文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 单片机课程设计报告

单片机课程设计报告

单片机课程设计报告
单片机课程设计报告

课程设计报告

课程名称单片机原理及应用

设计题目电子琴的设计

专业班级自动化1142

姓名周太永

学号1104421242

指导教师蔡长青张卓

起止时间2014.6.23-2014.7.11

成绩评定

考核内容设计

表现

设计

报告

答辩

综合

评定

成绩

电气与信息学院

2013/2014学年第二学期

《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书

指导教师:蔡长青班级:自动化1141、2班

地点:机房、单片机实验室(实训中心415)

课程设计题目:基于单片机原理的电子琴设计

一、课程设计目的

1.灵活运用单片机的基础知识,依据课程设计内容,能够完成从硬件电路图设计,

到PCB制版,再到软件编程及系统调试实现系统功能,完成课程设计,加深对单片机基础知识的理解,并灵活运用,将各门知识综合应用。

2.能够上网查询器件资料,培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。

3.独立完成一个小的系统设计,从硬件设计到软件设计,增强分析问题、解决问

题的能力,为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。

二、课程设计内容(包括技术指标)

1.焊接。认真、仔细,避免缺焊、漏焊。

2.频率计算。会计算脉冲值与频率的关系。

3.工作过程。开机时,第一步是对定时器T0进行初始化,设定它的工作状态(对

于本系统将T0设定为工作方式0);然后判断是否有键按下,如果没有按键按下,继续判断,如果有按键按下,则判断是哪个键按下;再根据按键的功能将计数初值装入定时器T0中中并启动T0,当T0定时完毕后,重新装入计数初值继续定时并将P3.3取反,再次定时完毕后再一次的装入计数初值

继续定时并将P3.3取反,一直循环此操作直到按键释放为止,按键释放后

停止T0工作并再次判断是否又有按键按下,并继续执行以前的过程。

三、时间安排

1.布置任务、查资料1天

2.硬件电路图设计及PCB制版3天

3.硬件电路图及PCB制版验收、电路板焊接1天

4.软件编程设计3天

5.系统调试3天

6.调试验收1天

7.完成设计报告3天

四、基本要求

1.画出硬件电路图,完成PCB制版;

2.画出软件流程图,编写程序(C51语言/汇编语言);

3.完成系统调试;

4.提交设计报告。

摘要

随着电子技术的发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣,电子技术与音乐的结合不断加深。由此而产生的电子琴在这种形势下,因其体积小,易于携带,经济适用,对初学者,尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的,一首简单的曲子灵感好的人甚至不用很多的练习和教师的指导就能很快的弹奏出来。是一般家庭都能承受得了的经济投入,而且电子琴键盘操作直观易于掌握。这样就强烈地激发了学习者的学习兴趣,迅速地提高了电子琴的普及率。电子琴使用简单。

深受广大音乐爱好者推崇。

作为当代的大学生,掌握电子琴的制作是很好检验我们所学知识应用。它所包含的知识基本上覆盖我们的模拟电子技术基础、数字电子技术基础、EDA技术、电子线路、单片机基础以及接口技术课程的重要章节。虽然我们不能设计出很复杂的电子琴,主要是考虑到设备以及成本等一系列问题,因此我打算设计并制作一个简易的电子琴。采用集成电路设计,基于AT89S52单片机设计一款简易的电子琴,采用4*4距阵键盘,鉴于传统电子琴可以用键盘上的“k0”到“k16”键演奏从低So到高DO等16个音,从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。

关键字

电子琴单片机 AT89S52

目录

1 引言

1.1 电子琴设计的背景

随着电子科技的飞速发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。

基于当前市场上的玩具市场需求量大,其中电子琴就是一个很好的应用方

面。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能,从而实现电子琴的

微型化,可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。并且可以进行一定的

功能扩展。鉴于传统电子琴可以用键盘上的“k0”到“k16”键演奏从低So到

高DO等16个音,从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。

1.2 电子琴设计的意义

该设计具有以下优点:

(1)可以随意弹奏想要表达的音乐;

(2)制作简单,成本低。

(3)比传统电子琴功能更完善。

1.3 电子琴设计的目标

由于本设计主要用于人们娱乐方面,因此在设计上尽量使其安全以及简单

易操作。其次,在这次设计可行性上进行分析如下:

1.3.1 经济可行性:

所谓经济可行性,即在这次设计上需要投入资金的多少,由于课程设计是提高我们的动手能力以及资金有限。因此在经济上必须能够承受,比较理想化的对于我们课程设计来说是不可行的。通过分析后,无论是在器件价格或是常见度上均是可行的。

1.3.2 技术可行性:

技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成课程设计的主

要问题,硬件、软件能否满足设计者的需要等。通过分析各种软件环境,硬件仿真环境等均已经具备。

综上所述,本系统设计目标已经明确,在经济与技术上均可行,因此本系统的开发是完全可行的。

2 系统组成及方案论证

2.1 系统组成

本系统主要以51系列单片机为核心,与键盘、扬声器、LED显示模块一起组合而成。主要包括:

