单片机课程设计教学大纲(终稿)

《单片机原理及应用课程设计》教学大纲

适用专业：

学时：一周学分：

课程编号：课程类别：专业课

开课单位：编写人：

一、课程设计目的和要求

1、设计目的

通过课程设计，可将所学过的电子技术、模/数转换技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识综合串联起来，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，从而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力，为毕业设计和以后的工作打下一个良好的基础。

2、设计要求

a．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、运行模式、功能模块及应用开发方法。

b．提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。

c．掌握汇编语言的设计和调试。

二、课程设计方式

集体辅导与个别辅导相结合

三、课程设计内容

1．课程设计课题及要求

A类题目：（此类题目主要在“THGMZ-3型单片机·微机·CPLD·FPGA·网络接口开发综合实验装置”上完成）

题目1：V/F转换模块设计

设计任务：调试F/V变换电路

设计要求：

1）测量Vin和Fout，画出V/F线。

2）Fout接入8051的INT0或INT1，编程由单片机完成测量及显示项目

参考资料：见附件1。

题目2：F/V转换模块设计

设计任务：调试F/V变换电路

设计要求：

1）测量Fin和Vout，画出F/V线。

2）Fin接单片机I/O口，编程由单片机产生频率信号。

参考资料：见附件1。

题目3：直流电机转速控制

设计任务：使用单片机驱动直流电机，控制直流电机稳定运行在一个转速范围内。

设计要求：直流电机顺时针旋转，若干秒后，直流电机转速达到运行速度1，稳定运行一段时间后，直流电机转速调整达到运行速度2，稳定运行一段时间后，直流电机停转。

参考资料：见附件2。

题目4：直流电机测速与显示

设计任务：测量直流电机的转速并在数码显示电机转速。

设计要求：直流可调电源模块的输出端，作为直流电机的控制电压，直流电机顺时针旋转,用数码管显示电机转速（单位为转/秒）。

参考资料：见附件2。

题目5：步进电机转速控制

设计任务：使用单片机驱动步进电机，控制步进电机单拍、双拍、正转、反转等操作。

设计要求：由开关按键控制步进电机的正转、反转、快转、慢转。

参考资料：见附件3。

题目6：步进电机转速计算与显示

设计任务：使用单片机驱动步进电机，计算步进电机的转速并在数码显示电机转速。

设计要求：用数码管实时显示当前电机正反转向和转速（单位为转/秒）。

参考资料：见附件3。

题目7：温度的测量与显示

设计任务：使用单片机测量温度，并显示测得温度。

设计要求：根据系统提供的温度传感器电路、加热电路、散热电路，首先使用单片机控制加热电路将温度升至某一温度值A，并在数码管实时显示测得逐渐升高的温度；然后停止加热，在数码管实时显示测得的逐渐降低的温度值。

参考资料：见附件4。

题目8：红外数据发送与接收模块设计

设计任务：调试红外数据收发的电路，单片机一方面从发送端发出数据，一方面从接收端接收数据。设计要求：单片机的串行口作为红外数据发送端的输入，先发送两个字符，然后接收端接收数据，在数码管上显示接收的二进制数据的位数，并比较收到的数据与发送的是否一致。

参考资料：见附件5。

题目9: 485通信模块设计

设计任务：调试485通信模块电路，单片机利用此电路完成双机通信。

设计要求：单片机利用系统提供的485接口电路，实现两台实验机数据通信。从甲机的八位逻辑电平输出模块（E4区）输入一个八位二进制数，此二进制数对应的十六进制数显示到乙机的数码管上，如10100101B输入，则显示A5。

参考资料：见附件6。

题目10：I2C串行EEPROM读写模块设计

设计任务：单片机利用I2C总线方式读写串行EEPROM 24C0X。

设计要求：当开关1闭合时，单片机利用I2C总线方式将某一字符写入EEPROM，当开关2闭合时，单片机利用I2C总线方式将EEPROM的刚刚写入的数据在数码管上显示出来。

参考资料：见附件7。

B类题目：（此类题目要求自制电路，并且设计前提交自制电路的元器件清单，选择器件参考附件8，设计答辩时提交硬件电路作品。）

题目11：秒钟计时器设计

设计任务：使用单片机进行定时，每1秒钟发光二极管闪动1次，同时在数码管上显示当前秒数，每60秒数码管清零1次，同时蜂鸣器响铃提示。

题目12：自动计数器设计

设计任务：使用单片机进行计数，触动开关每按下1次，发光二极管闪动1次作为提示，并且在数码管上显示当前按下次数，另一个触动开关用来对自动计数器清零，同时蜂鸣器响铃提示。

题目13：霓虹灯设计

设计任务：使用24个发光二极管组成3*8点阵，单片机扩展8255并行接口来控制这个点阵发光，呈现霓虹灯效果。

题目14：多机通信设计

设计任务：4个单片机，一个主单片机和三个从单片机，它们之间通过各自的uart串行口组成多机通信的总线型拓扑。在主机一侧通过触动开关选择从机地址号如：1,2,3等，被选中的从机一侧，发光二极管，点亮提示，表示通信成功。

