硬件课程设计报告.doc
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硬件课程设计报告
硬件课程设计报告
专业
班级
学号
姓名
中国矿工业大学计算机科学与技术学院
2011年12月
目录
一、概要 3
二、焊接工艺总结 3
三、程序设计 3
（一）LED灯应用 3
（二）数码管显示 12
（三）蜂鸣器播放音乐 21
（四）按键识别 23
（五）串口通信 26
（六）时钟——定时器中断应用 33
（七）时钟日历——时钟芯片DS1302应用 37
（八）数字温度计——温度传感器DS18B20应用 47
四、体会与建议 53
一、概要
实验开发板配置为STC89C52RC单片机，内置8K的ROM程序存储器，支持串口ISP在线下载。
实验板上有8位数码管，可做静态显示、动态扫描以及数字时钟显示等；16位LED发光二极管，可进行流水灯等实验；6个按键可实现按键查询、按键中断等；利用蜂鸣器可进行报警提示、播放音乐等；利用DS1302时钟芯片可进行时钟精确计时，制作简易的时钟日历；通过温度传感器DS18B20接口可编程获取环境温度，制作数字温度计；MAX232芯片构成标准的RS232串行通信接口，可与PC机、单片机开发板进行串行通信，也可由计算机直接下载程序至单片机进行程序的烧录。
通过编程设计与本开发板配套的程序，完成相关硬件设备的应用，充分理解与掌握单片机的原理与应用，提高动手实践与编程的综合能力。
二、焊接工艺总结
本实验板为双面板，2条腿以上的元件，焊上后拆下重焊比较困难。
应按照顺序先焊易焊元件如电阻、小电容、12M和32768HZ的晶振、小开关等无极性元件。
在焊电路板时，首先焊接电源部分的元器件，J1、J2、S1、E1、E2、R5，然后接电源，检查电路板是否正常；然后焊接7段LED显示器下面的元件，并安装好7段LED显示器下的一个橡胶垫；然后焊其它元件，焊接元件按低高顺序，先焊低的，后焊高的，再焊集成电路插座，最后焊接7段LED显示器和串口插座等。
焊接过程中应注意排阻的公共端不能焊反，以及四位的LED数码管和LED发光二极管等具有极性的元件的电极也不能焊反。
三、程序设计
（一）LED灯应用
1. 流水灯
（1）实现功能
在实验板上点亮第一个LED灯后，再熄灭第一个LED灯，然后延时一段时间，接着再点亮第二个LED灯，接着再熄灭第二个LED灯……直至16个灯依次被点亮和熄灭，如此循环构成16个LED灯亮灭显示的流水灯。
（2）编程思想
①利用循环移位
先将P2赋值为0xff关闭右边8个灯，再将P0口赋值为0xfe点亮第一个LED灯，延时50ms后，将0xfe循环左移一位再赋给P0，接着再延时50ms,如此循环下去，待P0口控制的8个灯循环完毕后，再将P0赋值为0xff关闭左边8个灯将P2口赋值为0xfe，重复上述的循环操作。
这样可使16个LED灯实现右移的流水灯。
实现左移的流水灯时，可先将P0赋值为0xff关闭左边8个灯，再将P2口赋值为0x7f，然后延时50ms，接着将0x7f循环右移一位再赋给P2，如此循环下去，循环完毕后再将P0口赋值为0x7f重复上述循环操作。
这样可使16个LED灯实现左移的流水灯。
②利用取表方式
定义两个数组a,b,数组a中存放依次点亮8个灯时P0和P2口应赋的8个值,然后让P0和P2循环取遍a中的值，如此可构成右移的流水灯,数组b中反序存放数组a中8个值，然后让P0和P2循环取遍b中的值，如此可构成左移的流水灯。
（3）程序框图
①循环移位方式
主程序框图：
右移函数框图：
P0=0xff，P2=0xfe
开始
P2=0xff，P0=0xfe
延时50ms
延时50ms
P2口的值0xfe循环左移1位
P0口的值0xfe循环左移1位
循环8次？
循环8次？
否否
结束
是是
左移函数框图：
P2=0xff，P0=0x7f
开始
P2=0x7f，P0=0xff
延时50ms
延时50ms
否
P0口的值0x7f循环右移1位
P2口的值0x7f循环右移1位
否
循环8次？
循环8次？
结束
是是
②取表方式
主程序框图：
右移函数框图：
P0=0xff
开始
P2=0xff
P2=a[i]
延时50ms
P0=a[i]
延时50ms
否
i自增1
i自增1
否
循环8次
循环8次？
结束
是是
左移函数框图：
P2=0xff
开始
P0=0xff
P0=b[i]
延时50ms
P2=b[i]
延时50ms
i自增1
i自增1
循环8次？
循环8次？
否否
结束
是是
（4）程序代码
①循环移位方式
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
voiddelayms（uchar）;
voidyouyi（）;
voidzuoyi（）;
voidmain（）
{while
（1）
{youyi（）;
zuoyi（）;
}
}
voidyouyi（）
{temp=0xfe;
P2=0xff;
P0=temp;
for（i=0;i<8;i++）
{ delayms（50）;
temp=_crol_（temp,1）;
P0=temp;
}
P0=0xff;
temp=0xfe;
P2=temp;
for（j=0;j<8;j++）
{delayms（50）;
temp=_crol_（temp,1）;
P2=temp;
}
}
voidzuoyi（）
{temp=0x7f;
P0=0xff;
P2=temp;
for（i=0;i<8;i++）
{
delayms（50）;
temp=_cror_（temp,1）;
P2=temp;
}
P2=0xff;
temp=0x7f;
P0=temp;
for（j=0;j<8;j++）
{delayms（50）;
temp=_cror_（temp,1）;
P0=temp;
}
}
voiddelayms（ucharz）//z取值（1~127）
{ucharx,y;
for（x=2*z;x>0;x--）
for（y=248;y>0;y--）;
}
②取表方式
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
ucharcodea[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
