1、實驗報告專業班級學生姓名學號指導教師一、單片機簡介3二、74LS374簡介6三、設計要求8四、設計方案8五、軟件編程9六、實驗心得9、單片機簡介1.1MSC-51芯片簡介：8051是MCS-51系列單片機的典型產品,我們以這一代表性的機型進行系統的講解存儲器的結構FFFFHFFHFFFFH程序存儲器RAM存儲藉SFR(8032)特殊功能寄存器O8RAMI/O口蠅IDATA0000Htt據緩沖區工作寄存器區內部數據存儲器DATA位尋址區BDATA00。0H外部數據存儲器XDATA8051單片機包含中央處理器、程序存儲器（ROM）數據存儲器（RAM、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等幾大

2、單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，現在我們分別加以說明：B051內部結構I程序存儲器|數據存儲器|定時L十數器|wtft。1口服1斤8051時鐘TD判P4U胖一'I2I'/uI'/據第址線制線數總地總控總I并行工網口用行通信口I中斷系統圖1-18051內部總線分配圖1）中央處理器（CPU：中央處理器（CPU）是整個單片機的核心部件，是8位數據寬度的處理器，能處理8位二進制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。2）數據存儲器（RAM）8051內部有128個8位用戶數據存儲單元和128個專用寄存器單元，它

3、們是統一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據，所以，用戶能使用的RAMR有128個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表。3）程序存儲器（ROM）:8051共有4096個8位掩膜ROM用于存放用戶程序，原始數據或表格。4）定時/計數器（ROM*8051有兩個16位的可編程定時/計數器，以實現定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。5）并行輸入輸出（I/O）口：8051共有4組8位I/O口（P0、P1、P2或P3）,用于對外部數據的傳輸。6）全雙工用行口：8051內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該用行口既可以用作異步

4、通信收發器，也可以當同步移位器使用。7）中斷系統8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優先級別選擇。8）時鐘電路8051內置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數據存儲器分開的形式，即哈佛（Harvard）結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一的結構，即普林斯頓（Princeton）結構。INTEL的MCS-51系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續產品16位的MCS-96系列單片機則采

5、用普林斯頓結構。-p,-I通道口驅動器I通道之驅動露II通道驅動闕I通道？驅動嘉ITFiiEFROMRDM1F2Q1|ACC|TTZIfTKFl堆棧指針TMF2FSEN一ALEwEA0RST一定時和指令控制邏輯寄存器中斷、串行口定時部律羯健沖器程序地址寄存器I通道頷存器I乂TALI-IQI-''KTAB2圖1-2MCS-51系列單片機的內部結構示意圖1.2MCS-51的引腳說明P1.0Pl1P12P13PL4FI.5F1.6P1.7ESTMD?P30TJID/P3,1IWT0/P3.2面U.?T0/P3.4H/P3.5WP5.6EB/P$,7XTjAL2XTAL1UUCEC匚匚

6、u匚ECELIUT匚匚匚CECMCS-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用。現在我們對這些引腳的功能加以說明：如圖2-1Vcc PO.0/AD03PO.1/AT1PO2/AB2P0.37AC? FO.4/AD4 TO5./AT5 PQ.67AD& pa.1/AD? Ea/vpf_2aleapSoc PESH F2.T/A19F2.6/114 P2.%JU3 Pi.4/JU3 P2.3/All1P2.2/11

7、03P2. P2.0/A8圖2-1RESET/Vpd：復位信號復用腳，當8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現24個時鐘周期以上的高電平，系統即初始復位。初始化后，程序計數器PC指向0000H,P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H,其它專用寄存器被清"0；'RESET由高電平下降為低電平后，系統即從0000H地址開始執行程序。然而，初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態，8051的初始態。8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖2-2。止匕外，RESET/Vpd還是一復用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保

8、證單片機內部RAM的數據不丟失。RESET8051fnm-=k3051旌BET內部時鐘方式外部時鐘方式上電自動復位手動復位電路圖2-2ALE/PROG：當訪問外部程序器時，ALE（地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節。而訪問內部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號,這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。如果單片機是EPROM在編程其間，PROG用于輸入編程脈沖。PSEN:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數據將出現在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數據放

9、到P0口上，由CPU賣入并執行。EA/Up：程序存儲器的內外部選通線，8051和8751單片機，內置有4kB的程序存儲器，當EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內部程序存儲器指令數據，而超過4kB地址則讀取外部指令數據。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。在編程時，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。單片機的特點：(1)高集成度，體積小，高可靠性單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業測控環境要求設計的，內部布線很短，其抗工業噪音性能優于一般通用的CPU單片機程

10、序指令，常數及表格等固化在ROW不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內，故可靠性高。(2)控制功能強為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統均有極豐富的條件：分支轉移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。(3)低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品為了滿足廣泛使用于便攜式系統,許多單片機內的工作電壓僅為1.8V3.6V,而工作電流僅為數百微安。(4)易擴展片內具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構成各種規模的計算機應用系統。(5)優異的性能價格比單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流

