1、單片機原理及應用課程設計指導書趙新蕖 編自動控制系目 錄1 簡易波形發生器11.1設計任務11.2硬件原理圖11.3軟件設計11.4思考題32 單片機交通燈控制器42.1任務目標42.2硬件原理圖42.3軟件設計43 簡易數字電壓表53.1設計任務53.2硬件原理圖53.3軟件設計53.4思考題74 簡易頻率測量儀84.1任務目標84.2硬件原理圖84.4思考題125簡易時鐘135.1任務目標135.2硬件原理圖135.3軟件設計135.4思考題176電子密碼鎖186.1任務目標186.2硬件原理圖186.3軟件設計186.4思考題247 排隊叫號機257.1任務目標257.2硬件原理圖257

2、.3軟件設計267.4思考題318 兩車間數據通信控制328.1任務目標328.2硬件原理圖328.3軟件設計328.4思考題361 簡易波形發生器1.1設計任務設計簡單的波形發生器，要求能輸出固定頻率的方波、三角波、占空比1:3的矩形波和鋸齒波，并利用按鍵實現波形的切換。K1K2K3K4R1 10K12MHzC1 30PFDI0 VccDI1 ILEDI2 /XFERDI3DI4 RFBDI5 DAC0832DI6 IOUT1DI7/CS IOUT2/WR1 /WR2 GNDP2.7+5VOUTC3 22FSW1+5VC2 30PFXTAL1 P0.0 P0.1 P0.2XTAL2 P0.3

3、 P0.4 P0.5RST P0.6 P0.7 AT89C52 P2.7/EA /WR P1.0 P1.1P1.2 / INT0P1.31.2硬件原理圖 -+1.3軟件設計參考程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INT_0ORG 0030HMAIN: MOV SP , #70HSETB EASETB EX0SETB IT0MOV DPTR , #7FFFHSJMP $ORG 0070HINT_0: JNB P1.0 , FANG JNB P1.1 , JUCHI JNB P1.2 , JUXING JNB P13 ,SANJIAO FANG: LJMP FANG

4、BO JUCHI: LJMP JUCHIBO JUXING: LJMP JUBOSANJIAO: LJMP SANJIAOBOORG 0100HFANG: MOV A , #00HMOVX DPTR , ALCALL DELAYMOV A , #0FFHMOVX DPTR , ALCALL DELAYSJMP FANGORG 0150HJUCHIBO: MOV A , #00HLOP: MOVX DPTR , AINC ASJMP LOPORG 0200HJUBO: MOV A , #0FFHMOVX DPTR ,A LCALL DELAYMOV A , #00HMOVX DPTR , ALC

5、ALL DELAYLCALL DELAYSJMP JUBOORG 0260HSANJIAOBO: MOV A , #80HL1: MOVX DPTR ,A INC ACJNE A , #00H , L1SJMP SANJIAOBOORG 0230HDELAY: MOV R7 , #100L2: MOV R6 , #250DJNZ R6 , $DJNZ R7 ,L2RETEND1.4思考題1.DAC0832的輸出方式是單極性的還是雙極性的？2.四個按鍵K1、K2、K3和K4按下時，OUT端輸出的電壓波形的時序圖分別是什么？2 單片機交通燈控制器2.1任務目標某十字路口，南北向為主干道，東西向為支

6、道，每個道口安裝一組交通燈：紅、黃、綠。設計十字路口的交通燈控制器，使交通燈按狀態1狀態2狀態3狀態4的規律變化，循環不止。狀態1：東西向綠燈亮，南北向紅燈亮，其他燈全滅，保持30秒狀態2：東西向黃燈亮，南北向紅燈亮，其他燈全滅，保持5秒狀態3：東西向紅燈亮，南北向綠燈亮，其他燈全滅，保持20秒+5V東西向紅黃綠紅黃綠紅黃綠紅黃綠南北向R=1K狀態4：東西向紅燈亮，南北向黃燈亮，其他燈全滅，保持5秒2.2硬件原理圖XTAL1 P0.0 P0.1 P0.2XTAL2 P0.3 P0.4 P0.5RST AT89C52 /EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5C1 30P

