《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)報(bào)告--基于單片機(jī)的8組搶答器設(shè)計(jì)

1、<p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　學(xué) 院： 源與動(dòng)力工程學(xué)院__</p><p>　　班 級(jí)：______建電1001_____</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

2、<b>　　任務(wù)書1</b></p><p>　　第一章方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　第二章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3</p><p>　　第三章軟件設(shè)計(jì)4</p><p>　　第四章系統(tǒng)調(diào)試5</p><p><b>　　小 結(jié)6</b></p>

3、<p><b>　　附錄1：原理圖7</b></p><p><b>　　附錄2：源程序8</b></p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　　題 目：基于單片機(jī)的8組搶答器設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：（1）搶答人數(shù)為八組，即有八

4、個(gè)搶答按鍵，以及主持人復(fù)位按鈕。</p><p>　?。?）每次搶答有聲音提示，提示顯示搶答組號(hào)。</p><p><b>　　方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如圖所示</p><p>　　復(fù)位電路：當(dāng)一輪進(jìn)行完時(shí)，由主持人按下，下一輪開始，復(fù)位電路接P3.2口。</p><p>

5、;　　獨(dú)立式按鍵鍵盤：用于輸入高低電平，連接到P2口，由P2口檢測(cè)電平的變化。</p><p>　　選手組別顯示電路：有1位數(shù)碼管組成，顯示成功搶答選手編號(hào)。</p><p>　　蜂鳴電路：有選手搶答成功，P3.5口發(fā)出脈沖，使蜂鳴器發(fā)出聲音。</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b

6、>　　一 單片機(jī)最小系統(tǒng)</b></p><p>　　微控制器采用AT89C51。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容的高性能CMOS 8位單片機(jī)，MCS-51系列單片機(jī)以其推出時(shí)間早、配套資源豐富、開發(fā)手段完善、性價(jià)比高等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，是單片機(jī)的主流品種。</p><p>　　AT89C51的內(nèi)部資源主要包括：</p&

7、gt;<p>　　·與MCS--51 系列完全兼容的高性能8位CPU；</p><p>　　·4K字節(jié)可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器；</p><p>　　·256字節(jié)的SRAM；</p><p>　　·4個(gè)8位的并行口，共32條I/O口線；</p><p>　　·3個(gè)16位的定時(shí)

8、器/計(jì)數(shù)器；</p><p>　　·6個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)；</p><p>　　·一個(gè)全雙工的串行口；</p><p><b>　　·內(nèi)部振蕩器；</b></p><p><b>　　·可編程串行通道 </b></p><p

9、>　　·低功耗的閑置和掉電模式 </p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　其最小系統(tǒng)主要包括復(fù)位電路等，如下圖所示。</p><p>　　二 硬件電路設(shè)計(jì)說明</p><p>　　1 復(fù)位電路設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位的方式進(jìn)行復(fù)位，把SW1連接到P3.2，通過撥動(dòng)SW1來改變高低電平，從而進(jìn)行

10、復(fù)位。</p><p>　　2獨(dú)立式按鍵鍵盤設(shè)計(jì)：鍵盤接口中使用多少根I/O線，鍵盤中就有幾個(gè)按鍵，鍵盤接口使用了8根I/O口線，該鍵盤就有8個(gè)按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各按鍵的工作互不干擾。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤中的按鍵靈活的編碼。本設(shè)計(jì)將P2口連接到按鍵鍵盤，搶答時(shí)高低電平發(fā)生變化。</p><p>　　3 顯示電路設(shè)計(jì)：利用ZLG7290進(jìn)行數(shù)碼管顯示。將P3.

11、0和SDA連接，P3.1和SCL連接，P3.7和/RST連接。</p><p>　　4 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)：聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機(jī)某個(gè)口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的巨型波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音。本設(shè)計(jì)將蜂鳴器與P3.5口連接，在選手搶答時(shí)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b>

12、</p><p>　　系統(tǒng)軟件分為主程序、中斷服務(wù)程序和子程序三部分。搶答器的電路設(shè)計(jì)需要兩個(gè)循環(huán)，當(dāng)沒有準(zhǔn)備好的時(shí)候不能搶答，這里需要一個(gè)循環(huán)，知道準(zhǔn)備好之后才能進(jìn)行下面的程序。第二個(gè)循環(huán)是選手的搶答循環(huán)，利用標(biāo)志位來進(jìn)行，當(dāng)標(biāo)志位為零時(shí)，則向下運(yùn)行，進(jìn)行顯示電路和蜂鳴器的工作，若是標(biāo)志位不為零，則一個(gè)一個(gè)的循環(huán)八個(gè)選手，直到 有人搶答為止。</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)

13、試</b></p><p>　　說明調(diào)試中遇到的問題集解決方案</p><p>　　1 程序編寫完成運(yùn)行沒有錯(cuò)誤后，進(jìn)行了調(diào)試，但是第一次調(diào)試時(shí)什么效果都沒有。我就考慮到不是程序上的錯(cuò)誤，那就肯定是接線上的錯(cuò)誤。查看了接線，果然是把P1口和P2口接反了。</p><p>　　2 修改接線之后，數(shù)碼管不亮，經(jīng)過老師講解才知道，我們要想點(diǎn)亮數(shù)碼管，必須使用Z

