1、. . . . 單片機課程設計報告學生： 學 號： 教學院系： 專業年級：指導教師：完成日期： 2011年6月21日目錄第一章基礎設計實驗- 2 -1.1 實驗容- 2 -1.2 實驗原理- 2 -1.3實驗流程圖- 2 -1.4實驗模擬電路- 3 -1.5 實驗程序編譯- 4 -1.6 實驗程序- 6 -1.7實驗結果- 7 -1.8基礎實驗總結- 7 -第二章基礎拓展- 8 -2.1 實驗容與要求- 8 -2.2 實驗流程圖- 8 -2.3 實驗原理簡述- 9 -2.4實驗模擬電路圖- 9 -2.5 實驗程序設計與原理- 10 -2.6 實驗結果與誤差分析- 12 -2.6.1 實驗結果-

2、 12 -2.6.2誤差分析- 15 -第三章提高設計報告任務說明書- 16 -3.1 小組成員與學號- 16 -3.2 本人工作任務詳細說明- 16 -第四章實驗心得- 18 -參考文獻：- 18 -第一章 基礎設計實驗1.1 實驗容用單片機設計一款流水燈1.2 實驗原理本次實驗基于AT89C51單片機來設計一款簡單的流水燈。結合Uvision3和 ISIS 7 Professional這兩款軟件來設計和模擬。利用51 單片機來控制發光二極管的點亮和熄滅，主要實現延時控制和循環移位。本次實驗程序是通過軟件的軟定時實現延時的。1.3實驗流程圖開始P1口初值亮第一個燈延時P1口左移一位逐次點亮結

3、束 圖1.3 實驗流程圖1.4實驗模擬電路 此為在ISIS 7 Professional上設計的模擬電路 圖1.4 實驗模擬電路圖1.5 實驗程序編譯1：打開Keil程序，選擇工程菜單。圖1.51Keil程序2：選擇新建uVision工程，保存為工程名稱。圖1.52新建uVision工程3：選擇Atmel公司的AT89C51設備。圖1.53選擇AT89C51設備4：添加程序文本。圖1.54添加程序文本5：編譯程序之前，在閃存菜單設置選項中選擇輸出選項，在產生HEX文件前打鉤即可。圖1.54產生HEX文件1.6 實驗程序ORG 00HLOOP: MOV A,#0FEHMOV R2,#8OUTPU

4、T: MOV P1,ARL AACALL DELAYDJNZ R2,OUTPUTLJMP LOOPDELAY:MOV R6,#0 /利用指令執行時間來進行延時設計MOV R7,#0DELAYLOOP:DJNZ R6,DELAYLOOPDJNZ R7,DELAYLOOPRETEND1.7實驗結果 將Keil產生的HEX文件導入到模擬電路的51芯片中，得到仿真結果如下圖1.7 實驗結果圖1.8基礎實驗總結 本次實驗難度不是很大，做起來也較輕松。硬件部分由ISIS7 仿真可通過對電阻值的調整從而來調整LED的亮度，軟件部分則可以通過對實驗初值的設計來控制流水燈的流行速度。如果對流行的速度有更高一步的

5、要求則需要利用51單片機本身的定時/計數器來進行精準中斷定時。第二章 基礎拓展2.1 實驗容與要求 利用AT89C51單片機設計電子門鈴。要求按下開關使蜂鳴器發出不同頻率的聲音。2.2 實驗流程圖圖2.2 實驗流程圖2.3 實驗原理簡述 要使無源蜂鳴器發出聲音并且頻率不一樣，就得提供不同頻率的脈沖對其進行驅動。我們通過對51單片機的輸出端口不斷的取反達到輸出130550HZ的脈沖，所以要通過程序在其中加入延時（軟延時）來控制脈沖頻率的變化。本次設計我們準備發出四種不同頻率的聲音。2.4實驗模擬電路圖圖2.4 實驗模擬電路2.5 實驗程序設計與原理#include <reg52.h>

6、#include<intrins.h>int count;sbit in=P17;sbit out=P10;void delayms(int xms) int i,j; for(i=xms;i>0;i-) for(j=200;j>0;j-); void delay500() inti; for(i=100;i>0;i-) _nop_(); void main() out=1;while(1) if(in=0) for(count=400;count>0;count-) /count值控制響鈴時間 out=out ; / 取反以形成脈沖 delay500();

