單片機控制系統Proteus仿真實訓課程設計說明書與源碼等資料下載

ID:311547 · 發表于 2018-4-19 11:39

蘇州市職業大學

課程設計說明書

名稱單片機控制系統設計

學院(部)機電工程學院

班級13機電一體化4

姓名郭*

學院(部)負責人陳潔

系主任陸*

指導教師鐘*

課程名稱：單片機控制系統設計

學院(部)：機電工程系

班　　級：13機電一體化4

指導教師：鐘鳴

學院(部)負責人：陳潔

一、課程設計課題

秒表的設計與仿真

二、課程設計要求

掌握單片機最小系統；
掌握單片機控制系統的設計方法；
學會使用Proteus軟件；
學會使用匯編語言或C語言編制單片機程序；
掌握各類元件（如步進電機、液晶顯示器、數碼管顯示器、溫度傳感器、鍵盤等）的單片機控制方法；
學會使用Keil軟件或WAVE軟件調試程序；
學會使用Proteus仿真單片機系統；
能熟練使用XL600型單片機實驗板，并對設計電路實現硬件電路驗證（部分）。

三、課程設計工作量

1、課程設計任務布置, 查找整理資料（0.5天）；

2、硬件電路設計（1天）

3、軟件設計（1.5天）

4、電路仿真、驗證（0.5天）

5、說明書編制（1天）

6、說明書提交、答辯（0.5天）。

四、課程設計說明書內容（有指導書的可省略）

1、系統概述

1.1 系統功能描述

1.2系統設計框圖

2、系統硬件設計

2.1元器件清單

2.2原理圖設計

3、系統軟件設計

3.1系統程序流程圖

3.2系統程序清單

4 系統仿真

4.1系統仿真過程

4.2系統仿真分析

5 實訓小結

1系統概述

1.1 系統功能描述

1.2 系統設計框圖

2 系統硬件設計

2.1 元器件清單

2.2 原理圖設計

3系統軟件設計

3.1 系統程序流程圖

3.2 系統程序清單

4系統仿真

4.1 系統仿真過程

4.2 系統仿真分析

5 實訓小結

1系統概述
1.1 系統功能描述

本課題是要完成秒表系統的設計與仿真。

1)系統一上電，兩位顯示器顯示“00”；

2)當按下按鍵（開始/停止鍵）時，蜂鳴器響一聲、顯示燈（綠燈）亮與此同時開始計時，顯示器顯示秒數；再次按下按鍵（開始/停止鍵）時，蜂鳴器響一聲、顯示燈（綠燈）滅，同時停止計時，顯示器顯示計時時間；

3）當再按下按鍵（開始/停止鍵）時，顯示燈（綠燈）亮，兩位顯示器顯示“00”。

1.2 系統設計框圖

圖1-1 系統設計框圖

2 系統硬件設計2.1 元器件清單

序號	名稱	型號	規格	數量	備注
1	單片機	AT89C51		1
2	電阻	10K	1/2W	5
3	電容	22uF		2
4	電解電容	VES220M1VTR-0505	22u	1
5	按鍵	SN-1701	BUTTON	2
6	三極管	MMBT3906LT1	2N2222	2
7	晶振	3225	12MHZ	1
8	蜂鳴器	09055		1
9	2位數碼管（共陰）	XSM-S5022DPG		1
10	排阻	0402	RESPACK-8	1
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2.2 原理圖設計

根據系統功能描述，我選擇了AT89C51單片機、2位數碼管（共陰）、三極管、蜂鳴器、按鍵等元件，考慮到晶振電路和復位電路，我選了電容、電阻等元件。

圖2-1 PROTEUS中的系統元器件選擇

根據P0口專用于分時傳送低八位地址信號和8位數據信號的特性，所以P0做輸出端口時要加上拉電阻；將P3.0作為輸入端口，所以這時先要將口線置為高電平“1”；為了系統安全加了晶振電路和復位電路。

圖2-2 系統原理圖

3系統軟件設計3.1 系統程序流程圖

在編程時，先將大的框架編程，分模塊編程，在此次編程中我的程序分為：主程序初始化、中斷服務子程序部分、按鍵控制部分、顯示器顯示部分、蜂鳴器和燈部分、中斷服務子程序部分、程序結束部分等。然后我再將它們串聯起立，進行程序細化，將細化后的相似代碼和重復代碼合并，完成我的整個系統編程。