14、LG7290。于是我在程序中又插入了這段程序，使數(shù)碼管點(diǎn)亮。</p><p>　　3 修改完第二個(gè)錯(cuò)誤之后，我的搶答器終于工作了，但是還是有問題，按鍵、LED燈、數(shù)碼管顯示效果不對(duì)應(yīng)，總是反在里面。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)按動(dòng)一號(hào)鍵是八號(hào)燈亮，而按動(dòng)八號(hào)鍵是一號(hào)燈亮，在排除接線錯(cuò)誤之后。我發(fā)現(xiàn)是在循環(huán)的那一部分出現(xiàn)了問題，把驅(qū)動(dòng)LED的編碼寫反了，修正了之后搶答器終于正確工作了。</p><p><

15、b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)老師給我們安排了一個(gè)星期的時(shí)間，可以說是比較充裕的。雖然如此，我還是很用心的做設(shè)計(jì)程序，剛拿到題目，感覺太繁雜了，不知怎么下手，雖然這些知識(shí)以前都有接觸過，但也只是分部分來接觸，而這次的設(shè)計(jì)是要對(duì)前面幾次實(shí)驗(yàn)的一個(gè)綜合，真的很難。也翻閱了一些資料，到圖書館翻閱了很多資料，可是還是一片空白，于是也在網(wǎng)上參考一些個(gè)程序，然后自己事先編寫好了程

16、序，到了周一去到機(jī)房時(shí)候，把自己寫的程序燒進(jìn)去芯片里面，發(fā)現(xiàn)不行，才知是我把段碼地址搞錯(cuò)了，所以不能在數(shù)碼管上正常顯示。通過運(yùn)用單片機(jī)設(shè)計(jì)八路搶答器程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。</p><p><b>　　附錄1：原理圖</b></p><p><b>　　附錄2：源程序&l

17、t;/b></p><p>　　OK BIT 20H</p><p>　　KEY EQU 30H</p><p>　　KEY1 BIT P2.0</p><p>　　KEY2 BIT P2.1</p><p>　　KEY3 BIT P2.2</p><p>　　KEY4 BIT P2.3&

18、lt;/p><p>　　KEY5 BIT P2.4</p><p>　　KEY6 BIT P2.5</p><p>　　KEY7 BIT P2.6</p><p>　　KEY8 BIT P2.7</p><p>　　RING BIT P3.5</p><p>　　SDA BIT P3.0</p

19、><p>　　SCL BIT P3.1</p><p>　　RST BIT P3.6</p><p>　　MTDEQU 63H</p><p>　　ZLG7290EQU70H</p><p>　　ACKBIT10H</p><p>　　SLADATA60H</p&

20、gt;<p>　　SUBADATA61H</p><p>　　NUMBYTEDATA62H</p><p>　　ORG 000H</p><p>　　SJMP MAIN</p><p>　　ORG 003H</p><p>　　LJMP INT_0</p><

21、;p>　　ORG 030H</p><p>　　MAIN :SETB EA</p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p><b>　　SETB IT0</b></p><p><b>　　CLR OK</b></p>

22、<p>　　CLR RING</p><p>　　LCALL RE7290</p><p>　　DD:JNB OK,$ </p><p>　　D0: MOV A,P2</p><p>　　CJNE A,#0FFH,D1 </p><p><b>　　SJMP D0&

23、lt;/b></p><p>　　D1: JB ACC.0,D2</p><p>　　MOV KEY,#1</p><p>　　MOV P1,#0FEH</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p>&l

24、t;p>　　D2:JB ACC.1,D3</p><p>　　MOV KEY,#2</p><p>　　MOV P1,#0FDH</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D3: JB ACC.2,

25、D4</p><p>　　MOV KEY,#3</p><p>　　MOV P1,#0FBH</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D4:JB ACC.3,D5</p><p>　　

26、MOV KEY,#4</p><p>　　MOV P1,#0F7H</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D5:JB ACC.4,D6</p><p>　　MOV KEY,#5</p>&

27、lt;p>　　MOV P1,#0EFH</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D6: JB ACC.5,D7</p><p>　　MOV KEY,#6</p><p>　　MOV P1,#0DFH

28、</p><p>　　SETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D7: JB ACC.6,D8</p><p>　　MOV KEY,#7</p><p>　　MOV P1,#0BFH</p><p>　　S

29、ETB RING</p><p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D8: JB ACC.7,D9</p><p>　　MOV KEY,#8</p><p>　　MOV P1,#07FH</p><p>　　SETB RING</p><

30、;p><b>　　SJMP D9</b></p><p>　　D9: CLR OK</p><p>　　MOV 66H,KEY</p><p>　　LCALL LEDDISP</p><p><b>　　LJMP DD </b></p><p>　　INT

31、_0:SETB OK</p><p>　　CLR RING</p><p>　　MOV P1,#0FFH</p><p>　　MOV KEY,#0</p><p>　　MOV 66H,KEY</p><p>　　LCALL LEDDISP</p><p><b>　　