题目15：液晶显示界面设计

设计任务：使用单片机控制液晶屏LCD 128*64 显示字符，内容如下：

课程设计

制作人：XXXX

2011.5.30

题目16：与PC机串行通信

设计任务：使用51最小系统板套件，完成数据转发，即在pc机上通过串行助手将数据发送给单片机，然后单片机将收到的数据返回给PC机，在串行助手软件上显示出来。

参考资料：https://www.sodocs.net/doc/533596809.html,/item.htm?id=6028092246

2．人员组织：请填写“附件人员组织”！！

3．具体实施

四、课程设计时间、地点与学分

1、时间与学分：第一学期，共1 周；学分

2、地点：E楼单片机及组成原理实验室、电子电工实训实验室

五、课程设计考核办法与成绩评定

课程设计结束时，要求学生写出课程设计报告，硬件电路按设计要求调试；软件调试通过，完成相应功能，根据设计性能考虑的完善程度进行成绩评定。

课程设计成绩分两部分，设计报告占20%，设计作品占80%。

六、教材及教学参考书

《单片机原理及应用》，张毅刚，高等教育出版社。

《单片机教程》，蔡惟铮编，东北大学出版社。

七、本大纲在执行中注意的事项

课程设计不仅仅要求学生完成所规定的题目要求，同时还要培养学生养成良好的科学态度和严谨的设计习惯。建议学生在课程设计时完成如下文档资料：

（1）设计思想和设计说明

（2）硬件原理框图

（3）硬件原理图与其软件配合介绍

（4）程序存储器和数据存储器的单元分配

（5）程序流程图

（6）源程序清单

（7）芯片资料

附件人员组织：

附件1

在一些工业控制场合，信号获取的地方距离控制器比较远，或者被控制对象离处理器比较远，这样就需要进行信号传输，电压信号在传输的过程中非常容易受到干扰。一般要转换成电流或频率信号来传输，提高系统抗干扰能力。

F/V 和V/F 变换电路由LM331组成。LM331芯片可以提供V/F 、F/V 功能。

LM331与LM231具有一样的功能，该类器件非常适合于低成本的模拟到数字转换。在经过F/V 变换后，可以用另一片LM331进行F/V 转换，在A/D 就可以得到数字量，而对于80C51,则可以直接利用T1,T0端口，进行频率或周期的测量而的得到数字量。另外经过V/F 变换后，也便于使用光电耦离器件进行隔离。因为直接的电压量一般不能进行光电隔离的。

芯片特点：

1、保证最大0.01的线性度

2、双电源或单电源供电

3、脉冲输出兼容所有逻辑。

4、温度稳定性最大 500ppm/oc

5、低功耗。典型为5V ，15mW

6、很宽的动态特性10KHz ，最小100dB

7、很宽的频率范围1Hz 到100KHz 管脚定义如下表：

典型应用如图所示 1．简单V/F 变换

计算公式：

2．简单F/V变换。

计算公式：

图28-1 F/V转换电路

本实验使用直流可调电源模块（E2区）、F/V转换模块（D3区）、V/F转换模块（D4区）。F/V

图28-2 V/F转换电路原理

附件2：

使用栅格圆盘和光电门组成测速系统。当直流电机通过传动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光电门获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机两个定时/计数器配合使用同，一个计数，一个定时。计算出单位时间内的脉冲数m，经过单位换算，就可以算得直流电机旋转的速度。

直流电机转速计算公式：n=60·m/(N1·T·N)(rpm)

其中：n为直流电机转速，N为栅格数，N1为T0中断次数，m为计数器T1在规定时间内测得的脉冲数，T为定时器T0定时器溢出时间。

使用系统提供的显示电路，可把电机的转速显示出来。

直流电机转速调节：

某些场合往往要求直流电机的转速在一定范围内可调节，例如，电车、机床等，调节范围根据负载的要求而定。调速可以有三种方法：（1）改变电机两端电压；（2）改变磁通；（3）在电枢回路中，串联调节电阻。本实验采用第一种方法：通过改变施加于电机两端的电压大小达到调节直流电机转速的目的。本实验用DAC0832D/A转换输出控制直流电机两端电压。程序中直流电机初始速度较大（大约40转/秒），设运行速度设置为2000转/分，经过若干秒后，直流电机转速慢慢下降到运行速度，以设定的速度运行。

本实验需要用到CPU模块（F3区）、直流电机模块（A6区）、并行数模转换模块（D8区）、8279显示模块（F4区）。直流电机电路原理参见图31-1A、图31-1B。

图31-1A 直流电机电路

图31-1B 光电测速电路

附件3：

1．步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以20个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进18度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。

2．步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁。图为步进电动机的控制等效电路，适应控制A、B、/A、/B的励磁信号，即可控制步进电动机的转动。每输出一个脉冲信号，步进电动机只走一步。因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机连续转动。

a．1相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走18度。若欲以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

b．2相励磁法：在每一瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前使用最多的励磁方式，每送一励磁信号可走18度。若以2相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

c．1-2相励磁法：为1相与2相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送一励磁信号可走9度，故亦广泛被采用。若以1相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。

