广东工业大学 单片机课程设计报告Word文档格式.docx

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仪器设备

型号

规格

数量

电烙铁

SE-940

22OV,40W

1

万用表

VC9205

名称

AT89S52

20PF电容

2

晶振112MHz

开关

40针IC座

电解电容10μF25V

4148二极管

万能印刷电路板

160×

125mm

三极管C8550

按键

10针插座

焊锡丝

1扎

ASP下载器

1K排阻

3个

连接线

若干

10K、1K电阻

各5只

小型继电器（线圈额定电压DC5V，触电负载3A220VAC）

6V五号电池电池盒

五号电池

4

发光二极管

30只

三、硬件方案

1、设计思想

用单片机P口实现流水灯，先从9~0进行倒数后出现“2012”和“gdut”字样。

当按下按钮，继电器吸合，中断响应，延时5秒，然后返回主程序继续运行。

2、原理框图

3、工作原理

4、

原理电路图

四、软件方案

1、程序流程图

主程序中断程序

2、程序清单

ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPINT_0ORG000BHAJMPT_0ORG001BHAJMPT_1ORG0030HMAIN:

MOVR0,#14HMOVR1,#16HMOVR2,#00HMOVR3,#64HMOVR4,#38HMOVDPTR,#TABSETBET0SETBET1SETBEX0SETBEASETBPT0MOVTMOD,#11H;

初始化MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HSETBTR1SJMP$T_1:

MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HMOVA,R4JZL6;

判断流水灯是否完全输出，完全输出（R4=0）后则跳到L6L7:

ACALLL2;

开始输出流水灯MOVP0,AACALLL2MOVP1,AACALLL2MOVP2,ADECR4L1:

RETIL6:

DJNZR0,L1;

开始倒计时10秒和输出2012gdutACALLL2MOVP0,AACALLL2MOVP1,AACALLL2MOVP2,AMOVR0,#14HDJNZR1,L1;

判断倒计时10秒和输出2012gdut是否完全输出，若完全输出则重新开始MOVR1,#16HMOVR2,#00HMOVR4,#38HSJMPL1L2:

INCR2MOVA,R2MOVCA,@A+DPTRRETINT_0:

MOVP0,#0FFH;

响应外部中断，LED全灭MOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHCLRP3.0;

继电器线圈吸合MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HSETBTR0L4:

JNBP3.0,L4RETIT_0:

MOVTH0,#3CH;

延时5秒MOVTL0,#0B0HDJNZR3,L3SETBP3.0;

继电器线圈断开MOVR3,#64HCLRTR0L3:

RETITAB:

DB0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0F7H,0FFH,0FFH,0FBH,0FFH,0FFH,0FDH,0FFH,0FFH,0FEH,0FFH,0FFHDB0FFH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FFH,0FDH,0FFH,0FFH,0FBH,0FFH,0FFH,0F7H,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0BFH,0FFH,0FFH,7FH,0FFHDB0FFH,0FFH,0F7H,7FH,0FFH,0FFH,0BFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFHDB0DFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0FFH,0C1H,0FFH,0FFH,0C0H,0FFH,0FFH,0C0H,0FFH,0FEHDB0C0H,0FFH,0FEH,0C0H,0FEH,0FEH,0C0H,0FCH,0FEH,0C0H,0F8H,0FEH,0C0H,0F0H,0FEH,0C0H,0E0H,0FEH,0C0H,0C0H,0FEH,0C0H,080H,0FEH,0C0H,000H,0FEH,0C0H,000H,0F6HDB40H,00H,0F6H,00H,00H,0F6HDB40H,00H,0F6H,0C0H,000H,0F6H,0C0H,00H,0FEH,0C0H,080H,0FEH,0C0H,0C0H,0FEH,0C0H,0E0H,0FEH,0C0H,0F0H,0FEH,0C0H,0F8H,0FEH,0C0H,0FCH,0FEH,0C0H,0FEH,0FEHDB0C0H,0FFH,0FEH,0C0H,0FFH,0FFH,0C1H,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH;

流水灯DB0FFH,0FFH,0FFH;

全灭1秒DB00H,0C0H,0F0H,00H,00H,0F0H,0C0H,0F8H,0FEH,03H,00H,0F0HDB03H,0C0H,0F0H,18H,0F8H,0F0H,0C0H,0C0H,0F0H,0C0H,03H,0F0H,1FH,1FH,0F7H,00H,00H,0F6H;

倒计时10秒DB0FFH,0FFH,0FFH,0C0H,03H,0F0H,00H,00H,0F6H,1FH,1FH,0F7H,0C0H,03H,0F0H;

