一、引言隨著現代科技的發展，單片機控制無疑為人帶來了諸多方便，他的性能雖然與機無法相比，但它體積小，價格低，高可靠性，智能性，實時性，可塑性好等優點，使它應用于諸多控制領域。近年來，隨著電子技術和微機計算機的迅速發展，單片機的檔次不斷提高，其應用領域也在不斷的擴大，已在工業控制、尖端科學、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統、辦公自動化設備、個人信息終端及通信產品中得到了廣泛的應用，成為現代電子系統中最重要的智能化的核心部件。是 公司 系列單片機中最基本的產品，采用 公司可靠的工藝技術制造的高性能位單片機，屬于標準的 的產品，結合了的高速和高密度技術及 的低功耗特征，繼承和擴展了 單片機的體系結構和指令系統。 內置中央處理單元、 字節內部數據存儲器、 個雙向輸入輸出口、個位定時計數器和個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。止匕外， 還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結 而定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。 有和 兩種封裝形式。1.1課.程1設計的意義：課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發展的日新日異，單片機技術已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握數字電子技術是十分重要的。而課程設計是深入學習，真正掌握單片機原理與接口技術的有效途徑：1、有利于基礎知識的理解通過《單片機原理與接口技術》的學習，掌握了數字技術基礎知識和基本技能，具備了在日常生活與學習中應用數字技術解決問題的基本態度與基本能力。但是，對于器件選擇、電路仿真模擬、電路搭建等知識內容的理解比較膚淺。通過課程設計就能真正理解，從而進一步加強理論知識的學習。2、有利于邏輯思維的鍛煉在常規的理論學習中，我們的思維常常處于混亂的狀態。寫起作文來前言不搭后語，解起數學題來步驟混亂，這些都是缺乏思維訓練的結果。課程設計設計是公認的、最能直接有效地訓練創新思維，培養分析問題、解決問題能力的途徑之一。整個設計過程都需要有條理地構思，中間有猜測設想、判斷推理的抽象思維訓練，也有分析問題、解決問題、預測目標等能力的培養。、3有利于治學態度的培養。在課程設計中，會遇到各種問題和困難，可能要通過幾次乃至十多次的反復修改、調試，才能成功，但這種現象會隨著學習的深入而慢慢改觀。可以培養嚴謹治學、一絲不茍的科學精神和不怕失敗、百折不撓品格。1.1.設2計目的1、通過課程設計，掌握以單片機核心的電路設計的基本方法和技術，了解表關電路參數的計算方法。2．通過實際程序設計和調試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調試技術。3．通過完成一個包括電路設計和程序開發的完整過程，使學生了解開發一單片機應用系統的全過程，為今后從事相應的工作打下基礎。1.設2計任務設計要求：利用溫度傳感器和 采用中斷方式設計一個溫度測試系統，每隔秒測量一次，將測試結果十進制）在上顯示出來。定義一個保持按鍵，當按下該鍵時，將當前的測試值保持不變＜按鍵不動作時為正常測量顯示）。溫度顯示格式為：℃。溫度測量范圍為：二系統設計硬件設計總體設計框圖：根據課題，溫度采集部分選擇常用的 1(熱敏電阻，其電阻溫度系數為3.9X10-3/℃,0℃時電阻值為100。，電阻變化率為0.3QL℃。鉑電阻溫度傳感器精度高，穩定性好，應用溫度范圍廣，是中低溫區最常用的一種溫度檢測器，在+1℃0~+1℃5范0圍內，阻值與溫度的關系線性度非常好，通常把這一溫度范圍作為有效溫度范圍，本題目要求的溫度范圍是+2℃0~+1℃00，正好位于有效范圍內，故溫度采集電路部分相對較為簡單。單片機與0、09示器以及鎖存器部分的電路已經具有比較成熟的連接方法，因此硬件電路的設計比較簡單。根據以上分析，可以得出系統的原理框圖如下：74LS373鎖存器8、 .1.74LS373鎖存器8、 .1.