3．电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动

机即不再运转。所以在每走一步后，程序必须延时一段时间。

4．本实验需要用到CPU模块（F3区）和步进电机模块（A7区）。步进电机电路原理参见图32-1。

图32-1 步进电机电路

附件4：

系统使用集成电路温度传感器AD590作为测温器，AD590是AD公司生产的一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。

图33-1 温度传感部分

图33-1给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有了10℃的变化时输出电压变化为20mV，即该电路运放6脚电压随温度变化为2Mv/℃。

AD590将温度变化量转换成电压值变化量，经过OP07一级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，利用CPU采集并存储采集到的数据。将温度传感器输出的小信号跟随放大45倍左右后，送至8位A/D转换器换成数字量。

设定温度为0摄氏度时变换放大电路送出的模拟量为0V，此时A/D输出的数字量为00H；温度为67摄氏度时变换放大电路送出4.98V电压，此时A/D输出的数字量为FFH，即每0.3摄氏度对应1LSB变化量。当温度超过报警温度报警67摄氏度，此时，输出电压约为5.0V左右。通过电压比较器接通硬件报警电路报警。输入A/D的模拟信号有过压保护，不会损坏A/D转换器。在实验平台硬件中，已有安全设计，即加热温度不会超过80℃。

系统出厂时已依据标准调整好了放大器的增益和零位。应注意：由于热惯性的影响及温度计显示的滞后因素，若要精确观察某温度点的测量值，在加热到观察温度点后，应停止加热，等待温度计示值稳定后，再观察记录结果。若选区观察点温度较高，还应相应延长等待时间。

需要说明的是，由于温度计和温度采样芯片AD590的采样点不同，理论计算值同显示略有偏差。

本实验需要用到CPU模块（F3区）和温度测量与控制模块（A5区）、并行模数转换模块（D7区）、8279显示模块（F4区）。温度测量与控制电路原理参见图33-2。

附件5：

在很多单片机应用系统中，常常利用非电信号（如光信号、超声波信号等）传送控制信息和数据信息，以实现遥控或遥测的功能。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。实现单片机系统红外通信的关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。

1．红外通信的基本原理

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。

2．红外发送器

红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管Q1和Q2、红外发射管Q3等部分。其中脉冲振荡器由2206组成，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管Q3用来向外发射950nm的红外光束。

红外发送器的工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端DATA送出并驱动Q1管，数位“0”使Q1管导通，通过Q2管调制成38kHz的载波信号，并利用红外发射管Q3以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使Q1管截止，红外发射管Q3不发射红外光。若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图34-1所示。

图34-1 调制信号时序图

3．红外接收器

红外接收电路选用专用红外接收模块。该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图34-2所示。

如图34-2 红外接收模块内部结构框图

接收模块的工作原理为：首先，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信号，再由前置放大器和自动增益控制电路进行放大处理。然后，通过带通滤波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调。最后，由输出级电路进行反向放大输出。

为保证红外接收模块接收的准确性，要求发送端载波信号的频率应尽可能接近38kHz，因此在设计脉冲振荡器时，要选用精密元件并保证电源电压稳定。再有，发送的数位“0”至少要对应14个载波脉冲，这就要求传送的波特率不能超过2400bps。

4．本实验需要用到CPU模块（F3区）和红外收发模块（A3区）、函数信号发生器模块（A2区）、计数器/频率计模块（A4区），红外收发电路原理参见图34-3。

图34-3 红外收发电路

附件6：

RS-485接口具有较强的抗干扰性，数据传输的距离较远，在一些应用中常常需要把RS-232标准的信号转换为RS-485的标准信号进传输。图中所示电路允许数据在RS-232/RS-485这两个不兼容的串行数据接口间传递。传输速度为480波特时，传输距离可达1750米。图中双RS-232收发器IC1将主机(PC)输出的RS-232电平转换为TTL电平，驱动高速RS-485收发器IC2 的输入，倒相器使IC2、IC3在受到起始位时被激活。

开始工作时，主机发送数据给相应的远端单元（从机），数据格式以零电平为起始位，起始位后跟随一个字节的地址和一个字节的数据，激活相应的从机。被激活的从机应答两个字节的数据，然后置于接收模式，等待下一序列。因为只有主机对发送器作初始化，从机只在被激活后应答，所以传输线上不可能出现数据冲突。当从机处于接收模式（RE=DE=0），Va-Vb>200mV时,输出Ro=1。发送器通常为关闭状态，只有当接收到一个零起始位后处于发送模式。

主机必须与从机采用同一地为参考点，为保证静态条件下Va-Vb >200mV ，避免在RS-485芯片上附加额外的上拉电阻和下拉电阻，MAX485 提供了一个失效保护功能，可保证在-50mV至+200mV较窄的门限范围内输出Ro=1。

