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单片机实训报告

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2020年4月19日
文档仅供参考
《物联网基础应用实训》课程设计报告

PINGDINGSHANUNIVERSITY

8至数码管滚动显示单个数字

姓 名： 田益搏
班 级： 13级物联网1班
学 号：
指导教师： 王启明
完成时间： 6月16日

一、设计要求
单片机控制8只数码管，分别滚动显示单个数字0-7.
程序运行后，单片机控制左边第一个数码管显示0，其它不显示，延时之后，控制左边第二个数码管显示1，其它不显示，直至第8个数码管显示7，其它不显示，重复循环上述过程。
二、原理说明
利用单片机来控制LED共阳极数码管显示器。
三、Proteus电路设计
1．建立新文件
进入Proteus ISIS界面，单击菜单单项【文件】 → “新建设计”选项，就会弹出“新建设计”窗口（见图），窗口中提供了多种模板选择。其中横向图纸为Landscape,纵向图纸为Portrait，DEFAULT为默认模板。单击选择的模板图标，再单击“确定”按钮，即建立一个该模板的空白文件。如果直接单击“确定”按钮，即选择系统默认的DEFAULT模板·。
单击保存按钮，在弹出的对话框“保存ISIS设计文件”中输入文件名再单击“保存”，则完成新建设计文件的保存操作，其后缀自动为“.DSN”。
2.设定绘制图纸大小
当前的绘图纸大小为默认的A4。如果改变图纸的大小，可单击菜单中的【系统】 → “设置图纸大小”就会弹出所示窗口，可选择所需图纸的尺寸。
3.选取元器件并添加到对象选择窗口中
单击器件选择按钮，弹出如图5-3所示的选取元器件的对话框。在其左上角“关键字”一栏中输入元器件名称“AT89S51”，则出现关键字匹配的元器件列表，如图5-3所示。选中AT89S51所在行或单击AT89S51所在行后，再单击“确定”按钮，便将元器件AT89S51加入到ISIS对象选择窗口中。按此操作方法逐一完成其它元器件的选取。被选取的元器件加入到ISIS对象选择窗口中。

上述的方法称“关键字查找法”，关键字能够是对象的名称，描述，分类，子类，甚至是对象的属性值。还有一种“分类查找法”，即元器件所属大类，子类，甚至以生产厂家为条件，一级一级的缩小范围进行查找。在具体操作时，常将两种方法结合使用。
4．放置、移动、旋转元器件
单击ISIS对象选择窗口中的元器件名，蓝色条出现在该元器件名上。把鼠标指针移到编辑区某一位置后吧，单击就可放置元器件于该位置，每单记一次，就放置一个元器件。如果要移动元器件，先右击元器件使其处于选中状态中，再按住鼠标左键进行拖动，到达目的处后，松开鼠标即可。如要调整元器件方向，先将指针指在元器件上单击鼠标右键选中，再单击相应的转向按钮。若多个对象，一起移动或转向，可选择相应的块操作命令。
5．放置电源、地（终端）
Proteus中的单片机芯片默认已经添加电源与地，也能够省略。先看添加电源的操作，首先单击左侧的工具箱中的终端模式按钮，然后在对象选择窗口中单击POWER来选中电源，然后使用元器件调整工具按钮进行方向调整，最后就能够在编辑区中单击放置电源了。放置GROUND的操作类似。
6．电路图布线
系统默认自动布线有效。相继单击元器件引脚间、线间等要连线处，会自动生成连线。
7．设置、修改元器件的属性
Proteus库中的元器件都有相应的属性，要设置、修改它的属性，可右击放置在ISIS编辑区中的该元器件，再单击它打开其属性窗口，这时可在属性窗口中设置、修改它的属性。例如，设置某电阻R3的属性。
8．电气检测
电路设计完成后，单击电气检查快捷按钮，会出现检查结果窗口，窗口前面是一些文本信息，接着是电气检查结果列表，若有错，会有详细的说明。电气检测也可经过菜单操作【工具】“电气规则检查”完成。
经过上述各步骤操作后，完成本实例的原理电路设计。
经过上述步骤操作后，完成本实例的原理电路图如下。

四、Keil μVision3平台下的源程序设计
源程序设计包括源程序源代码的输入编辑与调试，当前常使用两种设计手段：一种是使用Proteus VSM；另一种是使用Keil μ Vision3平台.
Proteus VSM提供了简单的文本编辑器,对于不同系列的单片机,VSM均提供了相应的编辑器,使用时可根据单片机的型号和语言要求来选取.
德国Keil公司开发的Keil μ Vision3软件平台是当前最好的AT89C51单片机软件开发平台之一。Keil μ Vision3是一种集成化的文件管理编译环境，使用工程的方法来管理文件，而不是单一文件的模式，所有的文件包括源程序，头文件等都能够放在工程文件里同统一管理。该环境下可编译C源代码和汇编源程序，连接和重定位目标文件和库文件，创立hex文件，调试目标程序等。调试手段丰富并可直接与Proteus进行联调，进行实现对所设计电路的验证。因此，当前设计者多使用Keil μ Vision3平台来进行源程序文件的设计与调试。
（1） 绘制流程图
在编写源程序之前，首先要根据任务要求，绘制出源程序框图，它是程序设计与调试的依据。