溫度采集電路的設計1 統白勺原理框圖ADC0809溫度采集電路設計如下，電路圖如圖2所示:圖2溫度采集電路圖<TEXT>將Pti00大EXT>R4￡iLED日『次顯示器R57一個差動甚算放大器，其電路，其放大倍數為＜口11+RW1)R5E10k溫度采集電路壓放大倍數為R6/R5。所R601k再接入一個低以整個電路的放大倍數為［R6(R11|/(R總*卜9＞倍。當溫度為0℃時，差動］運算放大器而負輸入端電壓差為0，所以輸出也應(TEXT工為0<TEXT>將Pti00大EXT>R4￡iLED日『次顯示器R57一個差動甚算放大器，其電路，其放大倍數為＜口11+RW1)R5E10k溫度采集電路壓放大倍數為R6/R5。所R601k再接入一個低以整個電路的放大倍數為［R6(R11|/(R總*卜9＞倍。當溫度為0℃時，差動］運算放大器而負輸入端電壓差為0，所以輸出也應(TEXT工為0,但是放U22:A存在漂移Uout=<因為本系為：<TEXT>R53k大器<TEXT>+O0|144Rw1)20kLM358N<TEXJ<TEXT>Rt/<10000+co所以用來調零。汽100的電阻值與輸6LM358N空D111N97UB一?<TEXT>10k<TEXT>課題的溫度范圍為20~100℃,Rt^5—0.0099)<TEXT>R62■q-ijii_/x11 ir-同時又希］望輸出電壓在0~5丫之間,|所以，最終得到輸出電壓與所測溫度的關系為:Uout=1108.8<(100+0.385T>/(10100+0.385T>—0.0099)單.片3機接口電路設計、模數轉換器 、集成芯片、鎖單片機接口電路主要由單片機80存器以及數碼顯示器組成、模數轉換器 、集成芯片、鎖各電路組成部分簡要介紹如下：1單片機設計，由先進工藝制造并帶有該系列單片機是采用高性能的靜態非易失性 程序存儲器，全部支持設計，由先進工藝制造并帶有時鐘和時鐘操作， 和5分別包含字節和字節，條口線個16位定時/計數器，6輸入4優先級嵌套中斷結構，個串行口，可用于多機通信 擴展或全雙工 以及片內振蕩器和時鐘電路。此外，因為器件采用了靜態設計，可提供很寬的操作頻率范圍，頻率可降至0。可實現兩個由軟件選擇的節電模式，空閑模式和掉電模式，空閑模式凍結 但 定時器，串口和中斷系統仍然工作。掉電模式保存 的內容，但是凍結振蕩器將導致所有其它的片內功能停止工作。因為設計是靜態的時鐘可停止而不會丟失用戶數據運行可從時鐘停止處恢復。1PL0/T2 用田PLI/T2EX PO.IPl.2 P02PL3 1X)31PL0/T2 用田PLI/T2EX PO.IPl.2 P02PL3 1X)3PL4 80C5i P04PL5 SOC53 M3Pl6 P0.6Pl.7 1X).7P3.3/iNTi pa。P3.2/iFrT0 p；］P2.2p2JP3.4/T0 叩4_ Pl5叩% 尸6, pLXTAL2P3.0/RXDRS「 P3.1/TXDP3.7/RD AL臼處P3.6/WR 兩392383374363563473383213 012.152122232，14251926272818109IE16130口2gq8255A，具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路。它是一片使用單一+5V電源的40腳雙列直插式大規模集成電路。8255A的通用性強，使用靈活，通過它CPU可直接與外設相連接。其引腳圖如下：8255A在使用前要寫入一個方式控制字，選擇A、B、C三個端口各自的工作方式，共有三種。方式0:基本的輸入輸出方式，即無須聯絡就可以直接進行的I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分別設置成輸入或輸出。方式1:選通I/O,此時接口和外圍設備需聯絡信號進行協調，只有A口和B口可以工作在方1，此時C口的某些線被規定為A口或B口與外圍設備的聯絡信號，余下的線只有基本的I/O功能，即只工作在方式0。方式2:雙向I/O方式，只有A口可以工作在這種方式，該I/O線即可輸入又可輸出，此時C口有5條線被規定為A口和外圍設備的雙向聯絡線，口剩下的三條線可作為B口方式1的聯絡線，也可以和B口一起方式0的I/O線。圖48255A引腳圖*、：數轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中q0ECLOCK