本实验需要用到CPU模块（F3区）和232/485接口模块（B1区），485接口电路原理参见图35-1。

图35-1 485

附件7：

1．串行EEPROM（24C02）接口方法

在新一代单片机中，无论总线型还是非总线型单片机，为了简化系统结构，提高系统的可靠性，都推出了芯片间的串行数据传输技术，设置了芯片间的串行传输接口或串行总线。串行总线扩展接线灵活，极易形成用户的模块化结构，同时将大大简化其系统结构。串行器件不仅占用很少的资源和I/O线，而且体积大大缩小，同时还具有工作电压宽，抗干扰能力强，功耗低，资料不宜丢失和支持在线编程等特点。目前，各式各样的串行接口器件层出不穷，如：串行EEPROM，串行ADC/DAC，串行时钟芯片，串行数字电位器，串行微处理器监控芯片，串行温度传感器等等。

串行EEPROM是在各种串行器件应用中使用较频繁的器件，和并行EEPROM相比，串行EEPROM的资料传送的速度较低，但是其体积较小，容量小，所含的引脚也较少。所以，它特别适合于需要存放非挥发资料，要求速度不高，引脚少的单片机的应用。

2．串行EEPROM及其工作原理

串行EEPROM中，较为典型的有ATMEL公司的AT24CXX系列以及该公司生产的AT93CXX系列，较为著名的半导体厂家，包括Microchip，国家半导体厂家等，都有AT93CXX系列EEPROM产品。

AT24CXX系列的串行电可改写及可编程只读存储器EEPROM有10种型号，其中典型的型号有AT24C01A/02/04/08/16等5种，它们的存储容量分别是1024/2048/4096/8192/16384位，也就是128/256/512/1 024/2048字节。这个系列一般用于低电压，低功耗的工业和商业用途，并且可以组成优化的系统。信息存取采用2线串行接口。这里我们就24C02的结构特点，其它系列比较类似。

3．结构原理及引脚

AT24C02有地址线A0～A2，串行资料引脚SDA，串行时钟输入引脚SCL，写保护引脚WP等引脚。很明显，其引脚较少，对组成的应用系统可以减少布线，提高可靠性。

各引脚的功能和意义如下：

① VCC引脚，电源+5V。

② GND引脚，地线。

③ SCL引脚，串行时钟输入端。在时钟的正跳沿即上升沿时把资料写入EEPROM；在时钟的负跳沿即下降沿时把资料从EEPROM中读出来。

④ SDA引脚，串行资料I/O端，用于输入和输出串行资料。这个引脚是漏极开路的埠，故可以组成“线或”结构。

⑤ A0,A1,A2引脚，是芯片地址引脚。在型号不同时意义有些不同，但都要接固定电平。

⑥ WP引脚，写保护端。这个端提供了硬件数据保护。当把WP接地时，允许芯片执行一般读写操作；当把WP接VCC时，则对芯片实施写保护。

4．内存的组织及运行

①内存的组织：对于不同的型号，内存的组织不一样，其关键原因在于内存容量存在差异。对于AT24CXX系列的EEPROM，其典型型号的内存组织如下。

AT24C01A:内部含有128个字节，故需要7位地址对其内部字节进行寻址

AT24C02:内部含有256个字节，故需要8位地址对其内部字节进行读写。

5．运行方式

起始状态：当SCL为高电平时，SDA由高电平变到低电平则处于起始状态。起始状态应处于任何其它命令之前。

停止状态：当SCL处于高电平时，SDA从低电平变到高电平则处于停止状态。在执行完读序列信号之后，停止命令将把EEPROM置于低功耗的备用方式(Standby Mode).

应答信号：应答信号是由接受资料的器件发出的。当EEPROM接受完一个写入资料之后，会在SDA上发一个”0”应答信号。反之，当单片机接受完来自EEPROM的资料后，单片机也应向SDA发ACK信号。ACK信号在第9个时钟周期时出现。

备用方式(Standby Mode)：AT24C01A/02/04/08/16都具有备用方式，以保证在没有读写操作时芯片处于低功耗状态。在下面两种情况中，EEPROM都会进入备用方式：第一，芯片通电的时候；第二，在接到停止位和完成了任何内部操作之后。

AT24C01等5种典型的EEPROM在进入起始状态之后，需要一个8位的“器件地址字”去启动内存进行读或写操作。在写操作中，它们有“字节写”，“页面写”两种不同的写入方法。在读操作中，有“现行地址读”，随机读和“顺序读”种各具特点的读出方法。下面分别介绍器件寻址，写操作和读操作。

①器件寻址：所谓器件寻址(Device Addressing)就是用一个8位的器件地址字(Device Address Word)去选择内存芯片。在逻辑电路中的AT24CXX系列的5种芯片种，即AT24C01A/02/04/08/16中，如果和器件地址字相比较结果一致，则读芯片被选中。下面对器件寻址的过程和意义加以说明。

②

用于内存EEPROM芯片寻址的器件地址字如图所示。它有4种方式，分别对应于1K/2K,4K,8K和16K位的EEPROM芯片。

从图中看出：器件地址字含有3个部分。第一部分是高4位，它们称为EEPROM AT24C01A/02/04/08/16的标识第二部分称为硬布线地址，它们是标识后的3位。第三部分是最低位，它是读/写操作选择位。