11、水線和DSPI?技術。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達到1MBW16MB片內的ROMg量可達62MBRAMg量則可達2MB由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。、74LS374簡介374為具有三態輸出的八D邊沿觸發器，共有54/74S374和54/74LS374兩種線路結構型式，其主要電器特性的典型值如下(不同廠家具體值有差別)：型號fmPD54S374/74S374100MHz450mW54LS374/74LS37450MHz135mW374的輸出端O0O7可直接與總線相連。當三態允許控制端OE為低電平時，O0O7為正常

12、邏輯狀態，可用來驅動負載或總線。當OE為高電平時，O0O7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。當時鐘端CP脈沖上升沿的作用下，O隨數據D而變。由于CP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400mV引出端符號：D0D7數據輸入端OE三態允許控制端（低電平有效）CP時鐘輸入端O0O7輸出端74ls374引腳管腿圖：邇qS里的電班現,yI印11/11"1E向向1可廿II丘口LdLdLdLiJLiJLiJLAJLdCfcCc1);D10|牛蟲S03GML74ls374邏輯圖和功能真值表:LS37J口mLEOE仇HLHLLLXXHZ*

13、三、設計要求1.基本要求：東西和南北方向各一組（紅綠雙色燈）指示燈，按一般交通規則進行循環順序開通和斷開。數碼管能正常顯示倒計時時間，和指示燈同步2:發揮部分：可以增加設定紅綠燈初始值，可直接用硬件調節初始值。3.提供的原件：3片374鎖存器，1片138譯碼器，8個數碼管，8個電阻，4個雙色燈，導線，等等四、設計方案1 .因為要用到數碼管計時，所以要用到定時器和中斷。根據實際情況，I/O口夠用，所以不用138。2 .準備工作：焊電路前，查清鎖存器374和數碼管的管腳排列。3.P0口對應燈管，P2口接鎖存器374,4排版布局好要焊的原件。使能端接P3A0:duanxuan,P3A1:weixua

14、n5.交通燈變化規律：狀態1:南北紅燈，東西綠燈，倒計時30秒狀態2:南北紅燈，東西黃燈，倒計時5秒。狀態3:南北綠燈，東西紅燈，倒計時30秒狀態4:南北黃燈，東西紅燈，倒計時5秒。PDJVaNIPD.I/AErlrum啊nsruj/unPfi.rfAD*POMS叩HamPDJ/An1就Nd拿：主,豐:十：.005-隆及南.武瞥”劭1mEZHMIF3.-tM1ZrZXMJpzm”FZ7M15HITMlF3.IHMfsjfrm叮ZFE”孫聲UfTTIFlCiTKFlTlWdadOoddO-'QQ注gg器幅五、軟件編程六、實驗心得終于完成了設計，不過調試的時候卻發現結果和想的有所不同，通過

15、監控和修改才得出了需要的設計。這次的設計讓我們增長了實踐技能，還增加了有關交通知識，這些對于我們真是受益匪淺。最后，我們覺得，不見風雨，怎么能見彩虹呢？我把體會用十個字概括：天下無難事，只怕有心人一次又一次的學習，探索，我們慢慢地在體會，研究和感悟，終于開始領會到將近成功的那一份喜悅，從查找資料，程序設計，到整理每一個次的調試，我們學會了細心和耐心，也品嘗到了酸、甜、苦、辣，無數的成功與失敗更加肯定了我們的研究成果。興趣是自發形成的，而默契是慢慢培養出來的。當前的社會,科技迅速發展，知識更新速度大大加快，只有我們共同去探索，用自己的雙手去征服每一片天空，用我們新的力量去打造一片創新的領域。附錄

16、：相關源程序：#include"reg51.hsbitXR=P0A3;sbitXG=P0A2;sbitNR=P0A6;sbitNG=P0A7;sbitDR=P0A4;sbitDG=P0A5;sbitBR=P0A0;sbitBG=P0A1;sbitweixuan=P3A1;sbitduanxuan=P3A0；unsignedcodeduanma=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f);unsignedkk,shi,ge,cound;voiddelay(unsignedchar);voiddisplay(unsignedge,

17、unsignedshi);voidzt1();voidzt2();voidzt3();voidzt4();voidmain()TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TR0=1;NR=0;NG=0;BR=0;BG=0;DG=0;DR=0;P2=0x00;weixuan=1;duanxuan=1;delay(1);NR=1;NG=1;BR=1;BG=1;DG=1;DR=1;P2=0xff;weixuan=1;duanxuan=1;delay(1);while(1)zt1();zt2();zt3();zt4();voiddelay(unsignedcharz)(unsignedi,j;for(i

18、=0;i<z;i+)for(j=0;j<110;j+);)/段碼顯示voiddisplay(unsignedge,unsignedshi)(weixuan=0;P2=0x5a;/個位weixuan=1;duanxuan=0;P2=duanmage;duanxuan=1;delay(5);weixuan=0;P2=0xa5;/+位weixuan=1;duanxuan=0;P2=duanmashi;duanxuan=1;delay(5);)voidzt1()/南北紅燈，東西綠燈，亮30秒cound=31;TMOD=0x01;/定時器T0工作于方式1EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)NR=0;NG=1;BR=0;BG=1;DG=0;DR=1;XG=0;XR=1;if(kk=20)(kk=0;cound-;if(cound=4)(break;)shi=cound/10;ge=cound%10;)display(ge,shi);)voidzt2()/南北紅燈，東西黃燈,(cound=