2.1.1播放模块

播放模块是由扬声器构成,它几乎不存在噪声,声音效果较好,采用三极管驱动,由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。

2.1.2按键控制模块

电子琴设有8个按键,其中7个作为音符输入,另外一个按键作为自动放歌按键,实现用户存放的自动播放歌曲。7个按键分别代表7个音符,然后通过查询电子琴所按下的按键,读取电子琴输入状态。通过软硬件设计,自动放歌按键触发外部中断,中断使程序跳转,启动电子琴自动播放歌曲或单独演奏。

2.2控制系统方案选择

方案一:用可控硅制作电子琴。将220V交流电经变压器降压,再经过整流、滤波,直接获得直流电压。将单向可控硅和电阻、电容组成振荡器电路。但该设计方案制作成本高且复杂。

方案二:采用AT89C51单片机进行控制,由于AT89C51不具备ISP功能,因此Atmel公司已经停产,在市面上已经不常见,况且其ROM只有4K在系统将来升级方面比较困难。

方案三:采用STC89C52单片机进行控制,由于其性价比高,完全满足了本作品智能化的要求,它的内部程序存储空间达到8K,使软件设计有足够的内部使用空间,并且方便日后系统升级,使用方便,抗干扰性能强。

鉴于上述对比与分析,本系统设计采用方案三。

2.3设计原理

图2-2设计原理框图

主要利用单片机中的定时器中断、扬声器实现了演奏和显示功能。针对声音有音阶、音调和音长三种基本特性,通过对定时器T0送入不同的初值,调节T0的溢出时间,输出频率可控的方波,从而控制不同音阶的音调高低。而对于音长的控制,则可以向定时器T1送入一个固定初值,通过控制定时器中断循环的次数,来实现对发音时间长短的控制。对于音符和曲目的显示,主要通过读入键值,判断所选曲目或音符,我们主要使用单片机设计简易电子琴,利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏想要表达的音乐。一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,即可构成我们所想要的音乐了,当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号,

因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系整理出来即可。如图2-2为设计原理框图。

3 组成系统各部分的简介

3.1 AT89S52

功能特性:AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工

业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器8K 字节在系统可编程Flash AT89S52。

主要性能:与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作:0Hz~33Hz 、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。

图3-1 AT89S52单片机管脚图

3.2 时钟电路

时钟电路用于产生STC89S52单片机工作时所必须的控制信号。STC89S52单片机的内部电路正是在时钟信号的控制下,严格地按时序执行指令进行工作。STC89C52单片机各功能部件的运行都以时钟控制信号为准,有条不紊、一拍一拍地工作。因此,时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式:一种是内部时钟方式,另一种为外部时钟方式。

本设计中的时钟电路选择2个30pF的电容、1个震荡频率为

11.0592Hz的石英晶体,构成内部时钟晶体电路如图3-1所示。

图3-2 AT89S52内部时钟方式

3.3 复位电路

STC89C52的复位是由外部的复位电路实现的复位是单片机的初始化操作,只需给STC89S52的复位引脚RST加上大于两个机器周期(即24个时钟震荡周期)的高电平就可使STC89C52复位。如图3-2所示.当STC89C52进行复位时,PC初始化为0000H,使STC89C52单片机从程序储存器的0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外,当程序运行出错(如程序“跑飞”)或操作错误使系统处于“死锁”状态时,也需按复位键即RST脚为高电平,使STC89C52摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动程序。复位电路通常采用上电复位和按钮复位两种方式。

本设计中的复位电路选择1个10uF的电容、1个10K,1个2K电阻、以及1个复位开关。

图3-3 按键电平复位电路

3.4键盘电路

电子琴键盘采用独立式键盘。其特点是一键一线,各键相互独立,每个按键各接一条I/O口线,通过检测I/O口输入线的电平状态,可以很容易的判断哪个按键被按下,如图3-4所示。

图3-4键盘电路

3.5音频放大电路

使用PNP管来放大,其中发射极接5V电源,集电极接扬声器,电路中的电容是用来隔离直流电用的。

PNP管放大原理:当PNP管的VC

本课程设计的音频放大电路图3-4(三极管型号为2N3906):

图3-4 音频放大电路

4 接口电路

4.1 MAX232芯片介绍

该产品是由德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v +10v,而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0+5v,max232 就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F 电平。

该器件符合TIA/EIA-232-F 标准,每一个接收器将TIA/EIA-232-F 电平转换成5-V TTL/CMOS 电平。每一个发送TTL/CMOS 电平转换成TIA/EIA-232-F电平主要特点

