均值计算器绝对准确.docx

1、均值计算器绝对准确信息与电气工程学院课程设计说明书（2013/2014 学年第 二 学期）课程名称 ： 单片机应用课程设计 题 目 ： 求均值计算器的设计 专业班级 ： 电气工程及其自动化1104班 学生姓名 ： 韩超 学 号： 110060427 指导教师 ： 刘增环、岑毅南、高敬格等 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2014年 6月 26日目 录一、课程设计目的二、课程设计正文2.1、设计所需器材2.2、设计任务和要求2.3、设计方案2.3.1、硬件设计1.STC90C52AD说明2.数码管说明3.晶体振荡电路设计4.数码管和位选设计5.复位设计6.矩阵键盘设计2.3.2、软件设计1.主

2、程序流程图2.显示程序流程图3.按键扫描程序流程图4.系统程序2.3.3、软硬件调试三、课程设计总结四、心得体会五、参考文献 附录一、系统原理图 附录二、系统PCB图 附录三、系统仿真图一、课程设计目的1进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。4通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。二、课程设计正文2.1 设计所需器材电阻：330k（7个）,1k

3、（3个）按键开关：SW-PB(12个)单片机最小系统（1个）三极管：9012PNP型（3个）数码管：共阳型（2个）底座：DIP40（1个）、DIP20（1个）万能电路板：1个DB9针形座：1个排线、电源接线若干2.2 设计任务和要求本次课程设计，我们要求做的是求均值计算器。设计的主要内容是采用STC90C52AD作为控制单元，实现计算器设计。原始数据及主要任务：设计一个以STC90C52AD 单片机为核心的求均值计算器系统。能够进行10以内的多个数字求平均值运算，且具备清零功能。10个数字键，2个功能键。最后求出的均值小数点保留1位显示。主要任务：（1）确定总体设计方案；（2）3位数码管显示电

4、路设计，3*4按键电路设计；（3）设计硬件电路原理图和PCB图，绘制软件程序流程图，编写程序；（4）软硬件联机调试。技术要求：以STC90C52AD单片机为核心，使用P1 .0 -P1.6接3*4矩阵按键； P0.0、P0.1、P0.2用作数码管位选通端口，P2.7控制数码管DP段。P2.0-P2.6接数码管的a，b，c，d，e，f，g。2.3设计方案求均值计算器的主要的部分是STC90C52AD，使用合适的I/O口接3*4矩阵按键及数码管驱动端口，通过行扫描法对矩阵键盘进行扫描，确定是哪一个按键按下，然后单片机实现相应的计算，由对应的段选点亮LED数码管显示计算结果。2.3.1硬件设计1.S

5、TC90C52AD说明AT89C51的引说明和功能说明如下：XTAL1 ：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。XTAL2 ：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。RST ：STC90C52AD的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。P0口(P0.0P0.7)是一个8

6、位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。P0口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。P2口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。每一个引脚可以推动4个LSTL负载。P1口(P1.0P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。P3口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双

7、向并行I/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。2.共阳数码管LED显示器由8段发光二极管组成，排列成8字形状，称为8段LED显示器，器件各引脚如图所示：为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。均值计算器用到的数字09的共阴极字形代码如下表：显示字符0123456789共阳极段码C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H3.晶体振荡电路设计图2.3-2 晶体振荡电路采用6MHZ的晶振,接在芯片的18,1

8、9引脚上。在复位端口加低电平。4.数码管和位选设计图2.3-3 数码管和位选电路需要显示数值选用共阳极的数码管是三极管驱动，接有1k欧姆的保护电阻而成的两个数码管在显示时需要选通，采用STC90C52AD的P0.1和P0.2口作为位选信号的输出端，低电平有效。5. 复位设计复位键直接加在单片机的复位端，当按键RST被按下时，系统复位。6.矩阵键盘的设计矩阵键盘开关接在P1口上，P1.0P1.7，按键按下后相应的按键由高电平变为低电平，P1.0P1.3为列。2.3.2软件设计1.主程序设计先将参数初始化，使数码管显示零，然后键盘行扫描，当扫描的键值为0到9时，数码管显示按下的键值，并且将按下的键

9、值累加，存储在一个变量中；当扫描的键值为11时，单片机程序实现求均值功能，数码管显示均值结果；当扫描到的键值是10时，将数码管重新清零。键盘重复扫描，计算器实现重复工作。2.显示程序设计当扫描程序返回的值为0到9并且按下开关的次数小于10次时，右边的数码管选通显示按下的开关对应的数值；当按下开关的次数大于10时，右边的数码管选通并都显示零；当扫描程序返回的值为10时，两个数码管都选通且都显示零；当扫描程序返回的值为11时，左边数码管小数点亮，左边数码管显示个位数，右边数码管显示第一位小数。3.按键扫描程序设计逐次列扫描，第一列扫描时P1.0置低电平，然后P1.4到P1.6口依次置低电平，这样能