V數轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中q0ECLOCK

VGND%的一個進行A/D轉換。其引腳圖如下圖5所示:1．主要特性）路位/轉換器，即分辨率位。）轉換時間為 |J）模擬輸入電壓范圍?+V不需零點和滿刻度校準。）低功耗，約 m2．內部結構是 單片型逐次逼近式/轉換器，它由路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、位開關樹型/轉換器、逐次逼近3．外部特性芯片有條引腳，采用雙列直插式封裝。各引腳功能如下：?：路模擬量輸入端。 圖5ADC0809引腳圖?-位數字量輸出端。DD:位地址輸入線，用于選通路模擬輸入中的一路L地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。A/轉換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖使其啟動o/轉換結束信號，輸出，當/轉換結束時，此端輸出一個高電平。E數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當/轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態門，輸出數字量。:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 。）、 ）：基準電壓。的工作過程是：首先輸入位地址，并使 ，將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通路模擬輸入之一到比較器。 上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動/轉換，之后 輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到/轉換完成， 變為高電平，指示/轉換結束，結果數據E存入鎖存

器，這個信號可用作中斷申請。當輸入高電平時，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。4 簡要說明為三態輸出的八透明鎖存器 的輸出端 可直接與總線相連。當三態允許控制端 為低電平時， 為正常邏輯狀態，可用來驅動負載或總線。當為高電平時， 呈高阻態，即不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端為高電平時，隨數據而變。當為低電平時，被鎖存在已建立的數據電平。當 端施密特觸發器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善引出端符號：?數據輸入端三態允許控制端低電平有效）鎖存允許端輸出端5、單片機接口電路圖經過以上分析，用繪制的單片機接口電路如下圖所示：PDjSjADSPDj6jAD6經過以上分析，用繪制的單片機接口電路如下圖所示：PDjSjADSPDj6jAD6(三、軟件設計主程序主程序的主要功能是負責數據指針 0 外部中斷 和定時中斷各參數的初始化，溫度的實時顯示、讀出并處理測量的當前溫度值，溫度測量每進行一次均設置在中斷服務程序中其程序流程見圖7所示。顯示溫度子程序初始化數據指針顯示溫度子程序的主要功能是讀出經過轉換處理后并且以存儲于顯示緩沖單元中的溫度值，顯示緩沖單元定義在，其程序流程圖如圖所示:中的溫度值，顯示緩沖單元定義在，其程序流程圖如圖所示:初始DC初始DC、T255A初始化8255AAN初始化INT0和T1J指針指向顯示緩沖單元等商斷—結束圖結束圖8查表取字程序流程圖輸出位控口信息到位控口1轉換的數字量，進行溫度處理，并且轉溫度處理子程序主要是從 0中讀,1轉換的數字量，進行溫度處理，并且轉示。溫度處理子顯示流單圖加圖所示。開始暫存轉換數據

開始暫存轉換數據圖 溫度處理子程序流程圖外部中斷0服務子程序此中斷服務程序主要是為了定義保持按鍵，程序中用標記中斷次數，并利用算法判別的奇偶性，當為奇數時，即一直顯示當前溫度值，而當再來一個外部按鍵信號時，變為偶數，此時直接跳至中斷返回語句，進行正常測量顯示。其程序流程圖如圖10所示：正常采集轉換正常采集轉換定時中斷2s服務子程序此定時中斷服務子程序主要是為了定時2S，定時中斷一采用工作方式1,每次可以定時100mS，TH1的初值為3CH，TL1的初值為0B0H，定時器方式寄存器TMOD的值為10H，為達到定時2S，需要在程序中定義循環變量R0來實現循環200次。其程序流程圖如圖11所示：