1、单5V 电源工作

2、LinBiCMOSTM 工艺技术

3、两个驱动器及两个接收器

4、±30V 输入电平

5、低电源电流:典型值是8mA

6、符合甚至优于ANSI 标准EIA/TIA-232-E 及ITU 推荐标准V.28

7、ESD 保护大于MIL-STD-883(方法3015)标准的2000V

MAX232引脚图如图4-1所示。

图4-1MAX232引脚图

4.2与单片机链接

下图4-2为MX232串口的连接图,可以分别接单片机的串行通信口或者实验板的其它串行通信接口:

图4-2发音电路连接图

232是电荷泵芯片,可以完成两路TTL/RS-232电平的转换,它的的9、10、11、12引脚是TTL电平端,用来连接单片机的。MAX232 获得正负电源的另一种方法在单片机控制系统中,我们时常要用到数/模(D/A)或者模/数(A/D)变换以及其它的模拟接口电路,这里面要经常用到正负电源,例如:9V,-9V;12V,-12V.这些电源仅仅作为数字和模拟控制转换接口部件的小功率电源。在控制板上,我们有的只是5V电源,可又有很多方法获得非5V电源。1.外接;2.DC-DC 变换......在这里我介绍一块大家常用的芯片:MAX232。MAX232是TTL--RS232电平转换的典型芯片,按照芯片的推荐电路,取振荡电容为uF的时候,若输入为5V,输出可以达到-14V左右,输入为0V,输出可以达到14V,在扇出电流为20mA的时候,处处电压可以稳定在12V和-12V。因此,在功耗不是很大的情况下,可以将MAX232的输出信号经稳压块后作电源使用。

5 软件设计

5.1设计原理

每首音乐都是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,因此可以利用不同的频率组合,构成我们所想要的音乐,对于单片机来说产生不同的频率,可以利用单片机的定时/计数器来产生这样方波频率信号,因此,我们只要正确把一首歌曲的音阶对应频率就能达到目的。若要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),再将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间,每当计时终止后就将输出P3.3反相,然后重复计时再反相。就可在P3.3脚上得到此频率的脉冲。

利用STC89C52的内部定时器使其工作计数器模式下,改变计数值以产生不同频率的方法产生不同音阶。计数脉冲值与频率的关系式是:N=fi/2/fr,式中,N 是计数值;fi是机器频率,fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下:T =K-N=K-fi/2/fr,式中K是单片机的16位定时器最大计数值,K=216 =65536;例如低音DO(262Hz)、中音DO(523Hz)、高音DO(1046Hz)的计数值如下:T=65536-N=65536-fi/2/fr=65536-1000000/2/fr=65536-500000/fr,低音DO 的T=65536-500000/262=63628,中音DO的T=65536-500000/523=64580,根据以上公式,各音符频率与计数值T的对照如下:

表4-1音符频率对照表

音符频率(HZ)简谱码(T值)音符频率(HZ)简谱码(T值)低1 DO262 63628 # 4FA# 740 64860

#1 DO# 277 63731 中5 SO784 64898

低2 RE294 63835 # 5 SO# 831 64934

#2 RE# 311 63928 中6 LA880 64968

低 3 M330 64021 # 6932 64994

低 4 FA349 64103 中7 SI988 65030

# 4 FA# 370 64185 高1 DO1046 65058

低 5 SO392 64260 # 1 DO#1109 65085

# 5 SO# 415 64331 高2 RE1175 65110

低 6 LA440 64400 # 2 RE# 1245 65134

# 6466 64463 高3 M1318 65157

低7 SI494 64524 高4 FA1397 65178 中 1 DO523 64580 # 4 FA# 1480 65198 # 1 DO# 554 64633 高5 SO1568 65217

中 2 RE587 64684 # 5 SO#1661 65235

# 2 RE# 622 64732 高6 LA1760 65252

中3 M659 64777 # 61865 65268

中4 FA698 64820 高7 SI1967 65283

T的值决定了TH0和TL0的值,其关系为:TH0=T/256,TL0=T%256,为音符建立一个数据表,单片机通过查表的方式来获得相应的数据。低音0-19之间,中音在20-39之间,高音在40-59之间:

TABLE1: DW 64021,64103,64260,64400

DW 64524,64580,64684,64777

DW 64820,64898,64968,65030

DW 65058,65110,65157,65178

对于不同的曲调也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。琴键处理程序,根据检测得到按键值,查询音律表,给计时器赋值,发出相应频率的声音。对音调的控制:根据不同的按键,对定时器T1送入不同的初值,调节T1的溢出时间,这样就可以输出不同音调频率的方波。不同音调下各个音阶的定时器。在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率,T1用来产生音拍。

1)键盘扫描程序:

检测是否有键按下,有键按下则记录按下键的键值,并跳转至功能转移程序;无键按下,则返回键盘扫描程序继续检测

2)转移程序:

对检测到得按键值进行判断,是琴键则跳转至琴键处理程序,是功能键则跳转至相应的功能程序,我们设计的功能程序有两种,即音调调节功能和自动播放歌曲功能。

3)琴键处理程序:

