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>  單片機及其相關(guān)實踐課程設(shè)計報告</p><p>  基于單片機的(秒表)設(shè)計</p><p>  班級:電XXXX-X班</p><p>  學(xué)號:XXXXXXXX</p><p><b>  姓名:XXX</b></p><p><b>  指導(dǎo)老師:XXXX&

2、lt;/b></p><p><b>  目錄</b></p><p>  一、概述..........................................................1</p><p>  1.1設(shè)計目的...................................................

3、....1</p><p>  1.2設(shè)計要求........................................................1</p><p>  1.3設(shè)計意義........................................................1</p><p>  二、系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計.....

4、.....................................1</p><p>  2.1系統(tǒng)總體方案....................................................1</p><p>  2.2硬件設(shè)計........................................................1</p>

5、<p>  2.3原理圖繪制......................................................1</p><p>  2.3.1原理圖的繪制..................................................2</p><p>  2.3.2原理圖布線..........................

6、..........................3</p><p>  2.3.3編輯和調(diào)整....................................................3</p><p>  2.3.4原理圖報表文件的生成..........................................4</p><p>  2.3

7、.5 PCB設(shè)計......................................................4</p><p>  2.3.6 PCB布局......................................................4</p><p>  2.4各部分的電路....................................

8、................5</p><p>  2.4.1晶體振蕩電路..................................................5</p><p>  2.4.2復(fù)位電路......................................................5</p><p>  2.4.3按鍵電

9、路......................................................6</p><p>  2.4.4 顯示電路......................................................6</p><p>  2.4.5系統(tǒng)電路............................................

10、..........7</p><p>  三、軟件設(shè)計.......................................................8</p><p>  3.1.設(shè)計特點.......................................................8</p><p>  3.2.秒表設(shè)計源程序...

11、...............................................8</p><p>  四、元器件清單......................................................10</p><p>  五、結(jié)論與心得......................................................10

12、</p><p><b>  一、概述</b></p><p><b>  1.1設(shè)計目的</b></p><p>  設(shè)計一個單片機控制的秒表系統(tǒng)。利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理,結(jié)合顯示電路、數(shù)碼管以及按鍵來設(shè)計秒表。將軟、硬件有機的結(jié)合起來,使得系統(tǒng)能夠正確的進行計時,同時具有開始、暫停、清零、復(fù)位等功能

13、。</p><p><b>  1.2設(shè)計要求</b></p><p> ?。?)共四位數(shù)碼管顯示,顯示時間為:00.00-99.99;</p><p>  (2)共三個按鍵,分別是開始、暫停、清零;</p><p> ?。?)顯示時間從00.00一直到99.99,到99.99自動清零。</p><p

14、><b>  1.3 設(shè)計意義</b></p><p> ?。?)通過本次課程設(shè)計可以使我們進一步熟悉和掌握單片內(nèi)部和工作原理,了解單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟和方法。</p><p>  (2)通過利用STC89C52單片機,理解單片機在自動化儀表的作用以及掌握單片機的編程方法。</p><p> ?。?)通過設(shè)計一個簡單的實際應(yīng)用輸入

15、以及顯示模擬系統(tǒng),掌握單片機仿真軟件的使用方法。</p><p> ?。?)該實驗通過單片機的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)原理,設(shè)計簡單的記時器系統(tǒng),擁有正確的計時、暫停、清零的功能,該秒表在現(xiàn)實生活中應(yīng)用廣泛,具有現(xiàn)實意義。</p><p>  系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計</p><p>  2.1 系統(tǒng)總體方案</p><p>  本系統(tǒng)采用ST

16、C89C52單片機為中心器件,利用其定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理,結(jié)合硬件電路如電源電路,晶振電路,復(fù)位電路,顯示電路,以及以一些按鍵電路等來設(shè)計計時器,將軟、硬件有機地結(jié)合起來。其中軟件系統(tǒng)采用C語言編寫程序,包括顯示、計數(shù)、中斷、延時、按鍵消抖程序等,并且在編程軟件中調(diào)試運行,硬件系統(tǒng)利用Proteus強大的功能來實現(xiàn),簡單且易于觀察,在仿真中可以觀察到實際的工作狀態(tài)。</p><p><b> 

17、 2.2 硬件設(shè)計</b></p><p>  STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。具有以下標準功能: 8k字節(jié)Flash,512字節(jié)RAM, 32 位I/O 口線,看門狗定時器,內(nèi)置4KB EEPROM, MAX810復(fù)位電路,3個16 位定時器/計數(shù)器,4個外部中斷,一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)(兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷

