基于AT89C52单片机设计3.doc
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1、毕业设计(论文)任务书?!下面的行距都跟原来的封面不一样了,连论文题目也没有。你能不能用“论文”封面?(2016届)所属系(部):机电工程学院所学专业:通信技术班级: 13通信技术班姓名:xxx学号:xxx指导教师:xxx2015 年 7 月 7 日AT89C52单片机设计设计单片机?通信技术XxxXxx摘要计算器是微型电子计算机的一种特殊类型。它与一般通用计算机的主要区别在于程序输入方式的不同。计算器的程序一般都已经固定,只需按键输入数据和运算符号就会得出结果,很容易就能掌握。而一般计算机的程序可以根据需要随时改动,或重新输入新的程序。简易计算器主要用于加减乘除;科学计算器,又增添了初等函数
2、运算。随着微电子技术的不断发展,微处理芯片的集成程度越来越高,单片机已可以在一片芯片上同时集成cpu,存储器,定时器,计数器,并行和串行接口,看门狗,前置放大器,AD转换器,DA 转换器等多种电路。完成一定区间和条件的简单四则运算过程。关键词:计算器,AT89C52,矩阵按键,LCD1602目录第一章绪论11.1 课题的提出及意义11.2 设计的任务及要求1第二章总体方案设计32. 1 芯片比较32。1。1 单片机选择32.1。2 显示器的选择32。1。3 按键部分的选择42.2总体设计及系统原理4第三章单片机硬件设计63.1 单片机部分63。1。1 单片机发展历史63。1。2 单片机发展趋势
3、63.1。3 计算器系统现状73。1。4 AT89C52系列单片机简介83。 2 矩阵按键部分163。 3 液晶显示器部分18第四章单片机软件设计254。1主程序设计254.2 键扫程序设计254.3 算术运算程序设计264。4 显示程序设计27第五章单片机安装、调试295.1 软件仿真295.2 安装步骤305.2.1 检查元件的好坏305。2。2 放置、焊接各元件305。3调试345.3.1 硬件调试345.3。2 软件调试34结束语35致谢36参考文献3730第一章绪论1。1 课题的提出及意义随着社会的发展,科学的进步,人们的生活水平在逐步地提高,尤其是微电子技术的发展犹如雨后春笋般的变
4、化。计算器在人们的日常中是比较常见的电子产品之一,如何使计算器技术更加的成熟,充分利用已有的软件和硬件条件,设计出更出色的计算器,使其更好地为各个行业服务,成了如今电子领域重要的研究课题。现在人们的日常生活中已经离不开计算器了,社会的各个角落都有它。因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。本设计在进一步掌握单片机理论知识,理解嵌入式单片机系统的硬软件设计,加强对实际应用系统设计的能力。通过本设计的学习,使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法,并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题,提高解决毕业设计实际问题的能力你的本设计不就是“毕业设计”吗?怎么本设计去提高解决毕业设
5、计的能力?,为单片机应用和开发打下良好的基础。对字符液晶显示模块的工作原理,如初始化、清屏、显示、调用及外特性有较清楚的认识,并会使用LCD(液晶显示模块)实现计算结果的显示;掌握液晶显示模块的驱动和编程,设计LCD和单片机的接口电路,以及利用单片机对液晶显示模块的驱动和操作;在充分分析内部逻辑的概念,进行软件和调试,学会使用,并能够以其为平台设计出具有四则运算能力简易计算器的硬件电路和软件程序。这些要不放在论文最后总结那里。这一节讲的是“计算器”本身的意义,不是做这个对你的意义。1.2 设计的任务及要求目的:通过本次工程实践,运用智能化测量控制仪表原理与设计、MCS-51系列单片微型计算机及
6、其应用所学知识及查阅相关资料,完成简易计算器的设计,达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。通过本次设计训练,可以使我们在基本思路和基本方法上对基于MCS51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。逻辑不对吗?不是先理论设计好了,再实践的吗?上面那段都实践完了,这里才理论设计?要求:使用硬件:MCS-51单片机,中央处理器,数据存储器(RAM),程序存储器(ROM)等。使用软件:电子绘图软件Protel。(1)通过网络及各种相关书籍查找相关信息,确定使用的元器件。(2)以MCS51单片机为核心,开发一个完整的系统,包括硬件设计和软件的编程
7、。(3)使用Protel软件,绘制原理图、PCB,并进行元器件安装、焊接及调试检测达到预期的目的。矩阵按键输入、LCD1602液晶显示,构成一套可以运算两个数之间的加减乘除的设计。最大运算是:9999*9999,可以运算负数。第二章总体方案设计2。 1 芯片比较2.1。1 单片机选择AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MCS51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器(C