根据检测到的按键值,查询音律表,给计时器赋值,使发出相应频率的声音。

4)自动播放歌曲程序:

检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序,电子琴会自动播放事先已经存放好的歌曲,歌曲播放完毕之后停止,继续等待是否有键按下。

5.2 音调、节拍、编码的确定

一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,不包含相应幅度的谐波频率,不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。单片机奏乐只需弄清楚“音调”和节拍。节拍表示一个音符唱多长的时间。

5.2.1 音调的确定

不同音的音乐是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”,就叫“全音”。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上﹟号或者b号的叫变化音。﹟叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。

例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266 Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294 Hz)的一倍。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示,休止符表示暂停发音。

1)要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时这半个周期时间,每当计时到后就将输

出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。

2)利用STC89C52的内部定时器使其工作在计数器模式下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH 来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。

3)例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次技术956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。

4)其计数值的求法如下:T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr

5.2.2 节拍的确定

若要构成音乐,光有音调是不够的,还需要节拍,让音乐具有旋律,可以调节各个音的快满度。“节拍”,即Beat,简单说就是打拍子。若1拍实0.5s,则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s,并没有严格规定,大部分人的心跳是每分钟72下,只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示。如下表4-2所示。

表4-2 节拍与节拍码对照

节拍码节拍数节拍码节拍数

1 1/4拍 1 1/8拍

2 2/4拍 2 1/4拍

3 3/4拍 3 3/8拍

4 1拍 4 2/1拍

5 1又1/4拍 5 5/8拍

6 1又1/2拍 6 3/4拍

8 2拍8 1拍

A 2又1/2拍 A 1又1/4拍

C 3拍 C 1又1/2拍

F 3又3/4拍

一首音乐是由许多不同的音符组成的,而每个音符对应着不同频率,这样就可以利用不同的频率的组合,加以与拍数对应的延时,构成音乐。对于单片机来说,是利用单片机的定时/计数器来产生方波频率信号的。

每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4秒,1/4拍实0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时

间。只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如表4-3为1/4和1/8节拍的时间设定。

表4-3 1/4和1/8节拍的时间设定

曲调值DELAY 曲调值DELAY

调4/4125毫秒调4/462毫秒

调3/4187毫秒调3/494毫秒

调2/4250毫秒调2/4125毫秒

5.2.3 编码的确定

do re mi fa so la si分别编码为1~7,一拍即四分音符等于4个十六分音符,编为4,其它播放时间以此类推。然后将歌曲的简谱进行编码,储存在数据数组中,程序从数组中取数,然后分离高4位得到音调,把相应的值赋给定时器0,使之定时操作扬声器,得出相应的音调;接着分离出该数的低4位,得到延时时间,接着调用软件延时。

6 系统调试

联机调试是整个系统功能否实现的关键,主要分为三部分:(1)硬件调试、(2)软件调试、(3)综合调试。

6.1 硬件调试

在检查各硬件管脚是否连接正确,线路逻辑是否正确,例如:晶振电路的连接,复位电路是否设计正确,硬件调试主要是针对单片机部分进行调试。

在上电前,先确保电路中不断路或短路,主要使用万用表进行调试,用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况等。注意焊点之间,确保焊点没有短接在一起,确保没有开路、短路的现象出现。在确保硬件电路正常,无异常情况(断路或短路)下方可上电调试,目的是检验电路是否接错,原理是否正确,在本次设计中,上电调试主要有:LED电路部分、键盘单片机控制部分、音频转换电路等硬件调试。

1)、LED电路调试:接通电源,随机按下按钮可以看到对应的LED灯点亮。

2)、键盘单片机控制部分调试:上电后,随机按动键盘可以发现各个按键对应的音正确。

3)、按键播放电路调试:按下播放按键能自动播放歌曲。

4)、复位电路调试:按一下复位键能完成复位功能。

6.2 软件调试

在软件调试的最初阶段就是把各个子程序模块进行分别调试,主要是针对单片机部分进行调试。在确保电路正常,无异常情况(断路或短路)方可进行软件运行,软件运行主要是测试单片机键盘控制部分、LED点亮部分、和音频功放电路调试。

将所有程序组织起来,在软件环境下运行,检查程序是否正确。通过对硬件和软件系统的认真检查,反复测试,如果没有出现问题即可把源程序编译成HEX

文件装载到单片机中,对硬件进行测试:

1)、数码管LED电路调试:软件运行,随机按下按键可以看到LED灯点亮;

2)、单片机键盘控制部分调试:软件运行,随机按动键盘可以发现各个按键对应的发音正确。

6.3 调试结果

通过自己的努力以及大家的帮助,本次课程设计顺利完成,系统部分功能已实现。通过按下不同按键,可以单独发出对应的音符,并可以通过LED灯显示;通过按键,可以播放整首歌曲,基本达到预期的效果。