第一部分：器件标识，器件地址字的最高4位。这4位的内容恒为”1010”，用于标识EEPROM 器件AT24C01A/02/04/08/16。

第二部分：硬布线地址，是与器件地址字的最高4位相接的低3位。硬布线地址的3位有2种符号：Ai(i=0～2),Pj(j=0～2)其中Ai表示外部硬布线地址位。

对于AT24C10A/02这两种1K/2K位的EEPROM芯片，硬布线地址为“A2,A1,A0”。在应用时，“A2,A1,A0”的内容必须和EEPROM芯片的A2,A1,A0的硬布线情况，即逻辑连接情况相比较，如果一样，则芯片被选中；否则，不选中。AT24C01/02:真正地址=字地址。

第三部分：读/写选择位，器件地址字的最低位，并用R/W表示。当R/W=1时，执行读操作；当R/W=0时，执行写操作。

当EEPROM芯片被选中时，则输出“0”；如果EEPROM芯片没有被选中，则它回到备用方式。被选中的芯片。其以后的输入，输出情况视写入和读出的内容而定。

②写操作：AT24C01A/02/04/08/16这5种EEPROM芯片的写操作有2种：一种是字节写，另一种是页面写。

字节写：

这种写方式只执行1个字节的写入。字节写的过程如图所示，其写入过程分外部写和内部写两部分，分别说明如下。

在起始状态中，首先写入8位的器件地址。则EEPROM芯片会产生一个“0”信号ACK输出作为

应答；接着，写入8位的字地址，在接受了字地址之后，EEPROM芯片又产生一个“0”应答信号ACK；随后，写入8位资料，在接受了资料之后，芯片又产生一个“0”信号ACK作为应答。到此为止，完成了一个字节写过程，故应在SDA端产生一个停止状态，这是外部写过程。

在这个过程中，控制EEPROM的单片机应在EEPROM的SCL，SDA端送入恰当的信号。当然在一个字节写过程结束时，单片机应以停止状态结束写过程。在这时，EEPROM进入内部定时的写周期，以便把接受的数据写入到存储单元中。在EEPROM的内部写周期中，其所有输入被屏蔽，同时不响应外部信号直到写周期完成。这是内部写过程。内部写过程大约需要10ms时间。内部写过程处于停止状态与下一次起始状态之间。

页面写：

这种写入方式执行含若干字节的1个页面的写入。对于AT24C01A/02，它们的1个页面含8个字节；页面写的开头部分和字节写一样。在起始状态，首先写入8位器件地址；待EEPROM答当了“0”信号ACK之后，写入8位字地址；又待芯片应答了“0”信号ACK之后，写入8位资料。

随后页面写的过程则和字节写有区别。

当芯片接受了第一个8位资料并产生应答信号ACK之后，单片机可以连续向EEPROM芯片发送共为1页面的资料。对于AT24C01A/02，可发送共1个页面的8个字节（连第一个8位资料在内）。对于AT24C04/08/16，则共可发送1个页面共16个字节（连第一个8位资料在内）。当然，每发一个字节都要等待芯片的应答信号ACK。

之所以可以连续向芯片发送1个页面资料，是因为字地址的低3～4位在EEPROM芯片内部可实现加1，字地址的高位不变，用于保持页面的行地址。页面写和字节写两者一样可，都分为外部写和内部写过程。

应答查询：应答查询是单片机对EEPROM各种状态的一种检测。单片机查询到EEPROM有应答“0”信号ACK输出，则说明其内部定时写的周期结束，可以写入新的内容。单片机是通过发送起始状态及器件地址进行应答查询的。由于器件地址可以选择芯片，则检测芯片送出到SDA的状态就可以知道其是否有应答了。

③读操作：读操作的启动是和写操作类同的。它一样需要图所示的器件地址字。和写操纵不同的就是信号为时执行读操作。

读操纵有3种方式，即现行地址读，随机读和顺序读。下面分别说明它们的工作过程。

现行地址读：

在上次读或写操纵完成之后。芯片内部字地址计数器会加1，产生现行地址。只要没有再执行读或写操作，这个现行地址就会在EEPROM芯片保持接电的期间一直保存。一旦器件地址选中EEPROM 芯片，并且有R/W=1，则在芯片的应答信号ACK之后把读出的现行地址的资料送出。现行地址的资料输出时，就由单片机一位一位接受，接收后单片机不用向EEPROM发应答信号ACK“0”电平，但应保证发出停止状态的信号以结束现行地址读操作。现行地址读会产生地址循环覆盖现象，但和写操纵的循环覆盖不同。在写操纵中，地址的循环覆盖是现行页面的最后一个字节写入之后，再行写入则覆盖同一页面的第一个字节。而在现行地址读操纵中，地址的循环覆盖是在最后页面的最后一个字节读出之后，再行读出才覆盖第一个页面的第一个字节。

随机读：

随机读和现行地址读的最大区别在于随机读会执行一个伪写入过程以把字地址装入EEPROM芯片中，然后执行读出，显然，随机读有2个步骤。

第一，执行伪写入——把字地址送入EEPROM，以选择需读的字节。

第二，执行读出——根据字地址读出对应内容。

当EEPROM芯片接收了器件地址及字地址时，在芯片产生应答信号ACK之后，单片机必须再产生一个起始状态，执行现行地址读，这时单片机再发出器件地址并且令R/W=1，则EEPROM应答器件地址并行输出被读数据。在资料读出时由单片机执行一位一位接收，接收完毕后，单片机不用发“0”应答信号ACK，但必须产生停止状态以结束随机读过程。

