單片機實習報告

　　單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。下面，小編為大家分享單片機實習報告，希望對大家有所幫助!

　　一 實習目的

　　1. 通過對單片機小系統(tǒng)的設計、焊接、裝配，掌握電路原理圖及電子線路的基本焊接裝配工藝、規(guī)范及注意事項;

　　2. 通過對系統(tǒng)板的測試，了解系統(tǒng)板的工作原理及性能，掌握元器件及系統(tǒng)故障的排除方法;

　　3. 掌握程序編制及調試方法，完成系統(tǒng)初始化、存儲器操作、端口操作、鍵盤顯示等程序的編制及調試(匯編語言、C語言均可);

　　4. 通過單片機系統(tǒng)的組裝，調試以及程序編制、調試及運行，與理論及實驗的有機結合和指導教師的補充介紹，使學生掌握控制系統(tǒng)的工作原理、開發(fā)方法和操作方法。

　　5. 培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，提高對理論知識的感性認識。

　　二 實習意義

　　通過本實習不但可以掌握單片機軟、硬件的綜合調試方法，而且可以熟練掌握電路原理圖，激發(fā)對單片機智能性的探索精神，提高學生的綜合素質，培養(yǎng)學生應用單片機實現(xiàn)對工業(yè)控制系統(tǒng)的設計、開發(fā)與調試的能力。在制作學習過程中，不但可以掌握軟、硬件的綜合調試方法，而且可以使學生對單片機智能性產生強烈的欲望。達到最大限度地掌握微機應用技術，軟件及接口設計和數(shù)據(jù)采集與處理的技能，培養(yǎng)電綜合實踐素質的目的。

　　三 系統(tǒng)基本組成及工作原理

　　1 系統(tǒng)基本組成

　　系統(tǒng)以單片機STC89C52作為控制核心，各部分基本組成框圖如圖1所示。

　　流水燈部分由單片機、鍵盤模塊等組成;

　　四位數(shù)碼顯示，編程實現(xiàn)30秒倒計時部分由單片機、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成;

　　按鍵功能部分通過按鍵控制流水燈部分、四位數(shù)碼顯示部分;

　　電子鐘部分由單片機、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成;

　　使用功能鍵實現(xiàn)相應的功能組合部分通過流水燈部分、30秒倒計時部分實現(xiàn);

　　模數(shù)轉換部分由單片機、ADC0809轉換模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成。

　　2 系統(tǒng)工作原理

　　本設計采用STC89C52RC單片機作為本系統(tǒng)的控制模塊。單片機可把由ADC0809及單片機中的數(shù)據(jù)利用軟件來進行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，實現(xiàn)阻值大小的顯示。以數(shù)碼管顯示為顯示模塊，把單片機傳來的數(shù)據(jù)顯示出來。在顯示電路中，主要靠按鍵來實現(xiàn)各種顯示要求的選擇與切換。

　　對于模數(shù)轉換部分，單片機89C51通過P0口的I/O線向ADC0809發(fā)送鎖存地址以及復位、啟動轉換等信號，并查詢轉換狀態(tài)。 ADC0809啟動轉換后，將0-8個通道一次輸入的電壓信號轉換成相應的數(shù)字量，供89c51讀取使用，并且將EOC置1供單片機查詢轉換狀態(tài)。而滑動變阻器負責將阻值信號轉換成電壓信號，再送到ADC0809的八個通道。當單片機查詢到轉換結束后依次讀取數(shù)據(jù)并按照現(xiàn)實的需要進行二進制轉BCD碼等處理最后控制顯示電路顯示出數(shù)字。 其實現(xiàn)方式是：ADC0809轉換來自3通道的阻值變化信號。80c51的P2口與ADC0809的輸出相連用于讀取轉換結果，同時P0.0-P0.6作控制總線，向ADC0809發(fā)送鎖存、啟動等控制信息，并查詢EOC狀態(tài)。ALE經分頻后給ADC0809提供時鐘信號。P3.0和P3.1口用于向顯示電路輸出段碼，P3.2-P3.7用于數(shù)碼管的位選。