8、PU)和FLASH存储单元,功能强大AT89C52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本.AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求.2。1.2显示器的选择在单片机应用系统中,使用的显示器主要有LED(发光二极管显示器)、LCD液晶显示
9、.方案一:使用8位LED数码管来显示,LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件,在单片机应用系统中通常使用的是七段LED,这种显示器有共阴极和共阳极两种,它具有成本低廉、配置灵活和单片机接口方便等特点。方案二:使用液晶显示器来显示。液晶是介于固态和液态间的有机化合物,将其加热会变成透明液态,冷却后变成结晶的浑浊固态.在电机的作用下,产生冷热变化,从而影响它的透光性,来达到显示的目的。LCD还具有以下优点:(1)低压、微功耗;(2)显示信息量大;(3)长寿命;(4)无辐射、无污染。选择液晶显示屏。为了适应本课题的需要,本设计采用液晶显示屏LCD1602进行显示。2.1。3按键部分的选择根
10、据操作需要和毕业设计需要,按键部分采用44 行列式键盘,分别设定数字键和功能键.2。2总体设计及系统原理大致原理图如图2.2。1所示:这里是总体设计方案,应该放的是系统的原理框图,不是整体电路图。总的电路图都全搞好了,后面的章节你打算讲什么?另外,这个图也太太模糊了吧?根本看不清楚,打印出来就更不知道是什么图2。2.1 原理图总的电路设计方案以单片机 AT89S52 来作为核心元器件,外围采用44 行列式键盘作为输入,采用lcd1602 液晶显示来做输出。这里重点介绍液晶输出,它是一个双行显示的液晶显示器,其采用标准的16 脚接口。1。 vssVss 为地电源;2. vdd Vdd后面的自己改
11、。接5v 正电源;3。 vo 为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高会产生影子,使用时可以通过一个10k 的电位器调整对比度;4. rs 为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器;5。 rw 为读写信号线,高电平时选择读操作,低电平时选择写操作.当rs和rw 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当rs 为低电平rw 为高电平时可以读忙信号,当rs 为高点平rw 为低电平时可以写入数据.6。 e 端为使能端,当e 端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令;7. 714 d0d7 为8 位双向数据线;8。 1516 分别为背光灯正
12、负极,A 接正极,K 接负极。第三章单片机说真的你要设计一块新型“单片机”吗?如果你说的是设计8952,小心别人告你侵权呢硬件设计3.1 单片机部分目前,52系列单片机在我国的各行各业得到了广泛应用,各大专业院校、职业培训学校,均开设了单片机原理与应用方面的课程,这是一门技术性和实践性很强的学科,必须通过一系列的软硬件实验、理论联系实际,才能学好、学懂,取得较好的学习效果。后面两节都删了,这部分也没什么用了。都不要了。3.1。1 单片机发展历史单片机(Microcontrollers)诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是IN
13、TEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用.随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍.高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只
14、有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上.而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。3。1。2 单片机发展趋势单片机的发展趋势:低功耗CMOS化;微型单片化;主流与多品种共存;单片机从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展历程,可以发现单片机的发展趋势大致有:1、低功耗CMOS化MCS-51系列的8051推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在
15、100mW左右,随着对单片机功耗的要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺).像80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定了其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合.所以这种工艺将是今后一段时期内单片机发展的主要途径。2、微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口、中断系统、定时电路、时钟电路集
