束標志 AJMP START ;右移結束重新檢查開關狀態SHOW2: MOV P1,

16、A ;將數據送到P1口 ACALL DELAY ;調用延時子程序 INC DPTR ;取數據表指針指向下一數據 AJMP LOOP2 ;繼續查表取數據LOOP3:MOV A,#08H ;設定累加器初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數值表中的數 MOV P1,A ;將數據送到P1口 AJMP START ;全滅結束重新檢測開關狀態LOOP4: MOV A,#11H ;設定累加器初始值 MOVC A,A+DPTR ;取數值表中的數 MOV P1,A ;將數據送到P1口 AJMP START ;全滅結束重新檢測開關狀態DELAY:MOV R0,#10 ;延時一段時間D0: MOV R1,#20

17、0D1: MOV R2,#123 NOPD2: DJNZ R2,D2 DJNZ R1,D1DJNZ R0,D0 RET;子程序返回TAB:DB 11111110BDB 11111101BDB 11111011BDB 11110111BDB 11101111BDB 11011111BDB 10111111BDB 01111111BDB 11111111BDB 01111111BDB 10111111BDB 11011111BDB 11101111BDB 11110111BDB 11111011BDB 11111101BDB 11111110BDB 00000000B END;程序結束六、軟件調試

18、軟件調試一般分為以下四個階段：1、 編寫程序并查錯；2、在匯編語言的編譯系統中編譯源程序3、對程序進行編譯連接，并及時發現程序中存在的錯誤；4、改正錯誤。在軟件調試過程中，對出現的錯誤進行了認真的分析和修改，多次調試成功后，能夠很好的達到既定的設計效果。此系統可以改進為可以通過對開關的調節來控制流水燈電路具有控制彩燈點亮右移、左移、全亮及全滅等功。七、心得體會 通過兩周單片機實訓，我們在理論的基礎上更深刻的掌握了單片機的深刻內容及實際生活中的應用。本次以AT89C51單片機為核心部件，利用keil軟件編程，通過usb送電和8個發光二極管顯示實現了基本跑馬燈功能。 在這次實訓中既鍛煉了我們對匯編語言有了更深的認識。當我第一次接觸匯編語言就感覺很難，特別是實訓要用到匯編語言，盡管困難重重，可我們還是克服了。這次的實訓增強了我們之間的團隊合作能力，使我們認識到了團隊合作精神的重要性。 這次實訓的經歷使我終身受益，實訓鍛煉了自己動手能力和思維能力，還有在軟件方面的編程能力，讓我受益匪淺，同時也暴露出一些平時學習上的問題，讓我深刻反思。這些問題的發現將為我以后的學習和工作找明道路查漏補缺為進一步學習作好準備。八、參考文獻1徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計（第二版）北京航天