2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>  課程名稱: 《通信電子線路課程設(shè)計》 </p><p>  設(shè)計題目: 擴展8個輸入端口設(shè)計 </p><p>  院 系: 電子信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>  課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>  擴展8個輸入

2、端口設(shè)計</p><p>  摘 要:我們這次設(shè)計的主要任務(wù)是利用型號為AT89S52的單片機及并行輸入8位移位寄存器74LS165擴展了8個單片機的輸入端口,接8只撥動開關(guān),作為單片機的數(shù)據(jù)輸入端,控制單片機輸出端口p1所接的8個發(fā)光二極管;由橋堆2W10接變壓器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,經(jīng)穩(wěn)壓集成電路7805穩(wěn)壓和電容濾波后得到+5V的電源電壓,對芯片和電路供電;由晶振和電容組成起振電路,對AT89S52提供工

3、作頻率;由電阻和按鍵組成AT89S52的復(fù)位電路。</p><p>  關(guān)鍵詞:AT89S52;移位寄存器芯片74LS165;橋堆2w10;7805;串行口通信;LED</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1.設(shè)計背景1</b></p><p>  1.1

4、單片機的發(fā)展1</p><p><b>  1.2設(shè)計依據(jù)1</b></p><p><b>  2.設(shè)計方案1</b></p><p>  2.1方案一:查詢方式和P1口低電平輸出1</p><p>  2.2方案二:中斷方式和P1口高電平輸出1</p><p>

5、<b>  3.方案實施1 </b></p><p>  3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計1</p><p>  3.1.1 電源電路的設(shè)計2</p><p>  3.1.2 復(fù)位電路設(shè)計2</p><p>  3.1.3 時鐘電路設(shè)計2</p><p>  3.1.4并行輸入8位移位寄存器74LS1

6、65設(shè)計3</p><p>  3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計3</p><p>  3.2.1 流程圖設(shè)計4</p><p>  3.2.2 程序的編寫4</p><p><b>  3.3系統(tǒng)仿真6</b></p><p>  3.4 實物制作7</p><p><

7、;b>  4.結(jié)果與結(jié)論7</b></p><p><b>  4.1設(shè)計結(jié)果7</b></p><p><b>  4.2設(shè)計結(jié)論7</b></p><p><b>  5.收獲與致謝7</b></p><p><b>  6.參考文獻(xiàn)7

8、</b></p><p><b>  7.附件8</b></p><p>  附件一:電路原理圖8</p><p>  附件二:元器件清單9</p><p>  附件三:實物圖照片10</p><p><b>  1. 設(shè)計背景</b></p>

9、<p><b>  1.1單片機的發(fā)展</b></p><p>  隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,越來越多的電子產(chǎn)品以飛快的速度更新?lián)Q代著。其設(shè)計都向數(shù)字化、智能化、自動化方向發(fā)展,各種電子設(shè)備及通信系統(tǒng)的復(fù)雜度、集成度越來越高,大批主導(dǎo)電子產(chǎn)品,如計算機、數(shù)字音響、數(shù)字電視、數(shù)控機床等都廣泛應(yīng)用了單片機技術(shù)。單片機在現(xiàn)在社會中有著極其重要的作地位,對單片機的學(xué)習(xí)也越來越重要,因此開展

10、了這次課程設(shè)計。單片機也具有通信功能,本次課程設(shè)計就單片機的串行通信擬定。</p><p><b>  1.2設(shè)計依據(jù)</b></p><p>  在實際應(yīng)用中單片機的I/O端口有時候是不夠用的,但可以使串行口工作方式0的狀態(tài)下進(jìn)行擴展。利用型號為AT89S52的單片機及并行輸入串行輸出8位移位寄存器74LS165擴展8個輸入端口,接8只撥動開關(guān),作為單片機的數(shù)據(jù)輸入

11、端,控制單片機輸出端口p1所接的8個發(fā)光二極管。</p><p><b>  2.設(shè)計方案</b></p><p>  2.1方案一:查詢方式和P1口低電平輸出</p><p>  編寫程序通過對串行口接收中斷標(biāo)志位RI狀態(tài)的查詢控制程序的執(zhí)行順序,并利用P1口輸出低電平驅(qū)動發(fā)光二極管顯示結(jié)果。</p><p>  2.

12、2方案二:中斷方式和P1口高電平輸出</p><p>  編寫程序通過對串行口接收中斷標(biāo)志位RI狀態(tài)的查詢產(chǎn)生中斷請求,控制程序的執(zhí)行順序并利用P1口輸出高電平驅(qū)動發(fā)光二極管顯示結(jié)果。由于AT89S52單片機本身的中斷數(shù)量僅有5個,為了以后功能的擴展、節(jié)省中斷源且本設(shè)計對效率要求不高,故采用查詢方式。又考慮到灌電流與拉電流的優(yōu)缺點,利用P1口輸出低電平驅(qū)動發(fā)光二極管?;谝陨蟽煞矫娴目紤],本設(shè)計采用方案一實現(xiàn)設(shè)計

