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><b>  課程設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>  課程名稱:單片機(jī)原理及其接口技術(shù) </p><p>  題 目:外部脈沖試驗(yàn) </p><p><b>  摘 要</b></p><p>  單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡稱,其特點(diǎn)為:它的處理器

2、、RAM、ROM和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種輸入/輸出接口都集中在一起超大規(guī)模集成芯片內(nèi),用于電路空間小、功耗低的場合。隨著其技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)上控制功能的不斷擴(kuò)展,目前,單片機(jī)在國外被稱為微控制器。</p><p>  本次試驗(yàn)主要采用8051單片機(jī)為核心,其包含128 字節(jié)和256 字節(jié)RAM ,32 條I/O口線,3 個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,6 輸入4 優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu),1個(gè)串行I/O口可用于多機(jī)通信I/O 擴(kuò)展或

3、全雙工UART,以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。通過每一次外部中斷,外部中斷由脈沖觸發(fā)器來完成,把脈沖數(shù)記在一個(gè)單元中,并用2個(gè)數(shù)碼管顯示次數(shù)。此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計(jì)可提供很寬的操作頻率范圍率可降至0,可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式空閑模式凍結(jié)CPU,但RAM定時(shí)器串口和中斷系統(tǒng)仍然工作掉電模式保存RAM的內(nèi)容,但是凍結(jié)振蕩器導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作,由于設(shè)計(jì)是靜態(tài)的時(shí)鐘可停止而不會丟失用戶數(shù)據(jù),運(yùn)行可從時(shí)鐘停止處

4、恢復(fù)。</p><p>  關(guān)鍵詞:走馬燈,外部中斷、C8051單片機(jī),脈沖觸發(fā)器。</p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………………………………………… 第1 頁</p><p>  2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及方案…………………………………… 第1 頁</p>

5、<p>  3系統(tǒng)軟件硬件設(shè)計(jì)……………………………………… 第2 頁</p><p>  4系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)………………………………………… 第8 頁</p><p>  5實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得體會…………………………………… 第9 頁</p><p>  6參考文獻(xiàn)………………………………………………… 第10頁</p><p>&l

6、t;b>  外部脈沖試驗(yàn)</b></p><p><b>  1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p><b>  1.1課題簡介</b></p><p>  本次課程設(shè)計(jì)題目是外部脈沖試驗(yàn),是以MCS-51系列單片機(jī)Intel8051為基礎(chǔ)充分利用8051芯片的I/O引腳來設(shè)計(jì)中斷,實(shí)現(xiàn)外部脈沖的過程。

7、外部中斷是由脈沖觸發(fā)器來完成,要求把脈沖數(shù)記在一個(gè)單元中,并用2個(gè)數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)。 利用手控單脈沖信號作為計(jì)數(shù)輸入脈沖,編寫控制程序。若按下計(jì)數(shù)健,則單片機(jī)控制兩位一體的數(shù)碼管顯示從 00 開始的數(shù)字,按下一次,則數(shù)字加 一,一次類推;若按下清零鍵,則程序返回程序開始處,并且在走馬燈上顯現(xiàn)出來。 </p><p><b>  1.2設(shè)計(jì)目的</b></p><

8、;p>  1.2.1 熟練運(yùn)用匯編語言編程,并且掌握中斷技術(shù)。</p><p>  1.2.2 熟悉啟東硬件仿真系統(tǒng),熟練應(yīng)用該系統(tǒng)調(diào)試軟件。</p><p>  1.2.3 軟件上掌握串變并顯示法顯示BCD碼。</p><p>  1.3設(shè)計(jì)目標(biāo) 置計(jì)數(shù)器0為工作方式2,讓走馬燈全亮。</p><p>  2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及方案&

9、lt;/p><p><b>  2.1系統(tǒng)分析</b></p><p>  2.1.1 初始化計(jì)數(shù)器,并采用累加器清0。 2.1.2 通過設(shè)置中斷,外部中斷0為脈沖觸發(fā)方式。 2.1.3 通過觀察走馬燈亮與滅的計(jì)數(shù),來達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p><p>  2.2 程序框圖及說明</p><p>  設(shè)置中斷來進(jìn)行計(jì)數(shù)而做成

10、的流水燈,匯編程序編寫完調(diào)試運(yùn)行后,走馬燈開始全亮,走馬燈通過脈沖次數(shù)改變,使得中斷方式2下工作,通過脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。以此不停循環(huán)。設(shè)置CLR A 累加器清0在中斷中用計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。在程序開始執(zhí)行前,中斷計(jì)數(shù)器初值為0。該設(shè)計(jì)的詳細(xì)流程如下圖1。</p><p><b>  圖1 程序框圖</b></p><p>  2.2.1基本原理 </p>&