总结

为期三周的单片机课程设计就这样结束了,在这期间我学到不少书本上没有的知识,锻炼了自己的动手操作能力,对自己所学的知识得到了综合运用。经过长时间的设计、调试,本系统基本功能实现。按下按键,扬声器可以播放对应的音符,可实现单独演奏/自动播放歌曲功能。此次课程设计主要涉及硬件、软件两方面,使我在硬件、软件设计上都有了一定的进步。在硬件方面,基本了解电子产品的开发流程、设计PCB版、焊接元件等工作;在软件方面,通过开发板的设计和硬件搭建的过程,使我对51系列单片机的接口有了一定层次的理解,熟悉单片机常用的外围电路、引脚和连接方法,学会了分析问题、解决问题的能力,加深了对所学理论知识的理解和运用。

一,在课程设计刚开始阶段,我学会了怎么快速查询相关的资料,如何对这些资料进行有效筛选。通过此次单片机课程设计,加深了对单片机系列知识及其系统的认识,重新复习了单片机的编程能力,还扩展了一些书本没有的知识,通过自己的思考和努力,很好的完成了这次课程设计。在这期间,让我更加深刻了体会到了编程的思路,加强了对编程能力的理解和对相应资料的查阅。在设计过程中,通过查阅大量相关资料,与同学交流经验,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识。二,课程设计制作简易电子琴,将自己的理论知识与实践相结合起来,进一步巩固了专业基础知识和相关专业课程知识。培养了自己独立自主、综合分析的能力。设计的过程中遇到过很多问题,特别在设计软件时,一个细小的问题都会导致功能性的错误,修改了多次,最后才调试成功。在设计过程中我发现自己对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。同时在具体的制作过程中发现一些书本上的知识与实际的应用存在着一定的差距,很多知识都是理想化结论,忽略了实际的因素,在实际的应用时这些是不能被忽略的,让我深刻地体会到在今后的学习工作中也要注重理论联系实际,把课本上的知识拿到实际中去运用。

谢辞

非常感谢学校组织了这次单片机课程设计,让我有机会进一步的了解单片机的功能,有机会丰富我们的课外知识,有机会培养我们实践的能力;感谢教我育我的蔡老师以及指导我们的张卓老师,是你们让本来对单片机、电子琴一无所知的我们得到了现在的收获;感谢我的一群可爱而又敬业的队友们,是我们的合作才可以完成本次单片机课程设计;最后我要感谢对我们组有帮助的自动化1141、2班的同学们,谢谢你们的建议。因为有你们,让我的知识得以丰富;因为有你们,我们的课程设计得以顺利完成;因为有你们,我了解到团结的力量如此强大!感谢这些可爱的人!

本文参考了大量的文献资料,向各学术界的前辈们表示感谢与致敬!最后感谢老师再百忙之中审批此份报告!祝您工作顺利,身体健康!

参考文献

[01].刘淑荣.单片机原理及应用[M],中国电力出版社,2011.1

[02].张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社,2007.8

[03].黄宁.单片机接口技术实用子程序[M],北京:北京人民邮电出版社, 2005.9

[04].彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社.2009.6

[05].冯博琴.微型计算机原理与接口技术[M].清华大学出版社,2011.6

[06].马忠梅.单片机的C语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社,2007.2

[07].刘乐喜.微机计算机接口技术及应用[M].华中科技大学出版社.2008.7

[08].赵长德.MCS-51/98单片机原理与应用[M].机械工业出版社.1997.6

[09].刘海成.单片机及应用系统设计原理与实践,北京:北京航空航天大学出版社,2009.8

[10].徐新艳.单片机原理、应用与实践[M].北京:高等教育出版社,2005.7

[11].戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲.电子工业出版社,2008.12

[12].汪志锋.单片机原理及应用技术[M].高等教育出版社.2004.11

[13].陈明荧.8051单片机课程设计实训教材[M].北京:清华大学出版社,2003.9

[14].严天峰.单片机应用系统设计与仿真调试.北京航天大学出版社,2005.8

基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)

基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计容以硬件电路设计,软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求