7、F12MHzC2 30PFR1 10KC3 22FSW1+5V2.3軟件設計本課題的軟件部分主要由兩部分組成：主程序和延時子程序。3 簡易數字電壓表3.1設計任務利用ADC0809實現對100V以內的電壓值進行測量。3.2硬件原理圖abcdefghabcdefghR1 10KCOMCOMP3.2信號輸入D0 CLK REF+D1 EOCD2 D3 IN-7D4 IN-6D5 ADC0809D6 IN-5D7 IN-4C IN-3B IN-2A IN-1ALE IN-0START REF-OE R2 19KR3 1K+5V÷412MHzC1 30PFC3 22FSW1+5VC2 30P

8、FXTAL1 ALE P0.0 P0.1 P0.2XTAL2 P0.3 P0.4 P0.5RST P0.6 P0.7 AT89C52 P2.7/EA P2.6P1.0 P2.5P1.1 /WRP1.2 P2.4P1.3 P1.4 /RDP1.5 P2.0P1.6 P2.1P1.73.3軟件設計ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SP , #70HLOP:LCALL ADCHANGELCALL BCDANGELCALL SHOWSJMP LOPORG 0050HADCHANGE:MOV DPTR , #6000HMOVX A , DPTRJNB P3.2 ,

9、 $MOVX A , DPTRRETORG 0070HBCDCHANGE:MOV B , #0AHDIV ABMOV 30H , AMOV 31H , BRETORG 0100HSHOW: MOV DPTR , #TABMOV A , 31HMOVC A , A+DPTRMOV P1 , AMOV P2 , #01HLCALL DELAYMOV A , 30HMOVC A , A+DPTRMOV P1 , AMOV P2 , #02HLCALL DELAYRETORG 0200HDELAY:MOV R7 , #50L1:MOV R6 , #200L2:NOPNOPNOPDJNZ R6, L2D

10、JNZ R7 , L1RETORG 0280HTAB:DB 0C0H , 0F9H , 0A4H , 0B0H , 99H , 92H , 82H DB 0F8H , 80H , 90HEND3.4思考題1.原理圖中的電阻R2和R3的作用是什么？2.兩個八段數碼管那個是顯示電壓的個位，那個顯示電壓的十位？3.如果要加大電壓表的量程，在軟硬件設計上分別要做怎樣的改動？4 簡易頻率測量儀4.1任務目標對8001200HZ中頻電源進行頻率監控，測量精度不低于1%并用數碼管實時顯示被測脈沖頻率值。主要任務：1. 信號變送：對被測信號實現兩個變換：強電弱電；正弦方波2. 頻率計算：計算頻率并保存兩位小數

11、3. 頻率顯示：十六進制BCD碼4.2硬件原理圖XTAL1 XTAL2 P3.4 RST AT89C52 /EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P2.0P1.4 P2.1P1.5 P2.2P1.6 P2.3P1.7+5vC4 4.7K R3R2 4.7K14CD4093B13 27變壓器次級COMCOMCOMCOMR1 10KC3 22FSW1+5VC2 30PF12MHzC1 30PFC1 30PF12MHzabcdefgh4.3軟件設計參考程序ORG 0000HSJMP MAINORG 000BHLJMP T0_SORG 0030HMAIN:MOV SP , #60HSETB E

12、T0SETB EAMOV TMOD , #51HMOV R7 , #04HCLR AMOV R0 , #41HCLEAR:MOV R0 , AINC R0DJNZ R7 , CLEARMOV TH0 ，#3CHMOV TL0 , #0B0HMOV TH1 , #00HMOV TL1 , #00HMOV 40H , #00HMOV TCON , #50HSTART:LCALL H_BCDLCALL DISPSJMP STARTORG 0200HT0_S:PUSH ACC MOV TH0 , #3CH MOV TL0 , #0B0HINC 40HMOV A , 40HCJNE A , #14H ,