ucharcodeb[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
voiddelayms（uchar）;
voidyouyi（）;
voidzuoyi（）;
voidmain（）
{while
（1）
{youyi（）;
zuoyi（）;
}
}
voidyouyi（）
{P2=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{ P0=a[i];
delayms（50）;
}
P0=0xff;
for（j=0;j<8;j++）
{P2=a[j];
delayms（50）;
}
}
voidzuoyi（）
{P0=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{ P2=b[i];
delayms（50）;
}
P2=0xff;
for（j=0;j<8;j++）
{ P0=b[j];
delayms（50）;
}
}
voiddelayms（ucharz）//z取值（1~127）
{ucharx,y;
for（x=2*z;x>0;x--）
for（y=248;y>0;y--）;
}
2.闪烁灯
（1）实现功能
在实验板上点亮第一个LED灯后延时一段时间再熄灭第一个LED灯，然后再点亮第一个LED灯延时一段时间再熄灭第一个LED灯，让第一个灯总共这样亮灭4次，接着再让第二个LED灯亮灭4次，如此下去实现16个灯的亮灭闪烁并且能循环右移和左移。
（2）编程思想
定义两个数组a,b,数组a中存放依次点亮8个灯时P0和P2口应赋的8个值,然后让P0和P2循环取遍a中的值，每取a中的一个值时按如下方式循环4次：
P0和P2每次取值后先延时100ms再赋值为0xff再延时100ms。
这样下去可构成循环右移的闪烁灯。
数组b中反序存放数组a中8个值，然后让P0和P2按上述方式循环取遍b中的值，如此可构成循环左移的闪烁灯。
（3）程序框图
主程序框图：
右移闪烁函数程序框图：
左移闪烁函数程序框图：
（4）程序代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
ucharcodea[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
ucharcodeb[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
voiddelayms（uchar）;
voidyoushan（）;
voidzuoshan（）;
voidmain（）
{while
（1）
{youshan（）;
zuoshan（）;
}
}
voidyoushan（）
{P2=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{ for（j=4;j>0;j--）//每个灯闪烁4次
{ P0=a[i];
delayms（100）;
P0=0xff;
delayms（100）;
}
}
P0=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{for（j=4;j>0;j--）
{ P2=a[i];
delayms（100）;
P2=0xff;
delayms（100）;
}
}
}
voidzuoshan（）
{P0=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{ for（j=4;j>0;j--）//亮灭4次
{ P2=b[i];
delayms（100）;
P2=0xff;
delayms（100）;
}
}
P2=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{ for（j=4;j>0;j--）
{
P0=b[i];
delayms（100）;
P0=0xff;
delayms（100）;
}
}
}
voiddelayms（ucharz）//z取值（1~127）
{ucharx,y;
for（x=2*z;x>0;x--）
for（y=248;y>0;y--）;
}
（二）数码管显示
1.数码管静态显示
1.1数码管1位静态显示
（1）实现功能
在实验板上让第一个数码管显示数字1，然后第一个数码管熄灭，接着第二个数码管显示数字2，然后第二个数码管熄灭，如此依次让8个依次循环显示数字1到8。
（2）编程思想
定义两个数组a,b,数组a中存放数码管要显示的数字的编码值,数组b中存放数码管的位选值，P0通过取a中的值来显示相应数字，P2通过取b中的值来决定哪一位显示，利用for循环来循环8次每次分别让P0和P2取数字1到8相对应的数组中的编码值和位选值，每取一次取值后延时300ms显示，接着给P2赋值0xff关闭位选为下一次显示消影。
（3）程序框图
（4）程序代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
voiddelay100ms（uchar）;
ucharcodea[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0X6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
//0-F
ucharcodeb[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选
voidmain（）
{while
（1）
{for（i=1;i<9;i++）
{P0=a[i];
P2=b[i-1];
delay100ms（3）;
P2=0xff;
//P0=0;
}
}
}
voiddelay100ms（uchart）//z取值ֵ（1~127）
{ucharx,y,z;
for（x=t;x>0;x--）
for（y=200;y>0;y--）
for（z=248;z>0;z--）;
}
1.2数码管8位静态显示
（1）实现功能
在实验板上同时让8个数码管显示数字0，然后让8个数码管同时熄灭，接着再让8个数码管同时显示数字1，然后再让8个数码管同时熄灭，如此让8个数码管同时显示数字0到9以及16进制的A到F并且循环显示。
（2）编程思想