单片机课程设计大纲

单片机原理及应用课程设计教学大纲 课程设计名称:单片机原理及应用课程设计编号:E1010020 课程设计学分:2.0 课程设计周(时)数:2周课程设计授课单位:测控技术及仪器指导方式: 集体辅导与个别辅导相结合课程设计适用专业:测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化 课程设计教材及主要参考资料: 《单片机原理及应用》,张毅刚,高等教育出版社,2004年, 《单片机教程》,蔡惟铮编,东北大学出版社,2001年, 服务课程名称:单片机原理服务课程编号:T1010020 服务课程讲课学时:40 服务课程学分:2.5 一、课程设计教学目的及基本要求 1.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。 2.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。 3.掌握汇编语言的设计和调试。 4. 掌握C-51语言的设计和调试。 二、课程设计内容及安排 1.掌握各种进制数的特点及其转换方法。 2.掌握MCS-51单片机的硬件结构的特点,详细了解MCS-51单片机的各种资源。 3.了解单片机的指令系统、指令格式及其意义。 4.理解中断的基本概念,了解单片机的中断响应。 5.掌握存储器的分类,熟练掌握存储器的扩展。 6.了解单片机的接口技术及其串行通讯方式。 7.编写课程设计报告,掌握汇编语言的设计和调试方法。 设计题目: 1.交通灯控制系统 实验目的:(1)学习输出口的使用方法;(2)学习延时子程序的编写;(3)交通灯的控制规律 实验要求:设计并且制作交通灯控制系统,编制控制系统监控软件;交通灯控制软件,要求以单片机为核心,P1口输出口接三只发光二极管(红绿黄), 编写程序,使发光二极管按交通灯的控制规律点亮。 思考问题:改变延时常数,使发光二极管闪亮时间改变。红绿灯不允许同时点亮,红绿灯交换时黄灯闪烁,考虑车流量情况,改变交通灯指挥状况,单路 口/多路口情况,寻求最佳交通流量。

单片机课程设计报告模板资料

哈尔滨远东理工学院 课题名称 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2015年10月14日

1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。答:(1)问题说明: 解决方法: (2)问题说明: 解决方法: 2、教师现场提的问题记录在此(不少于2个问题)。

目录 1 设计任务 (1) 2设计方案 (2) 2.1任务分析 (2) 2.2方案设计 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1时钟电路设计 (3) 3.2复位电路设计 (3) 3.3 灯控制电路设计 (3) 3.4 倒计时显示电路设计 (4) 3.5 按键控制电路设计 (5) 4 系统软件设计 (6) 4.1 1S定时 (6) 4.2 定时程序流程 (6) 4.3交通灯的设计流程图 (6) 4.4定时器0 及中断响应 (7) 5仿真与性能分析 (8) 6心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录1 系统原理图 .......................................................................错误!未定义书签。附录2 系统PCB图 .....................................................................错误!未定义书签。附录3 程序清单 .. (11) II

1 设计任务 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1.1所示。设东西向为主干道,南北为支干道。 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。

单片机课程设计选题

单片机课程设计选 题

单片机原理与接口技术课程设计题目 以下题目任选其一,1-2人一组,自由组合,组内各人必须有明确的分工,原则上同一组最多一个同学得优。 可使用任何单片机或ARM,1-4要求自己设计全部硬件和焊接电路板,5-10题可用现成的单片机开发板,5-6题亦可用proteus仿真。自拟题的根据题目难度由指导老师决定能否用现成的单片机开发板。 一、PC机看门狗(每班最多6人选此题,难度系数:低) 功能:当PC机死机时能自动使其重新启动。 硬件:可使用串口或USB与PC机通讯。 软件:PC机上软件编程可选用任何一种面向对象开发软件,如VC,Delphi等。 实现原理:PC机正常时,每隔一段时间经过串口向单片机发送一些固定的数据,单片机如果收到此数据,说明PC机正常,如果超时未收到,则控制PC机重新启动。 二、电子琴设计(每班最多6人选此题,难度系数:中) 使用4×4行列式键盘和蜂鸣器实现电子琴的功能。键盘符号定义如下: 按下1-7,实验箱上的蜂鸣器发出对应的音调(中音),当同时按下L和1-7时是,蜂鸣器发出低音,同时按下H和1-7时,蜂鸣

器发高音。只要按键没松开,蜂鸣器一直发声,直到松开按键。 扩展功能:在彩屏LCD上显示电子琴图片,用触摸屏控制发音,就像真正弹电子琴一样。 三、自行车测速仪 (难度系数:中偏高) 基本功能:能实时显示自行车的行驶速度 附加功能:实时时钟,行驶里程累计 要求具备一定的实用价值,即要考虑如下问题(也是答辩时的考察和评分指标): 1、体积要做到尽量小 2、为了省电,要使用低电压工作的单片机,比如使用2.0-3.3V 工作电压的单片机 3、供电采用可充电的聚合物锂电池(普通手机电池),一次充 电后的使用时间最少12小时 4、最好能直接用单车轮子的旋转为电池充电(选做)。 四、计算器设计 1、使用4×4行列式键盘和1602液晶(其它液晶亦可)或数码 管,实现普通十进制计算器的功能,键盘符号定义如下:

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

单片机课程设计题目

《单片机原理与应用》课程设计题目 1.基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,两个按键,三位数码管显示,打开电源开关后显示8,每秒循环左移一位,即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…,按A键开始计时,实时显示所经历的时间,按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间,要求精确到0.1秒,量程为0~99.9秒。 要求按键输入采用中断方式,按键A接INT0,按键B接INT1。 2.智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转(正转/反转),用一个光敏电阻传感器测量室内光强度,并用两位数码管显示测量结果,设置三个按键:手动/自动切换、手动正转和手动反转,用一个发光二极管显示手动/自动状态,自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关,用于保护百叶窗叶片:当正转到极限位置压下行程开关时,电机停止正转,但还可以反转;当反转到极限位置压下行程开关时,电机停止反转,但还可以正转。 按键输入采用中断方式,按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2(S2 > S1)和实测光强P控制电机M的动作:当P<=S1时,控制M正转以增加进光量; 当P>S2时,控制M反转以减少进光量; 当S1S+1时,控制R断开电加热回路; 当S-1

智能小车单片机课程设计报告

题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限

x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..