11、lt;p>  外部中斷的初始化設(shè)置共有三項(xiàng)內(nèi)容:中斷總允許即EA=1,外部中斷允許即EXi=1(i=0或1),中斷方式設(shè)置。中斷方式設(shè)置一般有兩種方式:電平方式和脈沖方式,本實(shí)驗(yàn)選用后者,其前一次為高電平后一次為低電平時(shí)為有效中斷請求。因此高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)至少維持一個(gè)周期。</p><p>  中斷控制原理:中斷控制是提供給用戶使用的中斷控制手段。實(shí)際上就是控制一些寄存器,51系列用于此目的的控制寄存

12、器有四個(gè):TCON 、IE 、SCON 及IP。 </p><p>  中斷響應(yīng)的過程:首先中斷采樣然后中斷查詢最后中斷響應(yīng)。采樣是中斷處理的第一步,對于本實(shí)驗(yàn)的脈沖方式的中斷請求,若在兩個(gè)相鄰周期采樣先高電平后低電平則中斷請求有效,IE0或IE1置“1”;否則繼續(xù)為“0”。所謂查詢就是由CPU測試TCON和SCON中各標(biāo)志位的狀態(tài)以確定有沒有中斷請求發(fā)生以及是那一個(gè)中斷請

13、求。中斷響應(yīng)就是對中斷請求的接受,是在中斷查詢之后進(jìn)行的,當(dāng)查詢到有效的中斷請求后就響應(yīng)一次中斷。 </p><p>  INT0端接單次脈沖發(fā)生器。P1.0接LED燈,以查看信號反轉(zhuǎn)。</p><p><b>  系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  3.1 硬件設(shè)計(jì)</b></p>

14、<p>  3.1.1計(jì)數(shù)8051電路圖</p><p>  本次課程設(shè)計(jì)采用Protues7.5設(shè)計(jì)的電路圖如圖2所示。圖中單片機(jī)采用AT89C51,由圖可見,P0.1(對應(yīng)89C51的P0.1腳)腳置低電平燈亮,然后燈滅,1s延時(shí)過后燈再次變亮,如此反復(fù)循環(huán)。</p><p><b>  圖2 系統(tǒng)原理圖</b></p><p&g

15、t;  3.1.2 芯片的選擇</p><p>  硬件電路要實(shí)現(xiàn)對交流大電流電源的控制、定時(shí)時(shí)間的設(shè)定功能。若采用40腳的單片機(jī)有利于設(shè)計(jì),但會增大電路板的體積。本設(shè)計(jì)采用ATMEL公司的AT89C2051單片機(jī),芯片位20腳,體積小,工作電壓范圍寬(2.7V~6V)。性價(jià)比比較高。</p><p><b>  3.2硬件連線圖</b></p><

16、;p><b>  3.2.1預(yù)備知識</b></p><p><b>  引腳定義:</b></p><p>  A0——Ai:地址輸入線。</p><p>  D0——D7:并行總線8位地址。</p><p>  CS:片選信號輸入線,低電平有效。</p><p> 

17、 RXD/P3.0:UART串行輸入</p><p>  P0~P0.7:并行輸入輸出P0口</p><p>  WR:寫選通信號線,低電平有效。</p><p><b>  3.2.2實(shí)驗(yàn)說明</b></p><p>  編寫簡單的匯編程序,對實(shí)驗(yàn)板上提供的外部脈沖進(jìn)行讀寫操作,連續(xù)運(yùn)行程序,觀察走馬燈的亮與滅來顯示計(jì)

18、數(shù)。</p><p><b>  3.2.3實(shí)驗(yàn)連線</b></p><p>  外部脈沖---P3.0口</p><p>  P0-P0.7:并行輸入輸出P0口</p><p>  數(shù)據(jù)線與仿真單片機(jī)的數(shù)據(jù)線相連,P0-P0.7口與單片機(jī)部分地址線相連</p><p><b>  3.