18、結(jié)構(gòu)),全雙工串行口。</p><p><b>  特性</b></p><p>  STC89C52RC單片機:</p><p>  8K字節(jié)程序存儲空間;</p><p>  512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間;</p><p>  內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲空間;</p><p&g

19、t;  可直接使用串口下載;</p><p><b>  參數(shù)</b></p><p>  1. 增強型8051 單片機,6 時鐘/機器周期和12 時鐘/機器周期可以任意 選擇,指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.[2]?</p><p>  2. 工作電壓:5.5V~3.3V(5V 單片機)/3.8V~2.0V(3V 單片機)</p>

20、<p>  3. 工作頻率范圍:0~40MHz,相當于普通8051 的0~80MHz,實際工作 頻率可達48MHz</p><p>  4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié)</p><p>  5. 片上集成512 字節(jié)RAM</p><p>  6. 通用I/O 口(32 個),復(fù)位后為:P0/P1/P2/P3 是準雙向口/弱上拉, P0 口是漏極開路輸

21、出,作為總線擴展用時,不用加上拉電阻,作為 I/O 口用時,需加上拉電阻。</p><p>  7. ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器,無 需專用仿真器,可通過串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下載用戶程 序,數(shù)秒即可完成一片</p><p>  8. 具有EEPROM 功能</p><p>  9. 具有看門狗功能<

22、/p><p>  10. 共3 個16 位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2</p><p>  11. 外部中斷4 路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路,Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒</p><p>  12. 通用異步串行口(UART),還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART</p><p>  13. 工作溫度范

23、圍:-40~+85℃(工業(yè)級)/0~75℃(商業(yè)級)</p><p>  14. PDIP 封裝</p><p><b>  2.3原理圖的繪制</b></p><p>  2.3.1、原理圖的繪制</p><p>  學(xué)會如何建立一個新的數(shù)據(jù)庫,啟動原理圖編輯器,設(shè)置原理圖編輯器的界面環(huán)境,了解各種工具欄的中各種工具的

24、意義。學(xué)會設(shè)置圖紙,裝載元件庫。學(xué)會放置元器件,編輯元器件的屬性,然后用工具欄中的工具繪制電路圖。</p><p><b>  1)創(chuàng)建新項目</b></p><p>  進入protel界面,執(zhí)行菜單File命令創(chuàng)建一個新項目(項目中包含所要設(shè)計的文件),彈出如下對話框,在圖畫框的Design Storage Type 選項中選擇默認值,在Database file

25、 name后面添加想要的名稱,其擴展名必須以ddb結(jié)尾。通過按Browse按鈕指出將文件存儲于E盤。最后點擊ok鍵,則建立了一個項目,在彈出的對話框中選擇原理圖服務(wù)器圖標,雙擊該圖標建立原圖設(shè)計文件Sheet1.ddb。雙擊該圖標進入原理圖設(shè)計的主界面。執(zhí)行菜單Design/OptionsTool/Preferences,設(shè)計圖紙大小等。</p><p><b>  2)放置元件</b>&l

26、t;/p><p>  在設(shè)計管理器中選擇Browse Sch頁面,如下圖所示,在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library,然后單擊Add/Remove按鈕,在彈出的窗口中尋找Protel子目錄,在該目錄中選擇Library/sch路徑,在元件庫列表中選擇所需的元件庫,比如Miscellaneous Devices lib等,單擊Add按鈕,即可把元件庫增加到元件庫管理器中。根據(jù)設(shè)計窗口比較器的需要,先從元件庫M

27、iscellaneous devices lib中找到我們要找的元件,然后用鼠標點擊place按鈕,即可將該元件移動到設(shè)計圖紙中。</p><p>  2.3.2、原理圖布線</p><p>  利用Protel提供的連線工具條中的連線工具進行連線(只有此線才是具有電氣性質(zhì))當預(yù)拉線的指針移動到元件的引腳或者其他電氣特性線時,指針的中心會出現(xiàn)一個黑點,它提示我們在當前的狀態(tài)下單擊鼠標左鍵就

28、會形成一個有效的電氣連接。這里需要注意的是,連線不能貫穿元件(若連線貫穿元件會造成PCB</p><p>  制作中元件也是短路的,仿真環(huán)節(jié)無法正確通過),連接線段不能重合(若連接線段重合會造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)短線),元件不能搭接(如果元件搭接點在元件端口之內(nèi),程序無法識別也會造成PCB制作環(huán)節(jié)中加載網(wǎng)絡(luò)表后出現(xiàn)短線)。</p><p>  2.3.3、編輯和調(diào)整</