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

单片机课程设计报告

课程设计报告 课程名称单片机原理及应用 设计题目电子琴的设计 专业班级自动化1142 姓名周太永 学号1104421242 指导教师蔡长青张卓 起止时间2014.6.23-2014.7.11 成绩评定 考核内容设计 表现 设计 报告 答辩 综合 评定 成绩 电气与信息学院

2013/2014学年第二学期 《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书 指导教师:蔡长青班级:自动化1141、2班 地点:机房、单片机实验室(实训中心415) 课程设计题目:基于单片机原理的电子琴设计 一、课程设计目的 1.灵活运用单片机的基础知识,依据课程设计内容,能够完成从硬件电路图设计, 到PCB制版,再到软件编程及系统调试实现系统功能,完成课程设计,加深对单片机基础知识的理解,并灵活运用,将各门知识综合应用。 2.能够上网查询器件资料,培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。 3.独立完成一个小的系统设计,从硬件设计到软件设计,增强分析问题、解决问 题的能力,为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。 二、课程设计内容(包括技术指标) 1.焊接。认真、仔细,避免缺焊、漏焊。 2.频率计算。会计算脉冲值与频率的关系。 3.工作过程。开机时,第一步是对定时器T0进行初始化,设定它的工作状态(对 于本系统将T0设定为工作方式0);然后判断是否有键按下,如果没有按键按下,继续判断,如果有按键按下,则判断是哪个键按下;再根据按键的功能将计数初值装入定时器T0中中并启动T0,当T0定时完毕后,重新装入计数初值继续定时并将P3.3取反,再次定时完毕后再一次的装入计数初值 继续定时并将P3.3取反,一直循环此操作直到按键释放为止,按键释放后 停止T0工作并再次判断是否又有按键按下,并继续执行以前的过程。 三、时间安排 1.布置任务、查资料1天 2.硬件电路图设计及PCB制版3天 3.硬件电路图及PCB制版验收、电路板焊接1天 4.软件编程设计3天 5.系统调试3天 6.调试验收1天 7.完成设计报告3天 四、基本要求 1.画出硬件电路图,完成PCB制版; 2.画出软件流程图,编写程序(C51语言/汇编语言); 3.完成系统调试; 4.提交设计报告。

51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案 为使模块稳定工作,须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案:方案一:采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。 方案二:采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。综上所述,选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因,我考虑了二种方案:方案一:采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。方案二:采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大,并可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,成本较高。 综上所述,选择方案一。 3 输入方案: 设计要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况,我研究了两种方案:方案一:采用8155扩展I/O 口及键盘,显示等。 该方案的优点是:使用灵活可编程,并且有RAM,及计数器。若用该方案,可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二:直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述,选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明:黑色表示亮,白色表示灭。交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图2.1所示: 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能:

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

51单片机课程设计

课程设计说明书
课程设计名称






学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日

课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排: 设计任务:分两部分: (一)、设计实现类:进行软、硬件设计,并上机编程、联线、调试、 实现; 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声(自己选曲) 7.键盘液晶显示系统 (二)、应用系统设计类:不须上机,查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明:第 1--7 题任选其二即可。(二)里题目自拟。 日程安排: 本次设计共二周时间,日程安排如下: 第 1 天:查阅资料,确定题目。 第 2--4 天:进实验室做实验,连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天:编写程序,并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天:整理资料,撰写课程设计报告,准备答辩。 第 10 天:上交课程设计报告,答辩。 设计报告要求:
1. 设计报告里有两个内容,自选题目内容+附录(实验内容),每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现,要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括: 1) 设计题目、任务与要求 2)硬件框图与电路图 3) 软件及流程图 (a)主要模块流程图 (b)源程序清单与注释 4) 总结 5) 参考资料 6)附录 实验上机调试内容
注:此任务书由指导教师在课程设计前填写,发给学生做为本门课程设计 的依据。

单片机课程设计大纲

《单片机原理及应用课程设计》教学大纲 适用专业:电子信息科学与技术 学时:一周学分: 课程编号:课程类别:专业课 开课单位:信息工程学院编写人:李丹 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。

51单片机课程设计 AD转换

课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库,版权所有.