　　四 系統(tǒng)硬件設計

　　結合本設計的要求和技術指標，通過對系統(tǒng)大致程序量的估計和系統(tǒng)工作的估計，考慮價格因素。選定AT89C51單片機作為系統(tǒng)的主要控制芯片，8位模擬轉換器ADC0809進行阻值轉換。 逐次比較法A/D轉換器是目前種類最多、應用最廣的A/D轉換器，其原理即“逐位比較”，其過程類似于用砝碼在天平上稱物體重量。它由N位寄存器、A/D轉換器、比較器和控制邏輯等部分組成，N位寄存器代表N位二進制碼。目前應用最廣的逐次比較法A/D轉換器有ADC0809。它是一種8路模擬輸入8位數(shù)字輸出的逐次比較法A/D轉換器件。其主要性能指標和特性如下：

　　分表率：8位

　　轉換時間：取決于芯片時鐘頻率，轉換一次時間位64個時鐘周期

　　單一電源：+5v

　　模擬輸入電壓范圍：單極性0-+5v;雙極性-5v-+5v

　　具有可控三態(tài)輸出鎖存器

　　啟動轉換控制位脈沖式，上升沿使內部所有寄存器清零，下降沿使A/D轉換開始。

　　通過以上性能比較，我們不難看出ADC0809滿足本設計的要求，所以本設計采用ADC0809作為A/D轉換器

　　1 按鍵電路設計

　　利用單片機的P1口擴展一個8位鍵盤。

　　2 晶振與復位電路設計

　　本設計采用的是上電復位的形式，如圖3.3所示，上電順進RST獲得高電平，隨著電容器C的充電，RST引腳上的高電平將逐漸下降，只要高電平能保持復位所需要的兩個機器周期以上時間，單片機就能實現(xiàn)復位操作。 晶振電路為單片機提供工作所需要的時鐘信號。震蕩頻率越高，系統(tǒng)時鐘頻率也越高，單片機運行的速度就越快。其電路如圖3.4所示。89C51的XTAL1和XTAL2兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調電容C1、C2形成反饋電路，就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器，本設計的震蕩器頻率為12MHZ。

　　3 下載電路設計

　　4 流水燈模塊設計

　　5 模數(shù)轉換模塊設計

　　6 顯示電路設計

　　本設計采用六位數(shù)碼管。本系統(tǒng)采用共陽極動態(tài)掃描的方式連接。數(shù)碼管的段碼數(shù)據(jù)由89C51的P3.0-P3.1口送出，89C51的P3.2-P3.7輸出位選通信號，只有被選中的那位數(shù)碼管才會顯示段碼

　　7 整體電路設計

　　五 系統(tǒng)軟件設計

　　1主程序設計

　　主程序采用分支結構，以狀態(tài)號標識系統(tǒng)所處的狀態(tài)。在上電初始化后即進入狀態(tài)號的輪詢掃描，狀態(tài)號的值決定了分支程序的入口。其中分支程序分別為：AD轉換模塊(狀態(tài)號為0)，數(shù)字模塊狀態(tài)號為1)，倒計時模塊(狀態(tài)號為2)，電子鐘模塊(狀態(tài)號為3)，功能組合模塊(狀態(tài)號為4)，流水燈模塊(狀態(tài)號為5)。

　　2 功能子程序設計

　　2.1 流水燈模塊

　　流水燈模塊利用單片機的P3口，通過給P3口的各位送低電平，相應的實現(xiàn)流水燈有規(guī)律的點亮。

　　2.2 30秒倒計時模塊

　　30秒倒計時模塊利用單片機的P3.0與P3.1口送相應的段控數(shù)據(jù)，P3.2-P3.7口送相應的位控數(shù)據(jù)。通過程序實現(xiàn)30秒倒計時。

　　2.3 數(shù)字加減模塊

　　利用數(shù)碼管實現(xiàn)數(shù)字顯示，通過加一鍵或者是減一鍵實現(xiàn)數(shù)字變量的加一或者減一，進而實現(xiàn)利用數(shù)碼管顯示加一鍵、減一鍵功能。

