单片机基于AT89C51的节日彩灯课程设计1 2修改版.docx

单片机基于AT89C51的节日彩灯课程设计1 2修改版.docx

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单片机基于AT89C51的节日彩灯课程设计12修改版

单片机课程设计

设计说明书

设计题目:

基于AT89C51的节日彩灯设计

机械工程学院

机械维修及检测技术教育专业

机XXX

设计者:

XXXXXXXXXX

指导教师：

2014年06月17日

目录

一、课程设计总体硬件部分说明1

1.1单片机概述1

1.2AT89C51芯片概述1

1.2.1AT89C51芯片主要性能2

1.2.2管脚说明2

二、设计节日彩灯3

2.1节日彩灯硬件设计原理图：

3

2.2软件设计4

2.2.1程序框图4

2.2.2定时/计数器初值计算5

2.3程序编译：

5

2.4软件调试7

系统调试工具keilc517

三、心得体会与致谢7

四、参考文献7

一、课程设计总体硬件部分说明

1.1单片机概述

单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU（Centralprocessingunit）。

随机存储器RAM（Randomaccessmemory）。

只读存储器ROM（Readonlymemory）。

中断系统、定时器／计数器以及I\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。

虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看它已具有了计算机系统的属性。

为此，称它为单片微型计算机SCMC（Singlechipmicrocomputer），简称单片机。

单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Microcontrollerunit）。

在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯与“单片机”这一名称。

单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其＂嵌入＂的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU（Embeddedmicrocontrollerunit）。

在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。

1.2AT89C51芯片概述

AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

其工作电压在4.5-5V,一般我们选用＋5V电压。

外形及引脚排列如图二所示

1.2.1AT89C51芯片主要性能

·与MCS-51兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：

1000写/擦循环

·数据保留时间：

10年

·全静态工作：

0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

1.2.2管脚说明

一、电源及时钟引脚（4个）

Vcc:

电源接入引脚

Vss：

接地引脚

XTAL1：

晶振震荡器接入的一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚接地）;

XTAL2:

晶体振荡器的另一个引脚（采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡器信号的输入端）。

二、控制线引脚（4个）

RST/Vpd：

复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；

ALE：

地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚：

EA:

内外存储器选择引脚/片外EPROM编程电压输入引脚；

PSEN：

外部程序存储器选通信号输出引脚。

3并行I/O引脚

P0.0-P0.7：

一般I/O口引脚或数据/低位地址总线复用引脚；

P1.0-P1.7：

一般I/O口引脚；

P2.0-P2.7：

一般I/O口引脚或高位地址总线引脚；

P3.0-P3.7：

一般I/O口引脚或第二功能引脚

三、单片机设计过程中用到的管脚说明：

1、VCC（40）：

供电电压。

2、GND（20）：

接地。

3、P1端口（P1.0-P1.7）：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

4、P2端口（P2.0-P2.7）：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

5、P3端口（P3.0-P3.7）：

P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，其中P3.3可作为外部中断1输入。

6、XTAL1（19）：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

7、

XTAL2（18）：

来自反向振荡器的输出。

8、EA（31）：

外部程序存储器访问允许控制端。

打开PROTEUS的ISIS编辑环境，从PROTEUS中选取该电路所需要的元器件，放置元器件、放置电源和地、连线得到下图所示的电路原理图，再点菜单栏工具下拉的电气规则检查，当规则检查出现：

“NETLISTGENERATEDOKNOERCERRORDFOUND”，表示通过检查。

电路设计完成。

二、设计节日彩灯

2.1节日彩灯硬件设计原理图：

2.2软件设计

2.2.1程序框图

如图：

2.2.2定时/计数器初值计算

1、本电路应用定时器1中断，按方式1工作，将LED灯循坏点亮。

2、定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡器频率的1/12本设计中时钟频率为12MHz,现在要采用中断方法来实现1s延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每间隔0.02s产生一次中断，CPU响应中断后R0中计数值减一，令（R0）=50，即可实现1s的延时。