7、 / 形成頻率1for(count=300;count>0;count-) out=out; delay500(); delay500(); /形成頻率2 delayms(500);for(count=200;count>0;count-) out=out ; delay500(); delay500(); delay500(); /形成頻率3for(count=100;count>0;count-) out=out; delay500(); delay500(); delay500(); delay500(); /形成頻率4 本次實驗不同與基礎設計，我們是用C語言進行編寫的

8、。其主要的作用在于delay500()這個函數，每執行一次delay500()函數，在OUT端口上就能獲得一定赫茲的脈沖。通過四次for循環達到控制響鈴時間的長短。設計四個頻段的周期按1：2：3：4輸出。2.6 實驗結果與誤差分析2.6.1 實驗結果通過ISIS模擬器中的圖標模式可模擬出蜂鳴器所接收到的信號。這是一個周期所接收到的信號圖，圖中紅色數字表明的是代表不同頻率的波形信號。空白處為兩段信號段之間的延延時程序。由此圖可得知波形1-4各個波形的的頻率是依次減小的，從而帶來蜂鳴器不同節奏的音頻。將正確調制過后的HEX文件導入C51芯片中后，仿真結果如下：圖2.6.1.1實驗波形結果總體只是波

9、形信號1的波形信號圖，通過此圖我們可得知此波形一個周期的時間長短，從而得出此波形的頻率大小。圖2.6.1.2實驗波形結果1同理我們可以得到波段2的波形圖如下：圖2.6.1.3實驗波形結果2同理我們可以得到波段3的波形圖如下：圖2.6.1.4實驗波形結果3同理我們可以得到波段4的波形圖如下：圖2.6.1.5實驗波形結果42.6.2誤差分析通過仿真我們得到了四種頻率的脈沖波形即：種類頻段1頻段2頻段3頻段4周期/s 0.00180.003640.005480.00724頻率/HZ550274182138 以上我們可以看出實驗結果和預計的比例關系大致一致。誤差產生的原因有1. 程序本身是通過C語言執

10、行空命令來實現延遲的，不是采用C51部的定時器/計數器來實行中斷的，不能達到輸出精確頻率波段。2. 蜂鳴器的外接電路中電容器的充放電時間無法準確控制，可能使電壓的高低變化有一定的偏差，導致輸出的電壓的高低界限不明顯，從而使圖表模式中的AUDIO的波形的頻率有差錯。3. 頻率測量的人為誤差也是不可避免的。第三章 提高設計報告任務說明書3.1 小組成員與學號學號孟波0807040208何云隆08070401273.2 本人工作任務詳細說明在本次試驗中，我主要是設計硬件部分。其中硬件的設計有：3.2.1復位電路圖3.2.1 復位電路手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平（圖2.5.1）。

11、當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。單片機在啟動時都需要復位，以使CPU與系統各部件處于確定的初始狀態，并從初態開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片的施密特觸發器中的。當系統處于正常工作狀態時，且振蕩器穩定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統復位。3.2.2 晶振電路圖3.2.2晶振電路圖晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡，電

12、工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯諧振，較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率圍，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路。3.2.3蜂鳴器電路圖3.2.3 蜂鳴器電路圖 有源蜂鳴器需要輸入有一定驅動能力的交流信號才能發聲，發聲頻率即交流信號的頻率，因此能夠發出各種不同音調的響聲，可用來演奏簡單樂曲。蜂鳴器在正常工作時，一般需要數十毫安的驅動電流，這大大超過了8051的I/O承受能力。對這種中等電流負載的驅動方法，一般可

13、采用晶體管。圖 2.53是蜂鳴器的典型驅動電路。 當OUT為低的時候晶體管Q1截止，電源對電容C5進行充電，而當OUT為高的時候，Q1開通，C5則放電，因此形成的脈沖驅動蜂鳴器發出聲音。第四章 實驗心得由單片機設計的門鈴系統，雖然簡單，但是其中運用了，單片機的中斷，復位，延時等我們在本學期學習的單片機的課程。由于時間不夠，在設計上略有粗糙，在播放的曲調上，還可以繼續拓展，拓展成多音節，多曲調，的音樂程序。通過本次課程的設計，不但加深我對在課程上所學到的單片機理論知識的認識和理解，重新讓自己認識到了這門學科的在應用方面的廣闊前景，并且通過知識與應用于實踐的結合更加豐富了自己的知識。擴展了知識面，不但掌握了本專業的相關知識，而且對其他專業的知識也有所了解，而且較系統的掌握單片機應用系統的開發過程，因而自身的綜合素質有了全面的