13、 DONEMOV TCON , #0A0HMOV 46H , TL1MOV 45H , TH1MOV 40H , #00HMOV TH1 , #00HMOV TL1 , #00HMOV TCON , #50H DONE:POP ACCRETIORG 0300HH_BCD:PUSH PSW SETB RS0MOV R1 ，#41HMOV R5 ，#03H CLR AHB1:MOV R1 , AINC R1DJNZ R5 , HB1MOV R7 , #10H HB2: MOV R0 , #45H MOV R6 , #02H CLR C HB3: MOV A , R0 RLC A MOV R0 ,

14、A INC R0 DJNZ R6 , HB3 MOV R1 , #41H MOV R5 , #03H NOP HB4: MOV A , R1 ADDC A , R1 DA A MOV R1 , A INC R1 DJNZ R5 ,HB4 DJNZ R7 ,HB2 POP PSW RET ORG 0400HDISP:MOV R1， #41H MOV R3 , #02H MOV R4 , #0FEHMOV DPTR , #TABLOP:MOV A , R1 ANL A , #0FHMOVC A , A+DPTRMOV P1 , AMOV P2 , R4LCALL DELAYMOV A , R4RL

15、 AMOV R4 , AMOV A , R1SWAP AANL A , #0FHMOVC A , A+DPTRMOV P1 , AMOV P2 , R4LCALL DELAYINC R1DJNZ R3 , LOPRET TAB : DB 3FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H , 7FH , 6FHORG 0500HDELAY: MOV 31H , #200 DL1: NOP NOP NOP DJNZ 31H , DL1 RET4.4思考題1.CD4093前端接的變壓器的作用是什么？2.頻率顯示中的高低位的排序是怎樣的？5簡易時鐘5.1任務目

16、標利用單片機內部的定時計數器和八段LED數碼管設計一個實時時鐘，主要功能如下：1.六個數碼管實時顯示時間：時分秒2.能夠手動設置時間時、分5.2硬件原理圖R1 10KC3 22FSW1+5VC2 30PF12MHzC1 30PF /EAP2.0P2.1RST P3.2XTAL1 AT89C52 XTAL2P1.0 P1.1 P0.0P1.2 P0.1P1.3 P0.2P1.4 P0.3P1.5 P0.4P1.6 P0.5P1.7SW2SW3COMCOMCOMCOMCOMCOMabcdefgh5.3軟件設計參考程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT_0

17、 ORG 000BH LJMP T0_S ORG 0030HMAIN: MOV SP , #60H SETB EA SETB ET0 SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 CLR PT0 SETB PX0 SETB PX1 MOV R2 , #00H MOV R3 , #00H MOV R4 , #00H MOV TMOD , #01H MOV TH0 , #3CH MOV TL0 , #0B0H MOV R0 ,#30H SETB TR0 MOV R7 , #20 LOOP:LCALL BCD_CH LCALL DISPLAY SJMP LOOP ORG 0

18、100H T0_S:MOV TH0 , #3CH MOV TL0 , #0B0H DJNZ R7 ,OUT MOV R7 , #20 INC R2 CJNE R2 , #60,OUT MOV R2 , #00H INC R3 CJNE R3 , #60 ,OUT INC R4 MOV R3,#00H CJNE R4 , #24 ,OUT MOV R4 , #00H OUT:RETI ORG 0200H INT_0:JNB P2.1 ， SHI INC R3 CJNE R3 , #60 ,OUT1 MOV R3 , #00H SJMP OUT1 SHI:INC R4 CJNE R4 , #24,

19、OUT1 MOV R4 , #00H OUT1:RETI ORG 0300HBCD_CH: MOV R0 , #30H MOV A , R2 MOV B ,#10 DIV AB MOV R0 , B INC R0 MOV R0 ,A INC R0 MOV A, R3 MOV B ,#10 DIV AB MOV R0 , B INC R0 MOV R0 ,A INC R0 MOV A , R4 MOV B , #10 DIV AB MOV R0 ,B INC R0 MOV R0 ,A RET ORG 0500H DISPLAY:MOV DPTR , #TAB1 MOV R0 , #30H MOV