　　2.4 電子鐘模塊

　　利用數(shù)碼管實現(xiàn)時間顯示，通過加一鍵或者是減一鍵實現(xiàn)小時變量或者是分鐘變量的加一，從而實現(xiàn)調時功能。

　　2.5 模數(shù)轉換模塊

　　對于模數(shù)轉換部分，單片機89C51通過P0口的I/O線向ADC0809發(fā)送鎖存地址以及復位、啟動轉換等信號，并查詢轉換狀態(tài)。 ADC0809啟動轉換后，將0-8個通道一次輸入的電壓信號轉換成相應的數(shù)字量，供89c51讀取使用，并且將EOC置1供單片機查詢轉換狀態(tài)。而滑動變阻器負責將阻值信號轉換成電壓信號，再送到ADC0809的八個通道。

　　當單片機查詢到轉換結束后依次讀取數(shù)據(jù)并按照現(xiàn)實的需要進行二進制轉BCD碼等處理最后控制顯示電路顯示出數(shù)字。 其實現(xiàn)方式是：ADC0809轉換來自3通道的阻值變化信號。80c51的P2口與ADC0809的輸出相連用于讀取轉換結果，同時P0.0-P0.6作控制總線，向ADC0809發(fā)送鎖存、啟動等控制信息，并查詢EOC狀態(tài)。ALE經分頻后給ADC0809提供時鐘信號。P3.0和P3.1口用于向顯示電路輸出段碼，P3.2-P3.7用于數(shù)碼管的位選。

　　六 實習總結、體會

　　本次單片機實習我們一共完成了個模塊的程序設計，包括：led顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊和鍵盤模塊。分別實現(xiàn)了流水燈的循環(huán)點亮控制、數(shù)碼管的靜態(tài)和動態(tài)計數(shù)顯示，還有矩陣鍵盤按鍵控制數(shù)碼管顯示的程序設計。然后我們分別用protues系統(tǒng)仿真軟件對各個模塊進行了模擬仿真，用keil軟件編制了匯編語言程序，驗證了我們所設計的程序。 這次實習還使我理解了編寫程序的一些技巧。單片機應用系統(tǒng)一般由包含多個模塊的主程序和由各種子程序組成。每一模塊都要完成一個明確的任務，實現(xiàn)某個具體的功能，如計算、接受、發(fā)送、延時、顯示等。采用模塊化程序設計方法，就是將這些具體功能程序進行獨立設計和分別調試，最后將這些模塊程序裝配成整體程序并進行聯(lián)合調試。

　　模塊化程序設計方法的優(yōu)點：一個模塊可以為多個程序所共享;單個功能明確的程序模塊的設計和調試比較方便，容易完成;利用已經編好的成熟模塊，將大大縮短開發(fā)程序的時間，降低開發(fā)成本。采用循環(huán)結構和子程序結構可以使程序的容量大大減少，提高程序的效率，節(jié)省內存。對于多重循環(huán)，要注意各重循環(huán)的初值和循環(huán)結束的條件，避免出現(xiàn)程序無休止循環(huán)的“死循環(huán)”現(xiàn)象; 通過這次的實習我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了，才能夠將課本知識與實踐相結合，理論知識服務于教學實踐，以增強自己的動手能力。這次實習十分有意義，這次實習我們知道了理論和實踐的距離，也知道了理論和實踐相結合的重要性。

　　回顧起此次課程設計，感覺受益匪淺，從拿到題目到完成整個編程，從理論到實踐，學到很多很多的課堂理論中沒學到過的東西，不僅對鍵盤的識別技術這一章節(jié)的知識點有了深刻的認識，而且對這學期開設的單片機這門課程有了更全面的了解，尤其是在學習使用proteus軟件片編程和仿真時收獲良多。通過這次單片機課程設計，還使我懂得了實踐的重要性。同時在程序調試的過程中提高自己的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、實際動手和獨立思考的能力。 這次課程設計能順利的完成，除了我們的努力外，當然也離不開指導老師申老師的辛勤指導，致使我在設計的過程中學到了很多實用性的知識。同時，對給過我?guī)椭�的所有同學和各位指導老師表示忠心的感謝!

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