应该注意：在随机读的第二个步骤是执行现行地址读的，由于第一个步骤时芯片接收了字地址，故现行地址就是所送入的字地址。

顺序读：

顺序读可以用现行地址读或随机读进行启动。它和现行地址读。随机读的最大区别在于：顺序读在读出一批资料之后才由单片机产生停止状态结束读操作；而现行地址读和随机读在读出一个资料之后就由单片机产生停止状态结束读操作。

执行顺序读时，首先执行现行读或随机读的有关过程，在读出第一个资料之后，单片机输出“0”应答信号ACK。在芯片接收应答信号ACK后，就会对字地址进行计数加1，随后串行输出对应的字节。当字地址计数达到内存地址的极限时，则字地址会产生覆盖，顺序读将继续进行。只有在单片机不再产生“0”应答信号ACK，而在接收资料之后马上产生停止状态，才会结束顺序读操作。

在对AT24CXX系列执行读写的2线串行总线工作中，其有关信号是由单片机的程序和EEPROM产生的。有两点特别要记住：串行时钟必须由单片机程序产生，而应答信号ACK则是由接收资料的器件产生，也就是写地址或资料时由EEPROM产生ACK，而读数据时由单片机产生。

6．AT24CXX系列应用注意事项

AT24CXX系列型号：AT24CXX系列EEPROM有13种型号。它们的容量不同，执行页历写时的页历定义不同，进行读写时的地址位数也不同，器件地址不同。有关主要指针在应用中要加以区别和注意。

7．本实验需要用到CPU模块（F3区）和串行EEPROM模块（C1区）。串行EEPROM接口电路原理图参见图26-1。

图26-1 串行EEPROM接口电路

单片机课程设计 简易计算器的设计

目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)

简易计算器的设计 学生：李飞马鹏超舒宏超 指导老师：王孝俭 摘要：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 关键词：单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法，掌握矩阵扫描的编程方法，掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除，具备清零、等于功能，16个按键功能依次为：数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1．设计要求及功能分析 1.1设计要求： 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器，实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个，一个AT89C51单片机芯片，一个液晶显示屏，一个4*4键盘和一个排阻（10K）做P0口的上拉电阻，可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能： 首先，计算器可现实8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其他位全部不显示；

单片机课程设计(温度控制器)

基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证

单片机课程设计题目汇总(全)

单片机原理与接口技术课程设计题目汇总 说明：为便于同学提前探讨开发思路，特将本课程设计的可选题目发给大家。 每个同学可以在以下题目中选一题要求：课程设计考核内容包括：源程序；设计报告文档基于单片机的电子时钟设计设计内容：1、用LCD液晶作为显示设备（30分） 2、可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00: 00：00 （30 分） 3、能实现日期的设置，年、月、日（30分） 4、其他创新内容（10分）如：闹钟功能；显示星期；整点音乐报时等。 图示： 2010-04-09 MON 11:06:42 基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：1、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30 分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显 示（20分） 3、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分）图示： 基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄灯亮3秒 钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有 3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分）

4、其他创新内容。（10分） 图示: 四、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 五、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移）（30 分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 六、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。（20 分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： A 083: B 079 4th Period 10:25

单片机课程设计计算器

课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：

学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至

格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。

课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。

单片机课程设计报告--心形流水灯

井冈山大学 机电工程学院 单片机 课程设计报告 课程名称：单片机 设计题目：心形流水灯 姓名：玉红 专业：生物医学工程 班级：11级医工本一班 学号：110615017 指导教师:王佑湖 2013年11月27日

目录 1引言 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求……………………………………………… ..2 2 课题综述 (2) 2.1课题的来源 (2) 2.2面对的问题 (2) 3 系统分析 (2) 3.1 STC89C52单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 4 系统设计 (4) 4.1硬件设计 (4) 4.1.1硬件框图 (4) 4.1.2硬件详细设计 (5) 4.2 软件设计 (5) 4.3 硬件原理图 (6) 4.4 元件清单 (6) 4.5 硬件焊接

图 (6) 4.6 代码编写 (7) 5心得体会 (7) 6致 (8) 参考文献 (8) 1 引言 单片机课程设计主要是为了让我们增进对STC89C51单片机电路 的感性认识，加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识，并掌握软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现应用系统打下良好基础。另外，通过简单课题的设计练习，使我们了解必须提交的各项工程文件，达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目 的。 1.1设计任务 设计一个单片机控制的流水灯系统 1.2设计要求 (1)32个LED灯; (2)可实现多种的亮灯(如左循环，右循环，间隔闪,90度交叉闪等)。 2 课题综述