19、3 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>  3.3.1計(jì)數(shù)初值計(jì)算</p><p>  根據(jù)定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0的工作方式2邏輯結(jié)構(gòu)圖可知,工作方式2的計(jì)數(shù)范圍是1~255。</p><p>  中斷功能,就能快速解決CPU與慢速外設(shè)之間的的矛盾,CPU在啟動(dòng)外設(shè)工作后,開始執(zhí)行主程序,同時(shí)外設(shè)也開始工作。每當(dāng)外設(shè)需要,就能通過CPU發(fā)出申請,請求CPU中斷

20、正在執(zhí)行的主程序,去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。</p><p>  實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理,在實(shí)時(shí)控制中,現(xiàn)場的各個(gè)參數(shù).信息是隨時(shí)間和現(xiàn)場的情況的不斷的變化,有了中斷的功能,外設(shè)仍能繼續(xù)工作。這樣,CPU可以令多個(gè)外設(shè)同時(shí)工作,從而提高CPU的利用率。</p><p>  利用串行中斷源一個(gè),發(fā)送或接收中斷請求TI或RI。當(dāng)串行口發(fā)送或接收一個(gè)幀數(shù)據(jù)時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生中斷請求。這一中斷在中斷矢量表中的00023

21、H。</p><p><b>  3.3.2流程圖</b></p><p><b>  圖3 流程圖</b></p><p><b>  3.3.3匯編程序</b></p><p><b>  軟件程序:</b></p><p> 

22、 ORG 0000H </p><p>  LJMP MAIN ;主程序</p><p>  ORG 0003H ;中斷0的入口地址</p><p>  LJMP LOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop </p><p>  ORG 0030H </p>&

23、lt;p><b>  MAIN: </b></p><p>  MOV 30H,#0</p><p>  SETB EA ;開啟中斷</p><p>  SETB PX0 ;設(shè)外部中斷0高優(yōu)先級</p><p>  SETB EX0 ;允許外部中斷0中斷</p>

24、<p>  SETB IT0 </p><p>  SETB TR1 </p><p>  MOV 30H,#0</p><p>  MOVR2,#00H;十位</p><p>  MOVR1,#00H;個(gè)位 </p><p><b>  M

25、AIN4:</b></p><p><b>  MOV A,30H</b></p><p>  ANL A,#0FH</p><p><b>  MOV R1,A</b></p><p><b>  MOV A,30H</b></p><p>

26、;  ANL A,#0F0H</p><p><b>  SWAP A</b></p><p><b>  MOV R2,A</b></p><p><b>  MAIN1:</b></p><p>  MOV A,R1</p><p>  MO

27、VDPTR, #SGTB1</p><p>  MOVCA,@A+DPTR ;取字符</p><p>  MOVSBUF,A;發(fā)送字符</p><p>  MOVA,SBUF</p><p>  JNBTI,$ ;等待串口發(fā)送完</p><p><b&g

28、t;  CLRTI</b></p><p>  SETB IT0</p><p>  SETB PX0</p><p>  SETB EA</p><p>  SETB EX0</p><p><b>  MOVA,R2</b></p>&

29、lt;p>  MOVCA,@A+DPTR</p><p>  MOVSBUF,A</p><p><b>  JNBTI,$</b></p><p><b>  CLRTI</b></p><p>  CALLDELAY</p><p>  CALLD

30、ELAY</p><p>  CALLDELAY</p><p>  CJNER1,#0AH,MAIN4</p><p>  MOV A,30H</p><p>  ANL A,#0F0H</p><p>  ADD A, #10H</p><p>  MOV

31、 30H,A</p><p>  CJNER2,#0AH,MAIN4</p><p>  MOV A,30H</p><p>  ANL A,#0FH</p><p>  MOV 30H,A</p><p>  AJMP MAIN4</p><p>  DE

32、LAY:MOVR6,#250;延時(shí)</p><p>  DELAY1:MOVR7,#250</p><p><b>  DJNZR7,$</b></p><p>  DJNZR6,DELAY1</p><p><b>  RET</b></p><p&g

33、t;<b>  LOOP:</b></p><p>  INC 30H ;30自加1</p><p>  MOV A,30H ;30H給A</p><p>  MOV P0,A ;A給p0</p><p><b>  RETI</b></

34、p><p>  SGTB1:DB 03H ;0</p><p>  DB 9FH ;1</p><p>  DB 25H ;2</p><p>  DB 0DH ;3</p><p>  DB

35、 99H ;4</p><p>  DB 49H ;5</p><p>  DB 41H ;6</p><p>  DB 1FH ;7</p><p>  DB 01H ;8</p>

36、<p>  DB 09H ;9 </p><p><b>  END</b></p><p><b>  四、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)</b></p><p>  4.1 軟件功能調(diào)試</p><p>  軟件調(diào)試一般分為以下四個(gè)階段:</p>