32、RETI</b></p><p>　　leddisp:push psw</p><p><b>　　push acc</b></p><p><b>　　setb rs1</b></p><p><b>　　setb rs0</b></p>&

33、lt;p>　　mov r0,#66H</p><p>　　mov r4,#8</p><p>　　mov r5,#60h</p><p>　　loop: MOV MTD,R5</p><p>　　MOV MTD+1,@R0</p><p>　　MOV SLA,#70H</p>

34、;<p>　　MOV SUBA,#07H</p><p>　　MOV NUMBYTE,#02H</p><p>　　LCALL IWRNBYTE</p><p>　　LCALL DELY1</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>

35、;　　INC R5</b></p><p>　　DJNZ R4,LOOP</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　RET</b></p><

36、p>　　re7290: clr rst</p><p>　　lcall dely</p><p><b>　　setb rst</b></p><p>　　lcall dely</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　dely :mov

37、 r7,#80H</p><p>　　min :djnz r7,ys500 </p><p><b>　　ret</b></p><p>　　ys500 :lcall ys500us</p><p>　　ljmp min</p><p>　　ys500us:mov

38、r6,#80h</p><p>　　djnz r6,$</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　dely1 :mov r7,#40h</p><p>　　djnz r7,$</p><p><b>　　ret</b></p>&

39、lt;p>　　;啟動(dòng)I2C總線子程序 </p><p>　　START: nop</p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　SETB SDA</b></p><

40、p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB SCL ;起始條件建立時(shí)間大于4.7us</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b>

41、</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　CLR SDA </p><p>　　NOP ;起始條件鎖定時(shí)大于4us</p><p><b>　　NOP<

42、;/b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　CLR SCL ;鉗住總線，準(zhǔn)備發(fā)數(shù)據(jù)</p><p><b

43、>　　NOP</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;結(jié)束總線子程序</b></p><

44、p>　　STOP: NOP</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　CLR SDA</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB SC

45、L ;發(fā)送結(jié)束條件的時(shí)鐘信號(hào)</p><p>　　NOP ;結(jié)束總線時(shí)間大于4us</p><p>　　NOP </p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>

46、;<b>　　NOP</b></p><p>　　SETB SDA ;結(jié)束總線</p><p>　　NOP ;保證一個(gè)終止信號(hào)和起始信號(hào)的空閑時(shí)間大于4.7us</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b

47、>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>

48、<b>　　;檢查應(yīng)答位子程序</b></p><p>　　;返回值，ACK=1時(shí)表示有應(yīng)答</p><p><b>　　CACK:NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

49、<p><b>　　SETB SDA</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB SCL</b></p><p><b>　　CLR

50、ACK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV C,SDA</p><p>　　JC CEND</p><p>　　SETB ACK ;判斷

51、應(yīng)答位</p><p><b>　　CEND:NOP</b></p><p><b>　　CLR SCL</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><

52、b>　　nop</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;發(fā)送字節(jié)子程序</b></p><p>　　;字節(jié)數(shù)據(jù)放入ACC </p><p>　　;每發(fā)送一字節(jié)要調(diào)用一次CACK子程序，取應(yīng)答位 </p

53、><p>　　WRBYTE: MOV R7,#08H</p><p>　　WLP: RLC A ;取數(shù)據(jù)位</p><p><b>　　JC WR1</b></p><p>　　SJMP WR0 ;判斷數(shù)據(jù)位</p><p>

54、;　　WLP1: DJNZ R7,WLP</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　WR1: SETB SDA ;發(fā)送1</p><p><b>　　NOP</b><

55、;/p><p><b>　　SETB SCL</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP&l

56、t;/b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR SCL</b></p><p>　　SJMP WLP1</p><p>　　WR0: CLR SDA ;發(fā)送0</p><p><

57、b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB SCL</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p>&l

58、t;p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR SCL</b></p><p>　　SJMP WLP1</p><p>　　;向器件指定子地址寫N字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p>　

59、　;入口參數(shù): 器件從地址SLA、器件子地址SUBA 、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)MTD、發(fā)送字節(jié)數(shù)NUMBYTE</p><p>　　; 占用： A 、R0 、R1 、R3 、CY </p><p>　　IWRNBYTE: MOV A,NUMBYTE</p><p>　　MOV R3,A</p><p>　　LCALL START

60、 ;起動(dòng)總線</p><p>　　MOV A,SLA</p><p>　　LCALL WRBYTE ;發(fā)送器件從地址 </p><p>　　LCALL CACK</p><p>　　JNB ACK,RETWRN ;無應(yīng)答則退出</p><p>　　MOV

61、 A,SUBA ;指定子地址 </p><p>　　LCALL WRBYTE</p><p>　　LCALL CACK</p><p>　　MOV R1,#MTD</p><p>　　WRDA: MOV A,@R1</p><p>　　LCALL WRBYTE

62、 ;開始寫入數(shù)據(jù)</p><p>　　LCALL CACK</p><p>　　JNB ACK,IWRNBYTE</p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　DJNZ R3,WRDA ;判斷寫完沒有</p><p>　　RETW