20、 40H , #06H MOV 50H , #0FEH MOV A , 50H LOP:MOV P0 , A MOV A , R0 MOVC A , A+DPTR MOV P1 , A LCALL DEL INC R0 MOV A ,50H RL A MOV 50H ,A DJNZ 40H ,LOP RET ORG 0600H DEL:MOV 51H , #200 LP1:NOP NOP NOP DJNZ 51H , LP1 RET TAB1:DB 3FH ,06H ,5BH ,4FH ,66H DB 6DH ,7DH ,07H ,7FH ,6FH END5.4思考題1.記錄時、分、秒的單元分

21、別是什么？2.SW1、SW2和SW3的作用分別是什么？3.時、分、秒的顯示的位顯信號分別對應P0口的那個引腳？6電子密碼鎖6.1任務目標利用單片機AT89c52單片機設計一個電子密碼鎖，實現以下功能：1.利用鍵盤輸入實現6位數的密碼設定輸入；2.實現密碼識別：正確時，開鎖；錯誤時，發出提示聲，連續錯誤3次，鎖定一段時間6.2硬件原理圖R1 10KC3 22FSW1+5VC2 30PF12MHzC1 30PF /EARST P3.2XTAL1 AT89C52 XTAL2 P0.0 P0.1P1.0 P0.2 P0.3 P0.6P1.1 P0.5 P0.4P1.7SW20 1 23 4 56 7

22、89 確認 刪除6.3軟件設計參考程序ORG 0000HSJMP MAINORG 0003HLJMP INT0_SORG 0030HMAIN: MOV SP , #70H MOV IE , #81HSETB IT0MOV 60H , #00HMOV R1 , #40HMOV R6 , #06HL1:LCALL KEY_SCAN LCALL KEY_DO LCALL SHIBIESJMP L1 KEY_SCAN:LCALL SCAN JNZ LK1 LJMP OUT LK1: LCALL DELAY LCALL SCAN JNZ LK2 LJMP OUT LK2: MOV R3 , #00H M

23、OV R2 , #0FEH LK3: MOV A , R2 MOV P0 , A MOV A , P0 ANL A , #0F0H MOV R4 , A CJNE A , #0F0H ,LK4 MOV A , R2 JNB ACC.3 , OUT RL A MOV R2 , A INC R3 SJMP LK3 LK4: MOV A ,R3 RL A ADD A ,R3 MOV R5 ,A MOV A ,R4 SWAP A MOV R6 ,#03H LK5: RRC AJNC OUT INC R5 DJNZ R6 , LK5 OUT:RET SCAN: MOV P0 , #0F0H MOV A

24、, P0 ANL A , #070H ORL A , #8FH CPL A RET KEY_DO:MOV DPTR , #TAB MOV A , R5 RL A MOV R5 , A ADD A , R5 JMP A+DPTRTAB: LCALL KEY_0 RET LCALL KEY_1 RET LCALL KEY_2 RETLCALL KEY_3 RETLCALL KEY_4 RETLCALL KEY_5 RETLCALL KEY_6 RETLCALL KEY_7 RETLCALL KEY_8 RETLCALL KEY_9 RETLCALL KEY_10 RETLCALL KEY_11 R

25、ETKEY_0:MOV A , #00H RETKEY_1:MOV A , #01H RETKEY_2:MOV A , #02H RETKEY_3:MOV A , #03H RETKEY_4:MOV A , #04H RETKEY_5:MOV A , #05H RETKEY_6:MOV A , #06H RETKEY_7:MOV A , #07H RETKEY_8:MOV A , #08H RETKEY_9:MOV A , #09H RETKEY_10:MOV A , #0AH RETKEY_11:MOV A , #0FFH RETSHIBIE: CJNE A , #0AH ,JX1 MOV

26、R0 , #30H MOV R1 , #40H MOV R7 , #06H NEXT: MOV A , R0 MOV 50H , R1 CJNE A , 50H ,ERR INC R1 INC R0 DJNZ R7 , NEXT CLR P1.0 LCALL DELAY1 SJMP GOERR: INC 60H CJNE 60H , #03H ,GOON CLR EALOCK:MOV R6 , #20 LCALL DELAY1 DJNZ R6 , LOCK SETB EA MOV 60H , #00H SJMP GOGOON:CLR P1.1 LCALL DELAY1GO:RETJX1:CJN