16、成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗),有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就更强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小.现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。3、主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍是以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系
17、统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机.因此以80C51为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,以其价低质优的优势,占据一定的市场份额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机.在一定的时期内,这种形势将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路.这两节都不要。单片机怎么发展跟你这个系统基本没什么关系。你都选好了用哪种单片机了,没什么好说的。3.1。3 计算器系统
18、现状此标题去掉,下面两段的内容作为第三章的开头。加上“3.1 单片机最小系统”一节计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。低档计算器的运算器、控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算,其随机存储器只有一、二个单元,供累加存储用.高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序,有较多的随机存储单元以存放输入程序和数据.键盘是计算器的输入部件,一般采用接触式或传感式。为减小计算器的尺寸,一键常常有多种功能。显示器是计算器的输出部件,有发光二极管显示器和液晶显示器等。除显示计算结果外,还常有溢出指示、错误指示等。计算器电源采用交
19、流转换器或电池,电池可用交流转换器或太阳能转换器再充电.为节省电能,计算器都采用CMOS工艺制作的大规模集成电路(见互补金属氧化物-半导体集成电路),并在内部装有定时不操作自动断电电路。计算器可选用的外围设备有微型打印机、盒式磁带机和磁卡机等.本计算器是以MCS51系列单片机AT89C52为核心构成的简易计算器系统.该系统通过单片机控制,实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测,并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为:首先存储单元初始化,显示初始值和键盘扫描,判断按键位置,查表得出按键值,单片机则对数据进行储存与相应处理转换,之后送入LED显示器动态显示。整个系统可分为两个主要功能模块
20、:功能模块一,实时键盘扫描;功能模块二,数据1602显示。3。1。4 AT89C52系列单片机简介你这是单片机教材吗?你都用了8页纸来说单片机了,加上前面那页9页!这根本就是把单片机那本书的第一章粘贴上去吧?!全部删掉,51单片机是谁都知道是啥的东西,根本不需要你来给大家介绍。你如要介绍单片机,就简单点说说单片机的结构,重点放在单片机的最小系统,幅面一页纸以内,加上图,最多不能超过1页半纸。把单片机的内容全放在“3.1 单片机最小系统”一节中。AT89C52单片机的硬件结构如图3-1所示,为AT89C52的硬件结构图。AT89C52单片机的内部结构与MCS51系列单片机的构成基本相同。CPU是
21、由运算器和控制器所构成的。运算器主要用来对操作数进行算术、逻辑运算和位操作的。控制器是单片机的指挥控制部件,主要任务的识别指令,并根据指令的性质控制单片机各功能部件,从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。它的程序存储器为8K字节可重擦写Flash闪速存储器,闪烁存储器允许在线+5V电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。数据存储器比51系列的单片机相比大了许多为256字节RAM。AT89C52单片机的指令系统和引脚功能与MCS-51的完全兼容。单片机AT89C52结构框图如图3。1.1所示.小四号不过反正可能要删了,后面的单片机部分有问题我就不标注了FLASHCPU串行通讯口RAM输入输出接
22、口计数器定时器时钟图3.1。1 单片机AT89C52结构框图主要性能参数 8K字节可重擦写Flash闪速存储器 1000次可擦写周期 全静态操作:0Hz24MHz 三级加密程序存储器 2568字节内部RAM 32个可编程I/O口线 3个16位定时/计数器 8个中断源 可编程串行UART通道 低功耗空闲和掉电模式AT89C52外部引脚图如图图3。1.2所示:图3.1.2 AT89C52外部引脚图AT89C52管脚说明VCC:电源GND:接地P0口:P0口是一个8位漏级开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平.对P0口端口写”1”时,引脚作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器
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