10、够依次扫描出0、1、2开关，第二列和第三列扫描情况同上。4.系统程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint num,temp,s1,s2,s3,count,ge,yu;uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-) ;void disp

11、lay(uchar ge uchar yu) P2=tablege; P0=0xfd; Delay (5); P2=table yu; P0=0xfb; Delay(5);void main() s1=0; s2=0; s3=0; count=0; while(1) P1=0xfe; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) delay(5); temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xee:s1=0; break; case 0xde:s1=1;

12、break; case 0xbe:s1=2; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; count+; s3=s1*10; s2=s2+s3; P1=0xfd; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) delay(5); temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xed:s1=3; break; case 0xdd:s1=4; break; case 0xbd:s1=5; break; whi

13、le(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; count+; s3=s1*10; s2=s2+s3; P1=0xfb; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) delay(5); temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xeb:s1=6; break; case 0xdb:s1=7; break; case 0xbb:s1=8; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp

14、&0xf0; count+; s3=s1*10; s2=s2+s3; P1=0xf7; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) delay(5); temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xe7:s1=9; count+; s3=s1*10; s2=s2+s3; break; case 0xd7:s1=0,s2=0,count=0; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; shi=s2/c

15、ount/100; ge=s2/count%100/10; yu=s2/count%100%10; display(ge, yu); 2.3.3、软硬件调试系统调试：根据系统设计方案，本系统的调试共分为两大部分：硬件调试，软件调试。（1）硬件调试对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。首先用数字万用表对实物板上的各元器件进行测试，在测试过程中，检验出一些错误，例如,数码管的a-g端所对应的引脚是哪一位，正确焊接电路。（2）软件调试软件调试采用单片机仿真器keil uVision及protus，将编好的程序进行调试，首先主要是检查语法错误。再进行仿真，检验各个子程序是否正确执

16、行，和硬件模块的协调性。由于能力有限，程序中仍然存在很多错误，不能显示均值结果，经过大家互相讨论和别的同学的指点，最终能够正常显示出平均值。三、课程设计总结我们课程设计的题目是“求均值计算器”，看似简单，题目要求也不多，但是真正着手时才发现无从下手，虽然有两星期的时间，但是感觉非常的紧迫。究其原因是平时学习生活中，对单片机等理论知识不够精通，而且很多东西仅凭书本上的介绍根本没有办法实现。我们组有四个成员，令人欣慰的是，经过我们不懈的努力，课程设计取得一定的成果。我们是第一次遇到关于单片机这样的设计题目，通过亲身经历课程设计的全过程，我们感觉在单片机领域，我们认识到的还远远不够，还有很多知识需要

17、学习掌握，当我们通过自己的努力取得成果时，一种心理上的自豪感和成就感油然而生。而且，在课程设计过程中，我们认识到了团队协作的重要性，大家分工合作，感觉很充实。在查阅资料的过程中我还了解到了单片机的巨大应用市场，认识到其重要性。我想在以后的日子里，这个过程会成为我人生的美好而难忘的回忆，汗水是我们努力的过程，更是成功的使者。最后，我真心的感谢所有帮助过的同学们，还有实验室为大家不辞辛劳的各位老师！希望这样的课程设计能够继续下去，帮助更多的学生锻炼动手动脑的实践能力。四心得体会三人一组的为期两周的单片机课程设计，虽然时间短，但是增强了动手能力，把课本知识与实践相结合，理论联系实际。同时也从这次课设

18、中受益匪浅，感触最深的是，动手之前一定要清晰的设计思路，并且千万记得先检查电子器件的好坏，否则前功尽弃，比如我们组在焊接电路板是没有检查电路板的完好与连通性，电路板上的P1.0所在的连通的线路并没有导通，使得所焊接的键盘的第一列扫描不上而出现乱码；除此之外，还要在上电前，检查线路端口的极性，以免烧坏器件等问题。实际和理论是有一定差距的五.参考文献1张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，20032苏家键等.单片机原理及应用技术.北京：高等教育出版社，20043钟睿.MCS-51 单片机原理及应用开发技术.北京：中国铁道出版社，20064蓝清华等.单片机应用教程.北京：清华大学出版社，19995范蟠果.工控单片机原理及应用.北京：清华大学出版社，2007附录一、系统原理图附录二、PCB图附录三、仿真图附释（在仿真图中我们运用了CD4511共阴极数码管驱动芯片，但在实际中我们却只用了共阳极数码管，时间仓促，没来得及修改，原因只是单片机最小系统上引脚覆铜存在断路，P3口无法实现动态显示的位扫描，主题原因不详，过多的耽误了时间）