27、E A , #0FFH , JX2 DEC R1 MOV R1 , #00H RETJX2:MOV R1, A INC R1 RETDJNZ R6 ,SHURU LCALL KEY_10 SJMP SHI_OUTSHURU: MOV R1 , A INC R1 SHI_OUT:RETINT0_S:PUSH PSW SETB RS0 MOV R0 , #30H LOOP:LCALL KEY_SCAN LCALL KEY_DO CJNE A ,#0FFH ,LOOP1 DEC R0 MOV R0 , #00H SJMP LOOP2LOOP1: MOV R0 , A INC R0LOOP2: CJN

28、E R0 ,#36H , LOOP CLR RS0 POP PSW RETIDELAY1: MOV 5FH , #25DEL1: MOV 5EH , #200DEL2: MOV 5DH , #200DEL3: NOP NOP NOP DJNZ 5DH , DEL3 DJNZ 5EH , DEL2 DJNZ 5FH , DEL1 RET END6.4思考題1. P1.0、P1.1模擬的功能是什么？2. 連續錯誤3次，鎖定多長時間？3. 設定的密碼保存在哪些單元？開鎖時輸入的密碼又保存在哪些單元？7 排隊叫號機7.1任務目標1. 由按鍵實現根據三種不同的情況分別排隊，并從號碼上加以區分。例如：銀行

29、排隊叫號機。根據個人存取款業務、大額存取款業務（5萬元以上）和其他交費業務分別排號，并以首寫字母A、C和E對其進行區分。2統計功能，對三種情況進行總計，并由按鍵控制顯示7.2硬件原理圖abcdefghR1 10KC3 22FSW1+5VC2 30PF12MHzC1 30PFP3.3 /EAP2.0P2.1P2.2 RST P3.2XTAL1 AT89C52 XTAL2P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P0.0P1.4 P0.1P1.5 P0.2P1.6 P0.3P1.7SW3SW4SW5SW27.3軟件設計參考程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HLJMP INT_0

30、ORG 0013HLJMP INT_1ORG 0030HMAIN: MOV SP , #60HMOV IE , #85HSETB PX1MOV TCON ,#05HMOV A , #00HMOV R1 , #30HMOV R3 , #09HCLEAR :MOV R1 ,AINC R1DJNZ R3 , CLEARWAIT:LCALL DISP1SJMP WAITORG 0070HINT_0: JNB P2.0 , SW3_S JNB P2.1 , SW4_S INC 32H MOV 35H , #0AHMOV A ,32HLCALL DH_BCDLCALL DISPRETI SW3_S:INC

31、 30H MOV 35H ,#0CH MOV A , 30HLCALL DH_BCD LCALL DISP RETI SW4_S:INC 31H MOV 35H , #0EH MOV A ,35HLCALL DH_BCD LCALL DISP RETI ORG 0150H INT_1: MOV R0 , #30H MOV R1 , #33H MOV A , R0 INC R0 ADD A ,R0 MOV R1 ,A INC R1 MOV A , #00H ADDC A , #00H MOV R1 ,A DEC R1 MOV A ,R1 INC R0 ADD A , R0 MOV R1 , A

32、INC R1 MOV A , R1 ADDC A , R1 MOV R1 , ALCALL SH_BCD LCALL DISP RETI ORG 0300H DH_BCD: MOV R0 ,#36HMOV B , #100 DIV AB MOV R0 ,A MOV A , B MOV B , #10 DIV AB INC R0 MOV R0 , A INC R0 MOV R0 ,B RETSH_BCD: PUSH PSW SETB RS0 MOV 35H , #00HMOV R1 ，#36HMOV R5 ，#03H CLR AHB1:MOV R1 , AINC R1DJNZ R5 , HB1MOV R7 , #10H HB2: MOV R0 , #34H MOV R6 , #02H CLR C HB3: MOV A , R0 RLC A MOV R0 , A INC R0 DJNZ R6 , HB3 MOV R1 , #36H MOV R5 , #03H NOP HB4: MOV A , R1 ADDC A , R1 DA A MOV R1 , A INC R1 DJNZ R5 ,HB4 DJNZ R7 ,HB2 POP PSW RET DISP: MOV R1 , #35H MOV