AD转换 要求: A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换,并显示(保留4位数字)设计框图:

方案设计: AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多,可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器,通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图所示。 下面说明各引脚功能: ?IN0~IN7:8路模拟量输入端。 ?2-1~2-8:8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE:地址锁存允许信号,输入端,高电平有效。 ?START: A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。 ?EOC: A/D转换结束信号,输出端,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。 ?OE:数据输出允许信号,输入端,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。 ?CLK:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。

?REF(+)、REF(-):基准电压。 ?Vcc:电源,单一+5V。 ?GND:地 工作原理: 首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC 变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时,OE信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。

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..................................

单片机课程设计报告书模板

. .. . .. .. 西南科技大学 2011级微机原理与接口技术 课程设计报告 课题名称微机原理与接口技术 姓名 学号 院、系、部制造科学与工程学院 专业 指导教师 2014年月日

目录 一、绪言 (1) 二、系统设计 (1) 2.1系统整体流程图 (1) 2.2日历时钟的控制方案论证 (1) 2.3单片机的选择方案论证 (2) 2.4键盘选择方案论证 (2) 2.5显示模块的选择方案论证 (2) 2.6模块的选择方案论证 (2) 三、硬件电路设计 (2) 3.1日历时钟的控制电路图 (2) 3.2行列式键盘的设计 (3) 3.3数码管显示电路的设计 (3) 3.4蜂鸣器驱动电路的设计 (4)

3.5主要元器件选择 (4) 四、程序流程图 (5) 五、c语言程序设计 (5) 六、日历时钟的控制器仿真 (19) 6.1K e i l调试 (19) 6.2P r o t e u s调试 (19) 七、结束语 (20) 八、参考文献 (21) 1、绪言 近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一,广泛应用于手机,电脑,汽车等社会生活需要的各个方面,及对时间有要求的场合。本设计采用AT89C51单片机作为主要核心部件,附以上电复位电路,时钟电路及按键调时电路组成。数字钟已成为人们日常生活中:必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。

单片机课程设计题目..(DOC)

单片机课程设计题目 1 基于单片机的数字电压表设计 2 基于单片机的智能电压表设计(温度检测器) 3 基于单片机的智能船模设计 4 基于单片机的电梯控制模型设计 5 基于单片机的水位控制系统设计(STC89—51型) 6 基于单片机的多路数据采集系统设计 7 基于单片机的8路抢答器设计 9 基于单片机的数字温度计设计 10 基于单片机的智能小车设计 11 基于单片机的数字温度计设计 12 基于单片机的遥控器设计 13 基于单片机的串行通信发射机设计 14 基于单片机的简易智能电动车设计 15 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 16 基于单片机的太阳能热水器控制器设计 17 MCS-51单片机温度控制系统的设计 18 直流电动机的转速检测与脉宽调速 19 基于单片机的智能机器人的设计 20 基于单片机的简易无线竞赛系统的设计 21 基于单片机的车辆闯红灯监控系统设计(89C51) 22 基于单片机控制的井下瓦斯监控系统设计 23 基于单片机的煤气泄漏检测报警装置设计 24 基于单片机的井式渗碳炉控制系统设计 25 基于单片机的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计 26 基于单片机的电子钟设计 27 基于单片机的电力线载波节电群控设计 28 基于单片机的液位控制器设计

29 基于单片机的串行通信发射机设计 30 基于单片机的智能八路抢答器设计 32 基于单片机的水位监控器设计(STC12C2052AD) 32 基于单片机的点阵电子显示屏设计 33 基于单片机的智能温度控制系统设计 34 基于单片机的智能时钟控制器设计 35 基于单片机的智能温控系统设计 36 基于单片机的智能寻迹避障小车设计 37 基于单片机的家用太阳能热水器控制器设计 38 基于单片机的新型抢答计分器设计 39 基于单片机的热敏电阻测温系统设计 40 基于单片机的林火监测系统-飞艇姿态控制系统设计 41 基于单片机的人性化时钟控制器设计 42 基于单片机的智能型电话远程遥控器设计 43 基于单片机的远程通讯控制器设计 45 基于单片机的智能水位控制器设计 46 基于单片机的水位控制系统设计 47 基于单片机的智能电动小车设计 48 基于单片机的数码电子时钟设计 49 -基于单片机的数控直流电源设计 50 基于单片机的交通灯控制器设计 51 基于单片机的数字温度计设计(STC89C51) 52 基于单片机的智能小车设计 53 基于单片机的温度控制器设计 54 基于单片机的串行通信发射机设计(版本3) 55 基于单片机的温度控制系统设计(版本1) 56 基于单片机的交通灯控制系统设计 D58-基于单片机的电子万年历设计 D59-基于单片机的水位控制器设计 D60-基于单片机的水位控制系统设计(版本2)

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题:基于51单片机的交通灯设计 专业:机械设计制造及其自动化 学号: 指导教师:邵添 设计日期:2017/12/18 成绩: 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差,为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 (1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 (2).利用数码管实时显示温度。 (3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。 (4).能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一:由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下:

相关文档
相关文档 最新文档