37、<p><b>  編寫程序并查錯(cuò);</b></p><p>  在匯編語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序</p><p>  3、對程序進(jìn)行編譯連接,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯(cuò)誤;</p><p><b>  4、改正錯(cuò)誤。</b></p><p>  在軟件調(diào)試過程中,最初程序編譯出錯(cuò),我經(jīng)

38、過認(rèn)真的分析,發(fā)現(xiàn)中斷服務(wù)子程序我又跳轉(zhuǎn)到子程序,編譯后又未得到正確周期指令數(shù)值。在一遍遍重新閱讀程序后方知未我將循環(huán)弄成了死循環(huán),將ajmp loop 刪掉后,經(jīng)改正終于調(diào)試成功,并很好的達(dá)到既定的設(shè)計(jì)效果。</p><p>  此系統(tǒng)還可改進(jìn)實(shí)現(xiàn)電子計(jì)數(shù)器、跑馬燈等功能,這是一個(gè)比較難的挑戰(zhàn)。</p><p><b>  4.2硬件功能測試</b></p&g

39、t;<p>  此次課程設(shè)計(jì)主要利用中斷方法,運(yùn)用循環(huán)調(diào)用的方法,簡單的說是000000,通過改變脈沖的次數(shù)運(yùn)用計(jì)數(shù)器,按一次改變?yōu)?00001。用為每一個(gè)燈的接口端不同,不同的BCD碼控制不同的燈,用燈的亮與滅來達(dá)到計(jì)數(shù)的效果。;第二層循環(huán)通過計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn);通過給T1賦初值0FFH,當(dāng)它開始溢出時(shí)即達(dá)亮。計(jì)數(shù)器到則置P0.0為低電平,燈則亮,</p><p>  滅,在給脈沖后再置P0.0為

40、低電平,紅燈亮,如此循環(huán)。</p><p>  此次課程設(shè)計(jì)在實(shí)際操作過程中,由于按鍵及代碼執(zhí)行所需時(shí)間的影響,設(shè)計(jì)后的效果并不精準(zhǔn),還有改進(jìn)的空間。</p><p>  五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得體會</p><p>  單片機(jī)原理及其接口技術(shù)是我們電子信息科學(xué)與技術(shù)的專業(yè)課,因?yàn)槲覀冎白鲞^單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)課也對MF2KP軟件有了一定的了解。</p><

41、;p>  經(jīng)過一學(xué)期老師的諄諄教導(dǎo)和自己的努力學(xué)習(xí),對單片機(jī)原理課程也有了更深入的認(rèn)識,通過這次的課程設(shè)計(jì),我收獲了很多,對各個(gè)指令以及語句有了進(jìn)一步的了解,對各個(gè)語句的功能有了更深刻的認(rèn)識和體會,平時(shí)上課的理論知識只是停留在理論概念的層面,而通過了這次的課程設(shè)計(jì)才真正的體會到,也做到了理論概念和匯編實(shí)際的相結(jié)合,使理論知識真正運(yùn)用到了實(shí)用中去,還能學(xué)到一些軟件的運(yùn)用,結(jié)合一些其他課程,匯編語言程序軟件,通過互相結(jié)合,互相滲透,來

42、得到我所需的數(shù)據(jù)與結(jié)論。通過查閱了相關(guān)書籍才得知取時(shí)間的調(diào)用指令。也深刻理解了CPU暫?,F(xiàn)行程序的運(yùn)行而轉(zhuǎn)為意外事件或特殊請求服務(wù)的過程這句中斷的概念。通過對程序不停地修改、測試,終于將程序調(diào)試成功,能夠滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>  我覺的通過這次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了好多東西,不僅僅是書本上的知識,因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)老師給我們分了幾個(gè)小組,每組有每組的問題,當(dāng)我們這組拿到題目時(shí)還不知道如何下手,通過組員的互相探

43、討,共同研究,最終設(shè)計(jì)好流程圖,得出結(jié)果,讓我懂得什么是團(tuán)隊(duì)合作,以后我們不管干什么都要持之以恒,堅(jiān)持不懈,困難并不可怕,可怕的是我們面對困難是的態(tài)度, 加油,我為自己代言!</p><p><b>  六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 李建忠,單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社,2008年</p><p>  [2]啟東

44、單片機(jī)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)使用說明書</p><p>  [3]李珍,單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù).清華大學(xué)出版社,2003年</p><p>  [4]楊恢先,黃輝先著.單片機(jī)原理與應(yīng)用.人民郵電出版,2009.7</p><p>  [5]朱定華,單片機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社,2001.4 </p><p>  [6]王威,HCS12微控制器原理

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