13、要求。</p><p><b>  3. 方案實施</b></p><p><b>  3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>  利用并行輸入8位移位寄存器74LS165、AT89S52、電容、電阻、撥動開關(guān)、11.0592MHz晶振、橋堆2W10、三端集成穩(wěn)壓器7805、發(fā)光二極管等器件完成硬件原理圖的設(shè)計。<

14、;/p><p>  3.1.1 電源電路的設(shè)計</p><p>  利用橋堆2W10對變壓器輸出的9V電壓進(jìn)行整流并利用三端穩(wěn)壓器7805對其穩(wěn)壓和變壓輸出5V電壓。其C5、C6、C8、C9作為旁路電容,濾除高頻分量使輸出穩(wěn)定。,具體電路原理圖如圖1所示。</p><p><b>  圖1電源電路原理圖</b></p><p&g

15、t;  3.1.2 復(fù)位電路設(shè)計</p><p>  復(fù)位電路可采用上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式,而按鍵手動復(fù)位又可以分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位兩種方式。本設(shè)計采用按鍵電平復(fù)位方式。</p><p>  設(shè)計復(fù)位電路使AT89S52能夠擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動程序。當(dāng)給復(fù)位腳RST加上大于2個機器周期(即24個時鐘振蕩周期)的高電平就可以使AT89S52復(fù)位,使程序從

16、0000H單元開始執(zhí)行。電路圖如圖2所示。</p><p>  圖2 按鍵電平復(fù)位方式電路圖</p><p>  3.1.3 時鐘電路設(shè)計</p><p>  時鐘頻率直接影響單片機的速度,時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式,一種是內(nèi)部時鐘方式,另一種是外部時鐘方式,本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式。</p><p>

17、  本設(shè)計采用的電容值為33pF。電容大小會影響振蕩器頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。本設(shè)計采用晶振的頻率為11.0592MHz。晶體頻率越高,單片機速度就越快。速度快對存儲器的速度要求就高,則要求線間的寄生電容要小。晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機靠近,以減少寄生電容,保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。本設(shè)計的時鐘電路圖如圖3所示。</p><p><b>  圖3 時鐘電路</b><

18、/p><p>  3.1.4并行輸入8位移位寄存器74LS165設(shè)計</p><p>  當(dāng)74LS165的端口1由高到低跳變時,并行輸入端的數(shù)據(jù)被置入寄存器;當(dāng)端口1為高電平,且時鐘禁止端(第15腳)為低電平時,允許TXD(P3.1)串行移位脈沖輸入,這時在移位脈沖作用下,數(shù)據(jù)由右向左方向移動,以串行方式進(jìn)入串行口的接收緩沖器中。TXD(P3.1)作為移位脈沖輸出與所有75LS165的移位脈

19、沖輸入端CP相連;</p><p>  RXD(P3.0)作為串行數(shù)據(jù)輸入端與74LS165的串行輸出端7相連;P2.0與端口1相連,用來控制74LS165的串行移位或并行輸入;74LS165的時鐘禁止端(第15腳)接地,表示允許時鐘輸入。74LS165原理圖如圖4所示。</p><p>  圖4 74LS165原理圖</p><p>  3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計 <

20、;/p><p>  3.2.1 流程圖設(shè)計 </p><p>  利用查詢方式查詢串行口接收中斷標(biāo)志位RI狀態(tài)控制程序的執(zhí)行順序,若RI=1,則調(diào)用服務(wù)子程序,否則繼續(xù)查詢;并通過特殊功能寄存器A將數(shù)據(jù)送入P1口控制發(fā)光二極管的狀態(tài)。</p><p><b>  圖5程序流程圖</b></p><p>  3.2.2 程序

21、的編寫</p><p>  用Keil設(shè)計應(yīng)用程序:</p><p>  KeilC51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機程序語言軟件開發(fā)系統(tǒng)Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面,編碼效率高。按下列步驟使用Keil進(jìn)行編程:</p><p>  (1)Project/New u Vision

22、 Project/輸入工程名liubing點擊保存,選擇單片機型號為Atmel/AT89S52,點擊OK;</p><p> ?。?)File/New新建完之后再按File/Save輸入liubing.asm保存,然后按下列步驟將liubing.Asm添加到liubing工程里,右鍵點擊Source Group 1/Add File to Group ‘Source Group 1’/liubing.Asm/Ad

23、d;</p><p> ?。?)在asm文件里用匯編語言編寫下列程序</p><p><b>  ORG 0000H</b></p><p><b>  LJMP MAIN</b></p><p><b>  ORG 0100H</b></p><p>

24、  MAIN : MOV SP,#30H ;設(shè)置堆棧指針</p><p>  LCALL DELAY ;調(diào)用延時子程序</p><p>  START: CLR P2.0 ;并行置入數(shù)據(jù)</p><p>  SETB P2.0 ;允許串行移位</p><p>  MOV SCON

25、 , #10H;設(shè)置串口方式0,允許接收,啟動接收</p><p>  SINT: JNB RI ,SINT;未接收完一幀,等待</p><p>  CLR RI;RI標(biāo)志清零,準(zhǔn)備下一次接收</p><p>  MOV A,SBUF;讀入數(shù)據(jù)并送至P1口</p><p>  MOV P1,A<