2.1 课题的来源 当今社会，这种由单片机芯片控制各种硬件工作的技术也日益成熟，并普及在交通、化工、机械等各个领域。而流水灯这项技术在生活中的应用更是广泛，较为贴近生活。而流水灯控制的设计所需要的知识也正好吻合了我们本学期对于单片机这门课程的学习，所以设计流水灯控制的这个课题让我们对知识的学习和巩固都有了进一步的加深。 2.2 面对的问题 这次课程设计是通过STC89C52位单片机实现。但面对的问题却是两方面的：一个是软件的设计，也就是实现流水灯控制功能的程序编辑；另一个是硬件的设计，需要我们自己连接、焊接电路板。而更为严峻的就是设计的最后还要将软硬件相结合。 3 系统分析 3.1 STC 89C52单片机引脚图及引脚功能介绍 本次设计的目的在于加深STC89C52单片机的理解，首先来简单认识一下，它的引脚如图3-1所示： 图3.1 STC89C52

51单片机交通灯课程设计

第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术，其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活，为许多大公司所采纳，使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后，世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机，使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强，在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点，在各个领域都有广泛的应用，有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，

产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM 只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。

单片机课程设计完整版样本

课程设计( 论文) 课程名称单片机 题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院 专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢 指导教师胡立强 11月28 日 目录

一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的

经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求 在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。 表3.16 简易密码锁状态 简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件 根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位

P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。 图3.21 简易密码锁电路 简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。 元器件名称参数数量元器件名 称 参数数量 插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1

AT89C51单片机C实现简易计算器

AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图：

二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：

（二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示：

单片机流水灯课程设计

单片机流水灯课程 设计

基于AT89C51单片机的流水灯 1 引言 1.1 课题简介 单片机全称叫单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)，是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 当前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：在智能仪器仪表上的应用，例如精密的测量设备；在工业控制中的应用，用单片机能够构成形式多样的控制系统、数据采集系统，例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算

机联网构成二级控制系统等；在家用电器中的应用可从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。单片机在医用设备领域中的应用，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等；在各种大型电器中的模块化应用，如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理)，就需要复杂的类似于计算机的原理。 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示，并实现循环的速度可调。 1.2 设计目的 (1) 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 (2) 掌握汇编语言程序设计方法。 (3) 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1.3 设计任务及要求 (1) 彩灯用8个发光二极管代替。 (2) 电路具有控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭等功能。

单片机课程设计报告

《单片机原理及接口技术》课程设计题目：简易计算器设计 级：电子1547 名：苏丹丹、李静、齐倩 号：05号、17号、11号

导教师：张老师 间：2013年12月 西安航空学院电气学院

目录 一、选题的背景和意义-------------------1 1.1选题的背景-------------------------------------1 1.2选题的意义-------------------------------------1 二、总体设计-------------------------------1 2.1设计任务---------------------------------------1 2.2方案选择---------------------------------------1 三、硬件设计-------------------------------2 3.1 元器件名称--------------------------------------------------------2 3.2 计算器按键介绍--------------------------------------------------2 3.3硬件系统框图、单元电路--------------------------3 四、软件设计-------------------------------3 4.1 软件调试步骤-----------------------------------------------------3 4.2软件设计流程图---------------------------------------------------4 五、结束语------------------------------------5 六、参考文献--------------------------------5 七、附录---------------------------------------6

单片机课程设计报告册

重庆大学城市科技学院电气信息学院单片机课程设计报告 简易数字直流电源 A Direct Current Source on MCU 组长：张华江 (20060054) 专业、班级： 06级电子信息工程2班 小组成员：唐堃(20060037)魏公贺(20060045) 设计日期： 2009-6-17 指导教师：谢从晋

重庆大学城市科技学院 本科学生课程设计任务书 说明：1、学院、专业、年级均填全称。 2、本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。

目录 一、引言 (4) 二、总体方案设计 (4) 三、硬件电路设计 (5) 3.1控制部分 (5) 3.1.1 设定初值 (5) 3.1.2 加减设定及报警电路 (5) 3.2显示部分 (7) 3.3电路输出部分 (7) 3.4其他部分 (8) 3.5完整电路 (9) 四、软件系统设计 (11) 4.1软件流程图 (11) 4.2程序源代码 (12) 五、问题及解决 (13) 5.1硬件电路问题 (13) 5.2软件调试问题 (13) 参考文献 (14)

简易数控直流电源 摘要：该电源系统以C51单片机为核心控制芯片，实现数控直流稳压电源功能的方案。设计通过拨码开关设定初值（高4位、低4位分别对应其个位和小数位），然后对其加以判断该值是否正确（错误发声）。值再通过一个译码器74LS48传给数码显示。同时采用数模转换器DAC0832和两个运算放大器LM193构成稳压源，再通过外部中断从而实现了输出电压范围为0V～9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波不大于10mV。达到实现实验目的。 关键词：C52单片机；译码器74LS48；数模转换器DAC0832；运算放大器LM193 一、引言 本文以对单片机的学习和认识，并通过本次课程设计加以应用，从而达到一个对所学知识的巩固、更深一步的理解，面对一个电子设计，应对出系统的方案，分析出各个板块来，再对各个板块进一步的具体的设计，先进行硬件电路设计，此时一定要考虑好要用什么元件、各个元件的具体参数、是否能实现应有功能，从而得到一个完整的硬件电路。在根据该电路设计出软件的功能模块、从而完成程序流程图，在根据流程图完成程序的设计，并通过反复的调试、运行、更正，直至完成既定功能为止，最后将软件、硬件结合进行调试、运行，对其功能进行最终测试，并反复思考其测试中遇到相应问题的原因，并将其一一处理，从而完成本次设计的实验要求，以及本次课程设计的最终目的。 二、总体方案设计 对应该原理设计图，通过拨码开关经过上拉电阻设定初值，传到控制口，加以判定