时间常数可按以下方法确定：

机器周期=12/晶振频率=12/12=0.001ms

定时器需设初值为X，则（2^16-X）*0.001=20ms

求出X=45998

转化为十六进制：

X=0B1DFH,故初始值为：

TH1=0B1H,TL1=0DFH

2.3程序编译：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG001BH

LJMPINT

ORG4100H

START:

MOVA,#01H

MOVR1,#03H

MOVR0,#50

MOVTMOD,#10H

MOVTL1,#0DFH

MOVTH1,#0B1H

ORLIE,#88H

SETBTR1

LOOP1:

CJNER0,#00,DISP

MOVR0,#50

INCR1

CJNER1,#26H,LOOP2

MOVR1,#03H

LOOP2:

MOVA,R1

MOVCA,@A+PC

JMPDISP

DB01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH,0FEH,0FCH

DB0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H,0FFH,00H,0FEH

DB0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH,0BFH,0DFH

DB0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH,00H,0FFH,00H

DISP:

MOVP1,A

JMPLOOP1

INT:

CLRTR1

DECR0

MOVTL1,#0DFH

MOVTH1,#0B1H

SETBTR1

RETI

END

2.4软件调试

系统调试工具keilc51

KeilC51仿真器是一款利用KEILC51的IDE集成开发环境作为仿真环境的廉价仿真器，是利用SST公司具有IAP功能的单片机SST89C58制作而成，主要是利用了SST89C58的IAP功能，所谓IAP功能是Inapplicationprogram的英文缩写，是在应用编程的意思，通俗一点讲就是：

它可以通过串口将用户的程序下载到单片机中，可以通过串口对单片机进行编程。

它之所以具有这种功能，实际上它有两块程序flash区，其中一块flash中运行的程序可以更改另外的一块程序flash区中的程序，正是利用这一特性才用它作成了仿真器，们把仿真器的监控程序事先烧入SST89C58，监控程序通过SST89C58的串口和PC通讯，用KEILC51的IDE环境仿真时，用户的程序通过串口被监控程序写入flash程序区中，当用设置断点等操作仿真程序时，flash程序中的用户程序也在相应的更改，从而实现了仿真功能。

调试的主要方法：

1.启动Keilc51

2.新建一个工程。

Project菜单——〉Newproject，选择好我们要保存的文件夹后，键入Frist保存。

接着弹出CPU类型选择框，我们选择最常用的AT89C51,按确定。

3.在工程中加入文件。

新建一个文件，文件菜单File——〉New，我们再选择：

文件菜单File——〉SaveAs?

（另存为）弹出对话框后，我们文件名框中键入First.c（注意文件后缀名是.c）保存。

C文件建好啦。

现在我们把文件加入到工程中去。

点击Target1前面的+号，右键单击SourceGroup1——〉选择AddFilestoGroup，SourceGroup1，选择添加Add。

编译运行，检查程序是否有错误。

三、心得体会与致谢

通过这次课程设计，使我收获颇多。

其中主要的是让我明白了由单片机构成的电路原理，以及单片机汇编语言和单片机C语言的编译过程，还有软硬件调试的过程和原理。

在这其中不仅让我深化了所学的知识，更重要的是让我整合了所学知识点，实现了知识的融合，调动了我的思维，真正让我增长了一次发现问题、分析问题、解决问题的经历。

我以后也肯定会把这次收获的经历应用到生活中。

同时，还要谢谢指导老师陈老师的指导与讲解，老师那认真细致的态度真正令我受益匪浅。

在这里我要郑重地感谢您，李彬老师！

四、参考文献

[1]李全利.单片机原理与应用技术[M].北京：

高等教育出版社，2008

[2]石从刚.MCS-51单片机原理与应用实验实训教程[M].北京：

北京航空航天大学出版

社，2007

[3]张毅刚彭喜元.单片机原理与应用设计[M].北京：

电子工业出版社，2008

[4]沈克永罗中华.单片机原理与应用[M].北京：

人民邮电出版社，2007

[5]陶春鸣.单片机实用技术[M].北京：

人民邮电出版社，2008

[6]倪志莲.单片机应用技术[M].北京：

北京理工大学出版社，2008