以上分析是軟件設計的核心部分，經過編程實現可以得到此溫度測試系統的完整匯編程序，各個部分的匯編程序見附錄二。四、結語1、過程總結：在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發現，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程當中會發現自己在飛速的提升。對于單片機設計，其硬件電路是比較簡單的，主要是解決程序設計中的問題，而程序設計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創新能力，它才是一個設計的靈魂所在。因此在整個設計過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關鍵的問題所在，這需要對單片機的結構很熟悉。因此可以說單片機的設計是軟件和硬件的結合，二者是密不可分的。在程序方面，這次單片機課設內容包括顯示、中斷服務等。我的經驗教訓是，寫程序注釋寫得越詳細越好、不要怕麻煩。編寫程序前要畫流程圖有助于寫程序以及日后查錯。其次，這次課程設計讓我充分認識到團隊合作的重要性，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發揚團結協作的精神，只有分工協作才能保證整個項目的有條不絮。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準，課程設計對我們的作用是非常大的。單片機課程設計，是對單片機知識的驗證，可以幫助我們理解鞏固所學知識，激發我們對單片機課程的興趣，更鍛煉了我們獨立思考、開拓創新的能力。2、心得體會：設計過程，好比是我們人類成長的歷程，常有一些不如意，難免會遇到各種各樣的問題。在設計過程中，經常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得

不夠牢固。我們通過查閱大量有關資料，遇到實在搞不明白的問題就會及時請教老師，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然單片機課程設計不在大綱要求范圍內，但我們很高興老師給我們加了此次課程設計，給了我們一個動手操作的機會，加深了理論知識的學習，通過實際應用，進一步熟悉和掌握了單片機的結構、工作原理、接口技術，掌握了模塊化程序設計方法和調試技術、完成了包括電路設計和程序開發的完整過程，了解了開發一單片機應用系統的全過程，通過這樣的經歷，不但使我們增長了知識面，提高了我們學習新知識的能力，更加強了我們動手能力的鍛煉，培養了我們發現問題，思考問題，解決問題的能力。在以后的學習生活中，我們將更加積極主動的參加各次動手能力鍛煉，為將來自身的發展奠定堅實的基礎。參考文獻：[1郭]文川.單片機原理與接口技術.中國農業出版社.20年0.7[2]胡漢才.單片機原理及接口技術＜第二版）.清華大學出版社.20年0.3[3]閻石.數字電子技術基礎.第五版.高等教育出版社出版.[4宋]濤.通用集成電路速查手冊.第二版.山東科學技術出版社.[5韓]廣興.電子元器件與實用電路基礎.修訂版.電子工業出版社附錄一：硬件電路系統圖AtwFVXLijjellEldh-v

呂』ENLIJZI口Eldh-Y

呂,LENLLl-I口AtwFVXLoellHH后不AtwFVXLijjellEldh-v

呂』ENLIJZI口Eldh-Y

呂,LENLLl-I口AtwFVXLoellHH后不Atm.nHEGEPTAt山JJ亙HTIJZI?gulvN目=_|.utonvz瞰=-l巨r-JmllMOVTH1,#3CH。賦初始值MOVTL1,#0B0HSETBIT0SETBEASETBEX0SETBET1SETBTR1MOVDPTR,#7FF8HMOVR1,#0。用于標記外部中斷的奇偶性MOVA,#0MOVX@DPTR,AHERE:SJMPHERE。溫度處理子程序ORG1500HTEMDEAL:MOVDPTR,#7FF8HMOVXA,@DPTRMOVR7,A。暫存ADC轉換的結果ANLA,#0FH。取低四位的值MOVB,#5。獲取的運算MULABMOVB,#16DIVABMOV41H,A。暫存個位數的部分結果MOVA,BMOVB,#10MULABDIVABMOV40H,A。存小數位結果MOVA,43HMOVB,#16DIVABMOVB,#5MULABADDA,#20ADDA,R7MOVB,#10DIVABMOV42H,A。存十位數MOVA,BMOV41H,A。存個位數RET。外部中斷服務程序ORG2000HINTO:INCR1MOVA,R1 。判斷R1的奇偶性MOVB,2DIVABMOVA,B 。把R1除2的余數給AJNZLOOP3LJMPINTR2。A中值不為0,代表R0為奇數，跳轉，否則為偶數，順序執行LOOP3:MOVDPTR,#1B03HMOVA,#80HMOVX@DPTR,ADISP3:MOVR0,#40HMOVR2,#20HDISP4:MOVDPTR,#1B00HMOVA,@R0ACALLTABLEMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#1B01HMOVA,R2MOVX@D