29、p><p>  利用Protel 所提供的各種強大的功能對原理圖進一步調(diào)整和修改,以保證原理圖的美觀和正確。同時對元件的編號、封裝進行定義和設(shè)定,更改元件屬性等。</p><p>  用鼠標雙擊任何一個元件都會彈出元件的屬性對話框,如下圖為電阻R1的屬性對話框,其中Lib Ref:元件樣本,修改此項將直接替換原有的元件,元件樣本名不會顯示在元件圖上;Footprint:元件的封裝方式,元件的封

30、裝是指設(shè)計PCB時,根據(jù)實際元件尺而定義的焊點,另外還附加一些屬性和元件外觀的符</p><p>  號,需要注意的是每個元件的Footprint必須要添上相應(yīng)的封裝號(這里電阻的封裝號:AXIAL0.3,二極管:DIODE0.4,放大器:DIP8)Designator:設(shè)置元件的序號;Part Type:設(shè)置元件參數(shù)值如電阻的大小,電容的電容值等。</p><p><b>  

31、秒表的原理圖:</b></p><p>  2.3.4、原理圖報表文件的生成</p><p>  對已經(jīng)完成的電路原理圖,進行電氣規(guī)則測試,找出錯誤原因,并改正。生成網(wǎng)絡(luò)表和元器件材料清單。</p><p>  2.3.5、PCB設(shè)計</p><p>  了解PCB板的組成,PCB上的元器件的組成和PCB的分類。認識各種原器件的

32、封裝。學(xué)會使用印制電路板編輯器,設(shè)置工作層面和電路板畫圖環(huán)境。達到能夠人工熟練畫電路板的程度。</p><p>  2.3.6、PCB布局</p><p>  (1) 考慮整體美觀;</p><p><b>  (2)布局的檢查:</b></p><p>  1). 印制板與加工圖紙尺寸是否符合;</p>

33、<p>  2). 元件布局是否疏密有序,排列整齊,是否全部布完;</p><p>  3). 線路的干擾問題是否有所考慮;</p><p> ?。?)元器件布局規(guī)則:</p><p>  1). 元件布置的有效范圍;</p><p>  2). PCB板上元件需均勻排放,避免輕重不均;</p><p>  

34、3). 板上不同組件相鄰焊盤圖形之間的最小間距應(yīng)在1mm以上;</p><p><b> ?。?) 畫外框:</b></p><p>  對PCB元器件進行布局,布局完后,要在禁止布線層“KEEPOUTLAYER”上畫上外框。</p><p><b>  2.4各部分電路</b></p><p> 

35、 2.4.1晶體振蕩電路</p><p>  89C52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器,用于構(gòu)成振蕩器。引線XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出,兩端跨接石英晶體及兩個電容就可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。這里,我們選用52單片機12MHZ的內(nèi)部振蕩方式,電容器C1,C2起穩(wěn)定振蕩頻率,并對振蕩頻率有微調(diào)作用C1和C2可在20-100PF之間取值,這里取22PF。</p><p>

36、<b>  2.4.2復(fù)位電路</b></p><p>  采用上電加按鍵復(fù)位電路,上電后,由于電容充電,使RST持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時,按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平,從而實現(xiàn)上電加按鍵復(fù)位的操作。</p><p><b>  2.4.3按鍵電路</b></p><p>  采用按鍵電路,

37、P2-2暫停,P2-3開始,P2-4清零,按下不同的按鍵,將執(zhí)行不同的功能程序。</p><p><b>  2.4.4顯示電路</b></p><p>  顯示電路既可以選用液晶顯示器,也可以選用數(shù)碼管顯示。我們采用的是數(shù)碼管顯示電路。用四段共聯(lián)共陰顯示,在用數(shù)碼管顯示時,我們有靜態(tài)和動態(tài)兩種選擇,靜態(tài)顯示程序簡單,顯示穩(wěn)定,但是占用端口比較多;動態(tài)顯示所使用的端口

38、比較少,可以節(jié)省單片機的I/O口。在設(shè)計中,我們采用動態(tài)顯示,用P0口驅(qū)動顯示。由于P0口的輸出級是開漏電路,用它驅(qū)動時需要外接上拉電阻才能輸出高電平。</p><p>  2.4.5 系統(tǒng)電路圖</p><p><b>  PCB版圖</b></p><p><b>  實驗成品圖:</b></p><