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

单片机课程设计报告旗舰版

单片机原理及系统课程设计 评语： 考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100） 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1001班 姓名：周兴 学号： 201009018 指导教师：李红 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013 年 3 月 7 日

基于单片机的LED流水灯系统设计 摘要 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的I/O 引脚。系统以采用MCS-51系列单片机89C51为中心器件来设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示，并实现循环的速度可调。 关键词：单片机；LED流水灯；MCS-51 Abstract This design mainly to analyze calculator software and in the process of developing the steps, and from the practical experience of the calculator design has made the detailed analysis and research. This system is to make full use of the 8051 chip I/O pins. System to the MCS - 51 series microconteroller as the center Intel8C51 device to design LED running lights system, realize the eight LED neon light left and right cyclic display, and realize the circulation speed adjustable. Keywords: single chip microcomputer, LED running lights,MCS-51

51单片机课程设计秒表

微控制器技术课程 设计报告 设计题目：秒表 专业：供用电技术 班级：供电141 学号：140315143 姓名：王晨铭 指导教师：李昊 设计时间：2016.6.21

微控制器技术课程设计任务书 设计题目：秒表 设计时间：2016.6.20 设计任务： 在单片机开发板或软件仿真，编制程序，实现以下功能 1、利用定时器实现秒表功能，精确到0.1S； 2、数码管显示当前计时时间； 3、设定三个键，计时开始，停止计时和复位清零。 背景资料：1、单片机原理与应用 2、检测技术 3、计算机原理与接口技术 进度安排： 1、第1天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务； 2、第3天，规划设计软硬件，编制程序流程、绘制硬件电路。 3、第5天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。 4、第7天，中期检查。 5、第9天，完善设计内容，书写设计报告。 6、第13天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。 7、第14天，设计答辩。

目录 一、设计任务和要求 (3) （1）设计任务 (3) (2)设计要求 (3) 二、设计方案与论证 (3) 三、单元电路设计与参数计算 (4) （1）时钟电路 (4) （2）按钮电路 (4) （3）显示电路 (5) （4）单片机 (5) 四、原理图及器件清单 (6) ( 1 )总原理图 (6) （2）PCB图 (7) （3）Proteus仿真图 (7) （4）元器件清单 (8) 五、安装与调试 (8) （1）安装 (8) （2）调试 (8) 六、性能测试和分析 (9) 七、结论和心得 (9) 八、参考文献 (9)

题目：秒表 二、方案设计与论证 本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式，但因为本设计中只需要一片单片机，所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位，它有电平和脉冲两种方式，比较电路的复杂程度，本设计选择了按钮电平复位电路，其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分，不管使用何种数码管，P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外，因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右，而数码管的最少驱动电流也需要10mA，因而不管在使用共阴数码管时，单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流，才能驱动数码管。为了使电路简单化，本设计选用共阳数码管。但根据显示方式的不同选择，我们可以有几种方案： 方案一：使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的断码输出將维持不变，直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/0口。如果另外想扩展单片机功能，则能使用的输出管脚很是有限。 方案二：使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。这种显示方式，简化了硬件电路，特别在多位数码管显示时尤为突出。 本小组尝试了各种方案，在此报告中以静态显示方式为例说明。（动态显示方式省略） 显示电路 单片机 AT89C51 时钟电路 按钮电路

单片机课程设计报告模板

单片机系统课程设计报告 专业：自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2011 年 3 月17 日

目录 1 设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务............................................................................ 错误！未定义书签。 2 设计方案 (4) 2.1任务分析 (4) 2.2方案设计 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1时钟的电路设计 (5) 3.2复位电路设计 (5) 3.3灯控电路设计 (5) 3.4倒计时电路设计 (6) 3.5按键控制电路设计 (7) 4 系统软件设计 (8) 4.11秒定时 (8) 4.2定时程序流程 (8) 4.3交通灯的设计流程图 (9) 4.4定时器0与中断响应 (10) 5 仿真及性能分析 (10) 5.1仿真结果图 (11) 5.2仿真结果与分析 (12) 6 心得体会 (13) 参考文献 (14) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 .................................................................. 错误！未定义书签。附录3 程序清单 (17)

1.1设计任务 利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图5.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 图5.1 交通灯示意图 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干 道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒， 支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。 黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆 禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速， 就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。 南 北 东 西

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

最全最好的课程设计-51单片机电子日历时钟( 含源程序)

LED日历时钟课程设计 院系： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2012 年06 月16 日

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摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 第一章前言 数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k B ytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。