圖3-1 系統主程序流程圖

中斷服務子程序

該段程序實現按鍵去抖動識別按鍵是否按下，按下按鍵數值開始加一，從而控制數值的顯示。

圖3-2 系統中斷服務子程序流程圖

3.2 系統程序清單

ORG 0000H;復位后程序如口地址

LJMP MAIN;跳至主程序

ORG 001BH;T1中斷入口地址設置

LJMP INT1_T1;跳至T1中斷服務子程序

MAIN: MOV SP,#60H

MOV TMOD,#10H;確定T1為定時、八位定時器、外部引腳控制定時

MOV TH1,#00H;賦初值

MOV TL1,#4CH

MOV P3,#0FFH

MOV R1,#20

MOV P0,#0FFH

MOV DPTR,#TAB;確定表首地址

MOV R0,#0

MOV R2,#00H

MOV P1,#00H

SETB ET1 ;中斷初始化

SETB EA

LOOP: LCALL ANJIAN

LCALL XIANSHI

SJMP LOOP

ANJIAN: JB P3.3,L4;判斷按鍵是否按下

LCALL DEL20MS;去抖動

JB P3.3,L4

MAIN1:CPL P1.0;蜂鳴器響

LCALL DEL20MS

SETB P1.1 ;燈亮

INC R0

CJNE R0,#1,L1;為1啟動

SETB TR1

SJMP L3

L1: CJNE R0,#2,L2;為2暫停

CLR TR1

CLR P1.1 ;燈滅

SJMP L3

L2: CLR TR1

MOV R0,#00H

MOV R2,#00H

L3: JNB P3.3,L3

L4: RET

XIANSHI:LCALL SEP

MOV A,30H

MOVC A,@A+DPTR;查表

CLR P2.1

MOV P0,A ;顯示

LCALL DEL20MS

SETB P2.1

MOV A,40H

MOVC A,@A+DPTR;

CLR P2.0

MOV P0,A ;顯示

LCALL DEL20MS

SETB P2.0

RET

SEP: MOV A,R2

MOV B,#10

DIV AB

MOV 30H,B;個位

MOV 40H,A;十位

RET

INT1_T1: ;T1中斷服務子程序

PUSH ACC;保護現場

PUSH PSW

CLR TR1;關中斷

MOV TH1,#00H;延時50ms常數重置

MOV TL1,#4CH

SETB TR1;開中斷

DJNZ R1,WAIT;判斷是否到1S

MOV R1,#20;延時1s的常數

INC R2 ;顯示值遞加

CJNE R2,#60,WAIT ;判斷是否到60s

MOV R2,#0;秒數清零

WAIT: POP PSW;恢復現場

POP ACC

RETI ;中斷返回

DEL20MS:MOV R3,#40

DE1:MOV R4,#250

DE2:DJNZ R4,DE2

DJNZ R3,DE1 ;延時20ms

RET

TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;0-9

END

4系統仿真
4.1 系統仿真過程

在Proteus仿真軟件中按下開始按鈕,數碼管顯示“00”，按下按鍵S1（開始/停止），蜂鳴器響一聲、綠燈亮，與此同時數碼管開始計時；若計時未到59秒，按下按鍵S1，此時數碼管停止計時，蜂鳴器響一聲、綠燈滅，顯示當前數值；再按下按鍵S1，蜂鳴器響一聲，數碼管顯示“00”；若計時到59秒未按下按鍵S1，數碼管再次循環顯示“00”。

圖4-1 系統仿真圖

4.2 系統仿真分析

1.調試過程中遇到的問題：

在Proteus仿真軟件中我的仿真電路中的三極管起初選用了圖(2)三極管NPN，進行仿真時三極管不導通數碼管無顯示，后來換了圖（1）三極管2N222進行仿真時三極管導通數碼管正常顯示。分析原因可能是Proteus仿真軟件本身的誤差。

圖（1）三極管2N222 圖(2)三極管NPN

2.系統仿真時遇到的問題：

燈的問題

蜂鳴器的問題

3.系統有待提高和完善的地方

寫調試，仿真過程中出現的問題和解決，分點寫，也可以寫系統有待提高和完善的地方

（多次計時，顯示燈）

實習 實訓報告

5 實訓小結

本次實訓的我組抽到課題是：秒表的設計與仿真。在本學期做過類似的實驗，所以實現基本的計時功能沒有遇到太大的問題，主要在蜂鳴器和顯示燈的編程設計上遇到了一點難題。最后在同學的幫助下，完成了設計要求。

本次實訓在單片機學習中我總結了以下幾點經驗：

1）要學會參考書本的程序，系統認知單片機的編程原則和編程語句，迅速提高自己的編程能力。

2）碰到問題可以借助網絡、圖書館資源來搜尋答案和對自己有幫助的問題,一定會有所收獲。

3）小組要團結，小組之間要多交流。技術是靠不斷的積累和交流才會進步的，大家集思廣益，能更快捷的找到問題所在，并解決問題。

通過這次單片機設計我不僅加深了對單片機的理解，并且將理論應用到了實際當中，同時也使我認識到自身存在的不足之處，無論是理論上還是遇到問題的處理能力上都還有待提高，而且這也激發了我今后努力學習的興趣。發現問題、提出問題、分析問題、解決問題和實踐能力這些都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。

指

導

老

師

意

見

項目	項目實施過程（60%）				項目報告（40%）
	功能實現（20%）	拓展內容（10%）	團隊合作(學生) （5%）	答辯考核（25%）	硬件設計（10%）	軟件設計（10%）	文檔規范性（10%）	小結（10%）
分數
小計

實習實訓成績：指導教師簽名：

2015年 11月22日

說明：報告包含實習實訓內容、過程、情況小結及心得體會、對實習實訓的意見建議等。

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