39、;p><b>  三、軟件設(shè)計</b></p><p><b>  3.1設(shè)計特點</b></p><p>  在軟件設(shè)計中,一般采用模塊化的程序設(shè)計方法,它具有明顯的優(yōu)點。把一個多功能的復(fù)雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊,有利于程序的設(shè)計和調(diào)試,優(yōu)化和分工,提高了程序的閱讀性和可靠性,使程序的結(jié)構(gòu)層次一目了然。應(yīng)用系統(tǒng)的程序

40、由包含多個模塊的主程序和各種子程序組成。各程序模塊都要完成一個明確的任務(wù),實現(xiàn)某個具體的功能,如:計數(shù)、延時、和顯示等,在具體需要時調(diào)用相應(yīng)的模塊即可。</p><p>  3.2秒表設(shè)計源程序</p><p><b>  源程序如下:</b></p><p>  #include<reg51.h></p><p

41、>  #define uint unsigned int</p><p>  #define uchar unsigned char</p><p>  unsigned int msec,sec,i,j;</p><p>  void delayms(uint x)</p><p><b>  {</b><

42、/p><p><b>  uint i,j;</b></p><p>  for(i=x;i>0;i--)</p><p>  for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>  }</b></p><p>  void T0_INT(void)int

43、errupt 1 </p><p><b>  {</b></p><p><b>  TH0=0xfe;</b></p><p><b>  TL0=0x0c;</b></p><p><b>  msec++;</b></p><p

44、>  if(msec==20)</p><p><b>  {</b></p><p><b>  msec=0;</b></p><p><b>  sec++;</b></p><p>  if(sec==10000)</p><p><

45、b>  {</b></p><p><b>  sec=0;</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b></p><p>  vo

46、id main()</p><p><b>  {</b></p><p>  unsigned char led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>  unsigned char temp;</p><p>  TMOD=0x0

47、1;</p><p><b>  TH0=0xfe;</b></p><p><b>  TL0=0x0c;</b></p><p><b>  EA=1;</b></p><p><b>  ET0=1;</b></p><p>

48、<b>  P2=0xff;</b></p><p><b>  while(1)</b></p><p><b>  {</b></p><p><b>  P1=0xfe;</b></p><p>  P0=led[sec/1000];</p&g

49、t;<p>  delayms(10);</p><p><b>  P1=0xfd;</b></p><p>  P0=led[sec%1000/100]|0x80;</p><p>  delayms(10);</p><p><b>  P1=0xfb;</b></p>

50、;<p>  P0=led[sec%1000%100/10];</p><p>  delayms(10);</p><p><b>  P1=0xf7;</b></p><p>  P0=led[sec%10];</p><p>  delayms(10);</p><p><

51、;b>  temp=~P2;</b></p><p>  temp=temp&0xff;</p><p>  if(temp==0x04)</p><p><b>  TR0=0;</b></p><p>  if(temp==0x08)</p><p><b>

52、;  TR0=1;</b></p><p>  if(temp==0x10)</p><p><b>  {</b></p><p>  TR0=0;sec=0;msec=0;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }<

53、;/b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  元器件清單</b></p><p><b>  五、結(jié)論與心得</b></p><p>  經(jīng)過幾個星期的課程設(shè)計,我學(xué)會了很多知識和技能。我從一開始對單片機的書本知識到現(xiàn)在的和硬件結(jié)合,我花費

54、了很多的時間和精力,比如上網(wǎng)查閱資料,去圖書館借相關(guān)書籍,向身邊的同學(xué)討教等等。我重新對c語言又有了一些新的理解,也對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣。單片機對于我們通信專業(yè)的學(xué)生來說是一門很重要的學(xué)科,所以我們好好學(xué)好這一門技術(shù),這對于我們未來的發(fā)展有很大的幫助。下面我來談?wù)劚救送ㄟ^這次課程設(shè)計的一些體會:</p><p>  (1)這段日子里,通過學(xué)習(xí)的理論知識和實踐相結(jié)合,我收獲了很多,這些收獲將是我人生的寶貴財富。

55、</p><p>  (2)通過這次課程設(shè)計,讓我養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的好習(xí)慣,也使我善于思考和動手,更增強了我與同學(xué)們的交流合作。</p><p>  (3)這次課程設(shè)計不僅讓我對c語言有了很大的認識,使我的編程能力有了很大的提高,也讓我對單片機產(chǎn)生了濃厚的興趣。</p><p>  (4)通過這次課程設(shè)計,切實的提高了我的動手能力和解決實際問題的能

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