2012DB0FFH,0FFH,0FFH,00H,0C0H,0F0H,0F8H,00H,0F0H,18H,00H,0F6H,1FH,03H,0F0H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;

gdutEND

3、方案论证

硬件方面采用低电平灌电流方案，使得灯更为亮。

软件方面采用定时器延时使得比硬件延时更为准确。

4、调试过程

硬件电路焊接完成后，在下载调试的过程中，软件弹出“CHIPPROGRAMERROR”的错误提示，经过反复检查，发现下载器10针插头的第8脚和第10脚未接地。

在正确连接好下载器10针插头后，程序成功下载到AT89S52芯片中，但是灯完全不亮。

在老师的提示下，我们对晶振进行检测更换，但并不是晶振的问题。

接下来，我们用万用表逐一排查检测各元件的电压，判断元件好坏以及元件是否连接正确。

我们检测到发光二极管的正向端有电压，但是反向端却一直处于高电平状态，这也是灯一直不亮的原因。

为什么发光二极管的反向端会一直处于高电平状态呢？

经过反复地思考与查阅大量相关的资料，我们小组讨论并得出结论：

发光二极管连接正确，晶振连接正确，芯片也完好，唯一可能出现问题的就是复位电路。

经过检查，果然是复位电路出了问题。

复位按钮在焊接的时候由于焊锡过多而导致短路，使得芯片一直处于复位状态，所有P口处于复位状态时的高电平，因此灯不亮。

在正确焊接好复位按钮之后，单片机流水灯按照程序所设计的规律正常闪烁。

但是，又一个问题出现了。

按下中断申请的按钮之后，继电器并没有吸合，指示灯也不亮。

经过反复排查，原来是继电器焊接错误。

在正确连接好所有电路后，单片机运行成功。

5、运行结果

流水灯先从9~0进行倒数后出现“2012”和“gdut”字样。

6、思考题

（1）P0口作为输出口使用时应注意哪些问题？

答：

当P0口作为输出口使用时,来自CPU的"

写入"

脉冲加在D锁存器的CP端,内部总线上的数据写入D锁存器,并向端口引脚P0.x输出.但由于输出电路是漏极开路（因为这时上拉场效应管截止）,必须外接上拉电阻才能有高电平输出.

（2）若用单片机的I/O口控制强电设备（例如控制~220V的电灯）应如何处理？

为了避免烧坏芯片，

1可以利用继电器控制强电设备。

如图6-1， 

当AT89S52单片机的P2.1引脚输出低电平时，三极管T饱和导通，＋5V电源加到继电器线圈两端，继电器吸合，同时状态指示的发光二极管也点亮，继电器的常开触点闭合，相当于开关闭合；

当AT89S52单片机的P2.1引脚输出高电平时，三极管T截止，继电器线圈两端没有电位差，继电器衔铁释放，同时状态指示的发光二极管也熄灭，继电器的常开触点释放，相当于开关断开。

2使用固态继电器接口，如图6-2所示。

3使用光电耦合器（隔离器）件及驱动接口。

如图6-3所示电路，光电耦合器4N25起到耦合脉冲信号和隔离单片机89C51系统与输出部分的作用，使两部分电流相互独立。

输出部分的地线接机壳或大地，而89C51系统的电源地线浮空，不与交流电源的地线相接，这样可以避免输出部分电源变化对单片机电源的影响，减小系统所受的干扰，提高系统可靠性。

4用双向可控硅来控制强电设备；

图6—4中所示电路为光耦合器构成的可控硅开关电路。

可控硅SCR的触发电压取自电阻R，其大小由通过光电三极管的电流决定，直接由输入电压控制。

该电路简单，控制端与输出端有可靠的电隔离。

图6-1图6-2

图6-3图6-4

7、本次课程设计的心得体会

通过这次“材料成型计算机应用综合实验”，我们学到了更多关于单片机的知识，对单片机的开发运用有了初步的了解，以及对课本知识有了更深入的认识。

1从元器件布局的步骤中我们明白到布局合理可以节省电路板材料，减少导线连接，使得元件之间更加紧凑有序。

在实际生产中，内部芯片的形状肯定要符合一定的尺寸，这时就相当于考验芯片设计者元件布局的能力了。

2在检测各种元器件的好坏时我们遇到一些问题，但最终问题解决的同时也让我们学到了很多元器件实物操作的知识。

如：

没有示波器的情况下，我们只能用万用表粗略地测试晶振的好坏，即用万用表电阻档测量晶振只能判断是否短路，晶振正常是不通的，如果通说明已短路，但不通也不能代表就是坏的。

3在焊接过程中我们的焊接技术比起电工实训时提高不少，能减少“虚焊”，能正确下料保证焊接质量，不过对于埋线焊的方法至今还没有突破。

4程序编译仿真和实物存在着很大差别。

在软件仿真时，程序按部就班地运行，但做成实物时，就会遇到各种各样的问题，如晶振的不稳定导致灯光闪烁，焊接电路板不小心的短路导致电路功能损坏等。

从解决问题的过程中我们知道了应该如何去减少这些问题的发生，比如更加合理的布局和接线方式，从而下次在开发单片机的时候吸取经验，做得更好。

5在程序编译以及使用keil等软件的时候我们感到了汇编语言的复杂与通用性差，这将促使我们更加有动力学习高级的C语言编程，以便更好地实现单片机开发。

总之，通过这次综合实验，我们对课本知识有了更深的认识，也提高了实际操作技能。

附录：

实物图