开始

声明变量, 数码管编码数组
声明子程序
数码管显示子程序

主程序图

源程序文件的设计
使用Keil μ Vision3进行源程序文件的设计与调试，一般能够按照下面的步骤来进行源程序文件的设计。
创立一个工程文件
启动Keil软件后，进入页面，单击【Project】菜单下面的“New Profect”来新建一个工程。软件弹出“Creat New Project” （创立新建工程）窗口。在“文件名（N）”窗口中输入新建工程的名字，而且在“保存在(I)”下拉框中选择工程的保存目标，为工程输入文件名后，单击“保存（S）”即可。
（2）选择单片机
单击“保存（S）”后，会弹出“Select Device for Target”（选择MCU）窗口，按照界面的提示选择相应的MCU。选择“Atmel”目录下的“AT89C51”。
（2） 添加用户源程序文件
一个新的工程创立完成后，就需要将用户编写的源程序代码添加到这个工程中，添加用户程序文件一般有两种方式：一种是新建文件；另一种是添加已创立的文件。
对于新建文件的添加，首先单击快捷按钮，出现一个空白的编辑窗口，用户可输入自己编写的程序源代码.
程序源代码输入完毕后，单击快捷按钮保存文件，在弹出的窗口中输入保存路径和文件名。这样就将这个新源程序文件和刚才建立的工程保存在同一个文件夹下。由于使用C语言程序，则文件的扩展名应为“.c”。
如果添加已经存在的源程序文件，则在工程窗口中右键单击“Source Groupl”，选择“AddFile to ‘Source Group1’”选项，完成上述操作后会出现“AddFile to ‘Source Group1’”的对话框。在该窗口中选择要添加的文件，单击已创立的源程序文件后，单击“Add”按钮，再单击“Close”按钮，文件就已经添加到工程中。如下图

源程序如下
#include <reg52.h> //52系列单片机头文件
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int //定义
uchar code DSY_CODE[]=
{
0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80
}; //显示12345678
void DelayMS(uint x) //延时子程序
{
uchar i;
while(x--)
{
for(i=200;i>0;i--);
}
}
void main()
{
uchar i,k=0x80;
while(1) //循环
{
for(i=8;i>0;i--)
P2=0xff; //关闭显示
k=_crol_(k,1);
P0=DSY_CODE[8-i]; //发送数字段码
P2=k; //发送位码
DelayMS(200); //延时
}
}
五、源程序编译及目标代码文件的生成
把源程序文件添加到工程中后，还需要将文件进行编译和调试，最终目标是要生成.hex文件，具体步骤如下。
1.程序编译
把源程序文件打开，单击快捷按钮，对当前文件进行编译，则在输出窗口出现提示信息，从该提示信息能够看到程序是否有语法错误。如有错误，认真检查程序找到错误并改正，改正后再次单击按钮进行编译，直至提示信息显示没有错误为止。
2.程序调试
程序编译没有错误后，就可进行调试与仿真。单击快捷按钮（开始调试/停止调试），进入程序调试状态。
在左边的工程窗口给出了常见的寄存器r0～r7以及a、b、sp、dptr、pc、psw等特殊功能寄存器的值，这些值会随着程序的执行发生相应的变化。同时在该窗口还可查看单片机片内程序存储器的内容（单元地址前有“C：”）或片内数据存储器的内容（单元地址前有“D：”）。
在调试状态时，会出现一行新增加的用于调试的快捷命令图标以及原来就有的用于调试的快捷图标。
在程序调试状态下，可运用快捷图标进行单步、跟踪、断点、全速运行等方式的调试，也可观察单片机资源的状态，例如程序存储器、数据储存器、特殊功能寄存器、变量寄存器及I/O端口的状态。
3．生成目标代码文件
源程序最终要生成在单片机上可执行的二进制文件（.hex格式文件），单片机系统才能运行。具体操作如下：单击“Options for Target‘Target1’”窗口中的“Output”选项，就会出现Output页面。选择“Create HEX File”项后，即可生成单片机可直接运行的二进制文件（.hex格式文件），文件扩展名名为.hex。
六、Proteus 仿真
把“.hex”文件加载在电路图中的单片机后，就可直接单击仿真按钮，则会全书实现交互式仿真，仿真效果如下图所示。

七、总结
单片机作为我们们的主要专业课之一，虽然在大二开学初我们对这门课并没有什么兴趣，觉得那些程序枯燥乏味，但在这次课程设计后我们发现自己在一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。作为一名物联网技术专业的大二学生，我们觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我们发现效率很高，这是我们做这次课程设计的又一收获。然后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，重复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不但仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，可是从中学到的知识会让我们受益终身。此次课程设计，基本达到预定的效果，系统部分功能已实现，能够准确高效地计时。在设计的过程中，小组各成员各负其责，设计不同模块。不但提高了设计的效率，而且体现了实践动手及团队合作的精神。
在此次设计过程中，虽然有很多程序的原理依然没有弄懂，各器件的功能也不是完全了解，可是秉着勤奋刻苦和好学的态度，我在这次设计中对单片机的了解程度更增一步，也很大程度增大了我对单片机设计程序的兴趣。