26、/p><p>  LCALL DELAY0;調(diào)用延時子程序 </p><p>  SJMP START</p><p><b>  SJMP $</b></p><p>  DELAY : MOV R6,#100;延時子程序設(shè)計</p><p>  DEL0 : MOV R5,#10

27、0</p><p>  DEL1 : MOV R4,#50</p><p>  DEL2 : DJNZ R4,DEL2</p><p>  DJNZ R5,DEL1</p><p>  DJNZ R6,DEL0</p><p><b>  RET </b></p><p>

28、;  DELAY0 : MOV R3,#0FFH;延時子程序設(shè)計</p><p>  DEL00 : MOV R2,#0FFH</p><p>  DEL01 : DJNZ R2,DEL01</p><p>  DJNZ R3,DEL00</p><p>  RET </p><p>  END

29、 </p><p>  執(zhí)行,若有錯誤會提示出現(xiàn)錯誤處,對程序進(jìn)行修改,直至程序正確之后,進(jìn)行相關(guān)設(shè)置會生成HEX文件。</p><p> ?。?)雙擊DSN文件里AT89S52,選擇Keil生成的hex文件,點擊運行,對程序和軟件進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>  3.3系統(tǒng)仿真</b></p>

30、<p>  打開仿真軟件Proteus,按照預(yù)先畫好的電路原理圖在Proteus軟件中繪制相應(yīng)圖形。繪制完畢后將由Keilc51生成的.hex文件導(dǎo)入單片機進(jìn)行仿真。仿真圖如圖6所示。</p><p><b>  圖6系統(tǒng)仿真圖</b></p><p><b>  3.4實物制作</b></p><p>  將

31、元器件進(jìn)行合理布局,并按照原理圖認(rèn)真在萬能板上安裝器件。將撥動開關(guān)與其所對應(yīng)的發(fā)光二極管相對應(yīng)。使晶振緊靠AT89S52以減少寄生電容,保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。安裝完畢后進(jìn)行焊接電路。焊接完畢后仔細(xì)檢查電路是否焊接完整。是否有虛焊漏焊等情況。</p><p><b>  4. 結(jié)果與結(jié)論</b></p><p><b>  4.1設(shè)計結(jié)果</b&g

32、t;</p><p>  經(jīng)過我們小組同學(xué)的集體努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)后完成了實物電路的焊接,焊接完之后又仔細(xì)檢查電路的連接,然后接通電源調(diào)試。各模塊都能夠正常工作,基本完成設(shè)計任務(wù)。</p><p><b>  4.2設(shè)計結(jié)論</b></p><p>  通過這次單片機實習(xí),我們小組完成的實物電路板完全實現(xiàn)了任務(wù)書預(yù)期的要求。在實習(xí)的過程中也遇

33、到了很多麻煩:第一,編寫程序時感到知識不熟練不能熟悉地寫出程序,而且沒有編程的思想,經(jīng)我們多方查閱資料,分析相關(guān)例子,并在一起研究探討以及和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)矯正最終完成了程序;第二,在焊接過程中由于長時間沒有進(jìn)行焊接而使焊接的結(jié)果不是很美觀,要焊接的芯片引腳太多太亂而感到無處下手,尤其是74LS165不盡管腳多而且??;第三,由于第一次使用萬能板焊接元器件排線比較亂;盡管麻煩很多最終還是完成了電路板的焊接和調(diào)試,達(dá)到了預(yù)期要求。</p

34、><p><b>  5. 收獲與致謝</b></p><p>  這段時間的實習(xí),加深了對理論知識的理解,同時發(fā)覺理論和實際間的差距相當(dāng)大,平常學(xué)習(xí)的原理大多在理想的條件下,在實際的情況下不能完全適用。而要想克服實際與理論間的溝壑,必須對課本知識有深刻的理解。雖然課本知識不能完全的解決現(xiàn)實中的問題,但實際問題的解決絕對離不開課本知識。</p><p&

35、gt;  此外,在這次實習(xí)中我要感謝給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的老師以及我的同學(xué),離開了他們的幫助我不可能又快又好的完成設(shè)計任務(wù)。在此,我要將最真摯的感謝送給他們。</p><p><b>  6. 參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 張毅剛.單片機原理與應(yīng)用. 北京:高等教育出版社,2010.5</p><p>  [2]何立民.單片機應(yīng)用技

36、術(shù)選編.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1993.6</p><p>  [3]嵌入式系統(tǒng)設(shè)計仿真與開發(fā)平臺研討會???--Proteus的51系列單片機設(shè)計與仿真</p><p>  [4]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2005. </p><p>  [5]邱關(guān)源,羅先覺.電路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.</p&

37、gt;<p>  [6]閻 石.數(shù)字電子技術(shù)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005.</p><p><b>  7. 附件</b></p><p><b>  附件一:電路原理圖</b></p><p><b>  圖7電路原理圖</b></p><p&g

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