定义数组a,数组a中存放数码管要显示的数字的编码值,P0通过取a中的值来显示相应数字，P2赋值为0即打开所有的位选，在for循环中依次让P0取遍a中的值，每取一次取值后延时300ms显示。
（3）程序框图
（4）程序代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
voiddelay100ms（uchar）;
ucharcodea[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0X6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-F
voidmain（）
{
P2=0;
while
（1）
{for（i=0;i<16;i++）
{P0=a[i];
delay100ms（3）;
}
}
}
voiddelay100ms（uchart）//zȡֵ（1~127）
{ucharx,y,z;
for（x=t;x>0;x--）
for（y=200;y>0;y--）
for（z=248;z>0;z--）;
}
2.数码管动态显示
2.1数码管动态显示“12345678”
（1）实现功能
在实验板上让8个数码管同时显示且第一个数码管显示数字1，第二个数码管显示数字2，……第8个数码管显示数字8。
（2）编程思想
定义两个数组a,b,数组a中存放数码管要显示的数字的编码值,数组b中存放数码管的位选值，P0通过取a中的值来显示相应数字，P2通过取b中的值来决定哪一位显示，利用for循环来循环8次每次分别让P0和P2取数字1到8相对应的数组中的编码值和位选值，每取一次值后延时50us，接着给P2赋值0xff关闭位选为下一次显示消影。
（3）程序框图
（4）程序代码
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchartemp,i,j;
voiddelay50us（）;
ucharcodea[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0X6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
//0-F
ucharcodeb[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选
voidmain（）
{P2=0xff;;
while
（1）
{for（i=1;i<9;i++）
{P0=a[i];
P2=b[i-1];
delay50us（）;
P2=0xff;
}
}
}
voiddelay50us（）//误差0us
{ucharx;
for（x=15;x>0;x--）
{
_nop_（）;
}
}
2.2数码管拉幕式显示“12345678”
（1）实现功能
在实验板上让第1个数码管显示数字1，延时一段时间后在第1个数码管显示数字1的同时让第2个数码管显示数字2，延时一段时间后在前两个数码管显示数字1和2的同时让第3个数码管显示数字3……如此下去让8个数码管显示的位数依次增加并且能够从左到右和从右到左显示。
（2）编程思想
定义变量u来统计显示的位数,定义变量flg来标识是否8位显示已满，定义两个数组a,b,数组a中存放数码管要显示的数字的编码值,数组b中存放数码管的位选值，数组a中存放数码管要显示的数字的编码值,数组b中存放数码管的位选值，P0通过取a中的值来显示相应数字，P2通过取b中的值来决定哪一位显示。
在主函数中利用两个for循环来分别实现从左到右和从右到左的显示，通过标志位flg来决定执行哪个for循环，在每个for循环中通过循环u次来显示u位数,每次分别让P0和P2取数字1到8相对应的数组中的编码值和位选值，每取一次值后延时50us，接着给P2赋值0xff关闭位选为下一次显示消影。
同时在主函数中设置定时器0为工作方式1并开定时器0中断，在定时器0的中断函数中每到400ms时让显示位数u加1，当显示位数达到8位时将u清零同将标志位flg取反，以便在主函数中执行从右到左显示的for循环。
（3）程序框图
（4）程序代码
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uchari,u=1,t=0;
voiddelay50us（）;
ucharcodea[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0X6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
//0-F
ucharcodeb[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//位选
bitflg=0;
voidmain（）
{TMOD=0x01;//定时/计数器0设为方式1
TH0=（65536-50000）/256;//定时50ms初值的高8位送TH0
TL0=（65536-50000）%256;//定时50ms初值的低8位送TH0
TR0=1;//启动定时器
ET0=1;//开定时/计数器0的中断
EA=1;//开CPU中断
P2=0xff;
P0=0;
while
（1）
{if（!
flg）
{for（i=1;i {P2=0xff;
P0=a[i];
P2=b[i-1];
delay50us（）;
P2=0xff;
}
}
if（flg）
{for（i=1;i {P2=0xff;
P0=a[9-i];
P2=b[8-i];
delay50us（）;
P2=0xff;
}
}
}
}
voidt0（）interrupt1
{TH0=（65536-50000）/256;//重新将定时50ms初值的高8位送TH0
TL0=（65536-50000）%256;//重新将定时50ms初值的低8位送TH0
t++;
if（t==8）//每400ms显示增加一位
{t=0;
u++;
if（u==10）
{u=0;
flg=~flg;
}}
}
voiddelay50us（）//误差0us
{ucharx;
for（x=15;x>0;x--）
{_nop_（）;}
}
3.数码管显示
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